WO2020224845A1 - Verfahren zur steuerung einer elektronisch schlupfregelbaren fremdkraftbremsanlage un fremdkraftbremsanlage - Google Patents

Verfahren zur steuerung einer elektronisch schlupfregelbaren fremdkraftbremsanlage un fremdkraftbremsanlage Download PDF

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WO2020224845A1
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pressure
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external power
brake
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Martin Marquart
Helmut Suelzle
Patrick LELLMANN
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling an electronically
  • Electronically slip-controllable external power brake systems in motor vehicles are characterized, among other things, by the fact that at least under
  • Muscle strength of the driver is generated.
  • the driver only actuates one to specify a braking request
  • Pressure generator of an actuator unit is controlled.
  • the actuator unit then builds up a brake pressure corresponding to the actuation in at least one brake circuit of the brake system by external force.
  • Vehicles are such external power brake systems for safety reasons with a second electronically controllable actuator unit
  • Actuator unit redundant, second pressure generator unit.
  • the pressure generator unit has hitherto been used to generate the brake pressure in the event that the first actuator unit fails. To ensure their function, the actuator units are separated from each other independent electronic control units and are also assigned to independent power supplies.
  • a failure of the first actuator unit can be traced back to various causes, for example to an electrical or mechanical defect in a valve of a pressure modulation device of the first actuator unit and / or to an inadequate voltage supply, through which the assigned electronic control unit is unable to provide the necessary power for the motor to apply the generation of the desired brake pressure.
  • the vehicle In the event of a failure of the first actuator unit, the vehicle will continue to be reliably braked with the second actuator unit, but if the failure occurs while the braking process is in progress, the driver can perceive this change in the actuator unit generating the brake pressure through a changed braking behavior of the external power brake system.
  • Actuator unit is no longer available and the existing one
  • Braking request can therefore only be derived indirectly from sensor signals of the second actuator unit.
  • the valves of a pressure modulation device of the first will stop
  • Actuator unit for a wheel-specific brake pressure control is no longer available, so that the usual slip or driving stability control functions of the external power brake system are only available to a limited extent.
  • the invention proposes that functions of the power brake system associated with a high power requirement for this first actuator unit are transferred to the second actuator unit in advance of a potential failure of the first actuator unit.
  • the build-up of brake pressure which requires a high level of electrical power, is therefore carried out by the pressure generator of the second actuator unit and thus the electrical load on the voltage supply of the first actuator unit is reduced.
  • Pressure modulation unit still functional, so that the braking request is still detected immediately and also by the control unit of the second
  • Actuator unit can be used as an input variable for generating brake pressure. As a result, the braking behavior of the external power brake system changes only slightly for a driver even in the event of a fault in the first actuator unit.
  • Pressure modulation device of the first actuator unit due to its likewise low electrical power requirement despite the present
  • a functional restriction of the voltage supply of the first actuator unit that precedes a failure is detected by a corresponding one Monitoring device controlling the motor of the first
  • Controlled pressure generation unit of the second actuator unit for brake pressure setting and regulation in the brake circuit.
  • Braking request detection device based on the first actuator unit.
  • a device for monitoring the voltage supply of the first actuator unit can be integrated into the electronic control device of the first or the second actuator unit or can be connected as a separate structural unit to the voltage supply of an actuator unit.
  • FIG. 1 shows the hydraulic circuit diagram of an electronically slip-controllable external power brake system on which the invention is based and known from the prior art, which is provided in particular for a piloted motor vehicle.
  • FIG. 2 The method for controlling this external power brake system is shown in FIG. 2 with the aid of a flow chart.
  • the electronically slip-controllable external power brake system 10 shown in FIG. 1 is made up of two actuator units 12a; 12b constructed. Both actuator units 12a; 12b each have their own and independent of the other actuator unit
  • the first actuator unit 12a supplies a total of four wheel brakes 18 connected to it with pressure medium under braking pressure.
  • two wheel brakes 18 are in each case in one of a total of two brake circuits 20a; 20b
  • the brake pressure in these brake circuits 20 is under normal operating conditions of the power brake system 10 of a
  • Pressure generating unit 22a of the first actuator unit 12a constructed. That pressure generating unit 22a comprises an electronically controllable motor 24a for actuating a plunger unit made up of a plunger cylinder 26 and a plunger piston 28 slidably accommodated therein two connected brake circuits 20a; 20b into it. In the brake circuits 20a; 20b thereupon builds up a brake pressure, the level of which depends on the amount of pressure medium volume displaced into it and thus ultimately on the actuation path covered by the plunger 28.
  • the first actuator unit 12a also has a pressure modulation device. This consists of one pressure medium inlet valve 32 and one for each wheel brake 18 present
  • Pressure medium outlet valve 34 These valves can be actuated electronically and, in the case of the pressure medium inlet valves 32, can be transferred from an open position to a blocking division or, in the case of the pressure medium outlet valves 34, from a blocking separation into an open position.
  • Pressure medium outlet valves 34 are switching valves, while pressure medium inlet valves 32 are designed as proportional valves for better brake pressure regulation.
  • each brake circuit 20a; 20b equipped with a so-called plunger control valve 36. Based on this plunger control valve 36 are the
  • plunger control valves 36 are energized in the normal operating state of the external power brake system 10 and are therefore open. If necessary, they are closed for a limited period when the plunger 28 has reached its outer reversal point and the plunger working space 30 is to be filled with fresh pressure medium by reversing the direction of movement of the plunger 28 via pressure medium connections leading directly to a reservoir 38 for pressure medium.
  • circuit isolating valves 40 are connected in parallel with the plunger control valves 36 and control two pressure medium connections via which the first actuator unit 12a is in contact with the second actuator unit 12b.
  • the circuit separation valves 40 are designed as normally open switching valves, which under normal operating conditions by electronic control in a
  • the first actuator unit 12a also has a
  • Brake request detection device That consists of one
  • Master brake cylinder 42 which can be actuated by an actuating element, exemplarily designed in the form of a brake pedal 44.
  • An actuation travel of the brake pedal 44 is detected by a travel sensor 46 and fed to the first control device 16a assigned to the first actuator unit 12a.
  • This control device 16a uses the path signal to determine a control signal for the motor 24a of the pressure generating unit 22a of the first actuator unit 12a.
  • the master cylinder 42 has two cylinder chambers 48a; 48b, each of which is driven by an associated master brake cylinder piston 50a; 50b are limited. With an operation of the brake pedal 44 is at least one of the
  • Master brake cylinder piston 50 is moved in a direction in which the volume of the associated cylinder chamber 48 is reduced.
  • the two cylinder chambers 48 are connected to the reservoir 38 for hydraulic pressure medium.
  • Two channels carrying pressure medium lead from the cylinder chambers 48 of the master brake cylinder 42 to the second actuator unit 12b, where they are in contact with the pressure side of the second pressure generating unit 22b.
  • the first actuator unit 12a also includes a pedal travel simulator 52.
  • This is a device made of a simulator piston, which counteracts the force of an elastic restoring element in one
  • Simulator cylinder is displaceable.
  • the simulator chamber enclosed in the simulator cylinder is connected via a controllable simulator control valve 54 to the first cylinder chamber 48a of the master brake cylinder 42 facing the brake pedal 44 in a pressure medium-conducting manner.
  • the simulator control valve 54 When the simulator control valve 54 is open, the simulator chamber receives pressure medium displaced from this first cylinder chamber 48a of the actuated master brake cylinder 42. It thus enables an actuation travel of the brake pedal 44 without pressure medium being transported from the first actuator unit 12a to the second actuator unit 12b.
  • the second actuator unit 12b is also divided into two separate second pressure medium circuits 58a; 58b split. These pressure medium circuits 58a; 58b are largely identical in structure and can be used from one to the other
  • Pressure generating unit 22a of the first actuator unit 12a redundant second pressure generating unit 22b are acted upon with brake pressure.
  • the second pressure generator unit 22b consists of a total of two pump elements 56 which can be driven jointly by the controllable second motor 24b. A suction side of each pump element 56 is directly connected to the
  • Reservoir 38 contacted for pressure medium. Each is on the pressure side
  • Each pressure medium circuit 58a; 58b of the second actuator unit 12b also has a controllable switchover valve 60. If necessary, these switching valves 60 provide one between the pressure side
  • the open position, the brake pressure of the pressure medium circuits 58a, 58b can be regulated and thus the pressure with which the pressure generating unit 22b of the second actuator unit 12b acts on the wheel brakes 18.
  • Switching valves 60 are normally open switching valves to which a bypass 64 controlled by a check valve 62 is connected in parallel.
  • the check valve 62 prevents pressure medium when the
  • Switching valve 60 from the pressure side of a pump element 56 to
  • Master brake cylinder 42 flows off and at the same time enables the driver to operate the second actuator unit 12b when the second actuator unit 12b is active
  • Brake master cylinder 42 can apply brake pressure to the wheel brakes 18.
  • a pressure sensor 66 in the pressure medium connection of the second actuator unit 12b with the master brake cylinder 42 measures the brake pressure specified by the driver. So far, when the first actuator unit 12a has failed, this measured value represents the present braking request, which the electronic control unit 16b of the second actuator unit 12b as input variable
  • Determination of the control signal for the motor 24b of the pump elements 56 of the second actuator unit 12b is used.
  • the braking request detection device of the first actuator unit 12a is detected and fed to the electronic control device 16a of this first actuator unit 12a as an input variable.
  • the control unit 16a determines a control signal for the motor 24a of the first from the detected pedal travel
  • Pressure generating unit 22a which consequently builds up a brake pressure proportional to this pedal travel in the brake circuits 20a. Possibly. becomes this
  • Pressure medium outlet valves 34 of the modulation device are adapted individually for each wheel to the slip conditions prevailing on the respectively assigned wheel.
  • the second actuator unit 12b is passive during this normal braking operation and accordingly does not participate in the explained brake pressure build-up or in the brake pressure control.
  • Actuator unit 12a assume their locking pitch and thus hydraulically decouple second actuator unit 12b from first actuator unit 12a.
  • valves of the first actuator unit 12a assume the basic positions shown in the drawing when they fail. In this basic position, the plunger control valves 36, the simulator control valve 54 and the pressure medium outlet valves 34 are closed, while the
  • Circular separation valves 40 and the pressure medium inlet valves 32 are open.
  • the second actuator unit 12b is separate because of their
  • Actuator unit 12b thus results in the connection between the pressure side of the pump elements 56 and the master brake cylinder 42 being interrupted, while a connection between the pressure side of the pump elements 56 and the brake circuits 20 of the first actuator unit 12a is established via the open circuit isolating valves 40.
  • the braking request is derived in a conventional manner from the signal of the pressure sensor 66 of the second actuator unit 12b.
  • the pressure sensor signal is converted by the electronic control unit 16b of the second actuator unit 12b into a control signal with which the motor 24b is controlled.
  • the brake pressure generated by the pump elements 56 passes through the open circuit isolation valves 40 and the also open ones
  • the detection of the braking request based on the signal from the pressure sensor 66 of the second actuator unit 12b is not fully satisfactory because the braking behavior of the external power brake system 10 changes noticeably for the driver as a result of the indirect detection of the braking request.
  • Brake pressure generation by the first actuator unit 12a during an ongoing braking process is not only transferred to the second actuator unit 12b when the first actuator unit 12a has already failed, but rather in advance of an expected failure of the first actuator unit 12a, i.e. if functional restrictions or implausibilities in the voltage supply of the first actuator unit 12a have been determined using a method known from the prior art.
  • a device 70 that monitors the voltage supply 14a of the first actuator unit 12a.
  • a monitoring device 70 can for this purpose both in the control device 16a the first actuator unit 12a or in the control unit 16b of the second
  • Actuator unit 12b be integrated.
  • Braking request detection devices 42-46 are accordingly available input variables which directly represent the braking request and which can be used as input variables by the electronic control unit 16b of the second actuator unit 12b to determine a control signal for the motor 24b for driving the pump elements 56.
  • the brake pressure generated by the second actuator unit 12b therefore continues to correlate very well with the driver's existing braking request and changes in the braking behavior of a
  • Pressure medium outlet valves 34 of the pressure modulation device of the first actuator unit 12a also provide a controllability of the driving stability of the vehicle.
  • a first step 80 of this method the voltage supply of the first actuator unit 12a is checked with the aid of a monitoring device 70.
  • this monitoring device 70 sets functional restrictions or implausibilities in the function of the voltage supply of the first
  • Actuator unit 12a which is a potential failure of this first
  • Actuator unit 12a can precede electrical control of the motor 24a of the first actuator unit 12a by the assigned first electronic control unit 16a is prevented (item 82).
  • the electronic control unit 16b of the second actuator unit 12b then moves the switching valve 60 into the blocking division and controls the motor 24b of the pressure generating unit 22b of the second actuator unit 12b to generate a brake pressure in the brake circuit 20 (item 86).
  • the electronic control device 16b uses the signals 92 from the braking request detection device of the first actuator unit 12a. As a result, the brake pressure prevailing in a brake circuit 20 during a braking process is generated by the second actuator unit 12b and ideally the driver does not experience any changed braking behavior
  • one of the electronic control units 16 can send an acoustic and / or an optical warning or information signal 94 to the driver, with which he can, for example, respond to the

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer elektronisch schlupfregelbaren Fremdkraftbremsanlage (10), insbesondere für ein pilotiert fahrendes Kraftfahrzeugund ein pilotiert fahrendes Kraftfahrzeug. Bekannt sind Fremdkraftbremsanlagen (10), die mit zwei elektrisch ansteuerbaren Aktuatoreinheiten (12a; 12b) ausgestattet sind. Dabei umfasst die erste Aktuatoreinheit (12a) eine vom Fahrer betätigbare Bremswunscherfassungseinrichtung (42-46) sowie eine erste Druckerzeugungseinheit (22a) zur Erzeugung eines Bremsdrucks in einem Bremskreis (20). Die zweite Aktuatoreinheit (12b) ist mit einer zweiten, zur ersten Druckerzeugungseinheit (22a) redundanten zweiten Druckerzeugungseinheit (22b) ausgestattet. Ein erstes elektronisches Steuergerät (16a) erfasst Signale der Bremswunscherfassungseinrichtung (42-46) und steuert die Aktuatoreinheit (12a) in Abhängigkeit des erfassten Bremswunsches an. Weiterhin sind Überwachungseinrichtungen (70) und Verfahren zur Überwachung der Spannungsversorgung einer Aktuatoreinheit (12) bekannt. Funktionsbeeinträchtigungen in der Spannungsversorgung der ersten Aktuatoreinheit (12a) können dazu führen, dass sich das Bremsverhalten der Fremdkraftbremsanlage (10) für den Fahrer spürbar ändert und/oder dass die Fremdkraftbremsanlage (10) nicht mehr vollumfänglich einsetzbar ist. Um diese Auswirkungen gering zu halten, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass bei festgestellten Funktionsbeeinträchtigungen die Ansteuerung des ersten Motors (24a) der Druckerzeugungseinheit (22a) unterbleibt und der zweite Motor (24b) der Druckerzeugungseinheit (22b) der zweiten Aktuatoreinheit (12b) für eine Bremsdruckerzeugung angesteuert wird. Eine Bremswunscherfassung sowie bei Bedarf eine radindividuelle Modulation des Bremsdrucks wird weiterhin mit Einrichtungen der ersten Aktuatoreinheit (12a) durchgeführt.

Description

Beschreibung
Titel
VERFAHREN ZUR STEUERUNG EINER ELEKTRONISCH SCHLUPFREGELBAREN FREMDKRAFTBREMSANLAGE UN FREMDKRAFTBREMSANLAGE
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer elektronisch
schlupfregelbaren Fremdkraftbremsanlage, insbesondere für ein pilotiert fahrendes Kraftfahrzeug nach den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 1 und ein pilotiert fahrendes Kraftfahrzeug nach Anspruch 6.
Elektronisch schlupfregelbare Fremdkraftbremsanlagen in Kraftfahrzeugen zeichnen sich unter anderem dadurch aus, dass zumindest unter
Normalbetriebsbedingungen dieser Anlagen der Bremsdruck nicht durch
Muskelkraft des Fahrers erzeugt wird. In Fremdkraftbremsanlagen betätigt der Fahrer zur Vorgabe eines Bremswunsches lediglich eine
Bremswunscherfassungseinrichtung, von welcher dann der Betätigung
entsprechende Signale an ein elektronisches Steuergerät einer Aktuatoreinheit weitergeleitet werden. Dieses elektronische Steuergerät wandelt die
eingehenden Signale zu Ansteuersignalen um, mit denen ein Motor eines
Druckerzeugers einer Aktuatoreinheit angesteuert wird. Die Aktuatoreinheit baut daraufhin einen der Betätigung entsprechenden Bremsdruck in wenigstens einem Bremskreis der Bremsanlage durch Fremdkraft auf.
Für die Anwendung von Fremdkraftbremsanlagen in pilotiert fahrenden
Fahrzeugen sind derartige Fremdkraftbremsanlagen aus sicherheitstechnischen Gründen mit einer zweiten elektronisch ansteuerbaren Aktuatoreinheit
ausgestattet. Letztere weist eine zur Druckerzeugungseinheit der ersten
Aktuatoreinheit redundante, zweite Druckerzeugereinheit auf. Die zweite
Druckerzeugereinheit wird bislang im Falle eines erfolgten Ausfalls der ersten Aktuatoreinheit zu einer Erzeugung des Bremsdrucks herangezogen. Zur Absicherung ihrer Funktion werden die Aktuatoreinheiten von zueinander unabhängigen elektronischen Steuergeräten gesteuert und sind darüber hinaus unabhängigen Spannungsversorgungen zugeordnet.
Ein Ausfall der ersten Aktuatoreinheit kann auf unterschiedliche Ursachen zurückgehen, beispielsweise auf einen elektrischen oder mechanischen Defekt an einem Ventil einer Druckmodulationseinrichtung der ersten Aktuatoreinheit und/oder auf eine mangelhafte Spannungsversorgung, durch welche das zugeordnete elektronische Steuergerät außer Stande ist, den erforderlichen Strombedarf des Motors für die Erzeugung des gewünschten Bremsdrucks aufzubringen.
Zwar wird im Falle eines Ausfalls der ersten Aktuatoreinheit das Fahrzeug mit der zweiten Aktuatoreinheit weiterhin zuverlässig abgebremst, tritt der Ausfall jedoch während eines ablaufenden Bremsvorgangs auf, so ist dieser Wechsel der den Bremsdruck erzeugenden Aktuatoreinheit für den Fahrer durch ein geändertes Bremsverhalten der Fremdkraftbremsanlage wahrnehmbar.
Grund dafür ist, dass die der ersten Aktuatoreinheit zugeordnete
Bremswunscherfassungseinrichtung aufgrund der beschädigten ersten
Aktuatoreinheit nicht mehr zur Verfügung steht und der bestehende
Bremswunsch deshalb aus Sensorsignalen der zweiten Aktuatoreinheit lediglich mittelbar abgeleitet werden kann. Zudem stehen bei einem Ausfall der ersten Aktuatoreinheit die Ventile einer Druckmodulationseinrichtung der ersten
Aktuatoreinheit für eine radindividuelle Bremsdruckregelung nicht mehr zur Verfügung, so dass gewohnte Schlupf- bzw. Fahrstabilitätsregelfunktionen der Fremdkraftbremsanlage nur noch eingeschränkt verfügbar sind.
Es besteht somit ein Bedarf, einem auf einer unzureichenden Energieversorgung drohenden Ausfall der ersten Aktuatoreinheit frühzeitig entgegenzuwirken, um derartigen Funktions- oder Verhaltensänderungen der Fremdkraftbremsanlage zu begegnen und um erforderliche Gegenmaßnahmen einzuleiten. Denkbar ist es in diesem Zusammenhang, eine Warnmeldung an den Fahrer abzusetzen.
In den Dokumenten DE 102010056006 Al oder DE 102015221725 Al sind Verfahren und Vorrichtungen offenbart anhand denen ein bevorstehender Ausfall einer ersten Aktuatoreinheit rechtzeitig zu erkennen ist.
Ein Hydraulikschaltplan einer dieser Erfindung zugrundeliegenden elektronisch schlupfregelbare Fremdkraftbremsanlagen mit zwei Aktuatoreinheiten ist beispielsweise aus der älteren Patentanmeldung DE 10 2018 202 287A1 bekannt.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung nach den Merkmalen des Anspruchs 1 schlägt vor, dass bereits im Vorfeld eines potenziellen Ausfalls der ersten Aktuatoreinheit Funktionen der Fremdkraftbremsanlage, die mit einem hohen Strombedarf an diese erste Aktuatoreinheit einhergehen, auf die zweite Aktuatoreinheit übertragen werden.
Der eine hohen elektrische Leistung beanspruchende Bremsdruckaufbau wird also vom Druckerzeuger der zweiten Aktuatoreinheit vorgenommen und damit die elektrische Belastung der Spannungsversorgung der ersten Aktuatoreinheit reduziert.
Letzteres wirkt sich in einer Minimierung des Risikos eines möglichen
Spannungseinbruchs an der ersten Aktuatoreinheit aus und wirkt folglich einem drohenden Reset des elektronischen Steuergeräts der ersten Aktuatoreinheit in den Ausgangszustand entgegen. Die Bremswunscherfassungseinrichtung der ersten Aktuatoreinheit bleibt aufgrund des geringen elektrischen
Leistungsbedarfs ihrer Sensorik und Aktuatorik, wie z.B. der
Druckmodulationseinheit, weiterhin funktionstüchtig, so dass der Bremswunsch nach wie vor unmittelbar erfasst und auch vom Steuergerät der zweiten
Aktutoreinheit als Eingangsgröße zur Bremsdruckerzeugung herangezogen werden kann. Das Bremsverhalten der Fremdkraftbremsanlage ändert sich dadurch für einen Fahrer selbst im Störungsfall der ersten Aktuatoreinheit nur geringfügig.
Darüber hinaus stehen Schlupfregelfunktionen der Fremdkraftbremsanlage weiterhin zur Verfügung, da die hierzu erforderlichen Ventile der
Druckmodulationseinrichtung der ersten Aktuatoreinheit aufgrund ihres ebenfalls niedrigen Bedarf an elektrischer Leistung trotz der vorliegenden
Funktionsbeeinträchtigung noch ausreichend elektrisch versorgt sind.
Erfindungsgemäß wird bei einem ablaufenden Bremsvorgang bereits bei der Feststellung einer, einem Ausfall vorausgehenden Funktionseinschränkung der Spannungsversorgung der ersten Aktuatoreinheit durch eine entsprechende Überwachungseinrichtung, die Ansteuerung des Motors der ersten
Aktuatoreinheit zurückgenommen und an dessen Stelle der Motor der
Druckerzeugungseinheit der zweiten Aktuatoreinheit zur Bremsdruckeinstellung und -regelung im Bremskreis angesteuert.
Weitere Vorteile oder vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und/oder aus der nachfolgenden Beschreibung.
Vorteilhafter Weise werden bei der Ermittlung eines Ansteuersignals an die Motoreinheit der zweiten Aktuatoreinheit die Signale der
Bremswunscherfassungseinrichtung der ersten Aktuatoreinheit zugrunde gelegt.
Eine Einrichtung zur Überwachung der Spannungsversorgung der ersten Aktuatoreinheit kann in das elektronische Steuergerät der ersten oder der zweiten Aktuatoreinheit integriert werden oder kann als separate Baueinheit an die Spannungsversorgung einer Aktuatoreinheit angeschlossen werden.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung in der nachfolgenden Beschreibung detailliert erläutert.
Die Figur 1 zeigt in diesem Zusammenhang den Hydraulikschaltplan einer der Erfindung zugrundeliegenden und aus dem Stand der Technik bekannten elektronisch schlupfregelbaren Fremdkraftbremsanlage, welche insbesondere für ein pilotiert fahrendes Kraftfahrzeug vorgesehen ist.
Das Verfahren zur Steuerung dieser Fremdkraftbremsanlage ist anhand eines Ablaufdiagramms in der Figur 2 dargestellt.
Beschreibung
Die in der Figur 1 gezeigte elektronisch schlupfregelbare Fremdkraftbremsanlage 10 ist aus zwei hydraulisch miteinander verschalteten Aktuatoreinheiten 12a; 12b aufgebaut. Beide Aktuatoreinheiten 12a; 12b weisen jeweils eine eigene und gegenüber der jeweils anderen Aktautoreinheit unabhängige
Spannungsversorgung 14a; 14b sowie ein eigenes elektronisches Steuergerät 16a; 16b auf. Die erste Aktuatoreinheit 12a versorgt insgesamt vier daran angeschlossene Radbremsen 18 mit Druckmittel unter Bremsdruck. Jeweils zwei Radbremsen 18 sind dazu in einem von insgesamt zwei Bremskreisen 20a; 20b
zusammengefasst. Der Bremsdruck in diesen Bremskreisen 20 wird unter Normalbetriebsbedingungen der Fremdkraftbremsanlage 10 von einer
Druckerzeugungseinheit 22a der ersten Aktuatoreinheit 12a aufgebaut. Jene Druckerzeugungseinheit 22a umfasst einen elektronisch ansteuerbaren Motor 24a zur Betätigung einer Plungereinheit aus einem Plungerzylinder 26 und einem darin verschiebbar aufgenommenen Plungerkolben 28. Letzterer wird vom Motor 24a über ein zwischengeschaltetes Getriebe zu einer Translationsbewegung angetrieben und verdrängt dabei Druckmittel aus einem Plungerarbeitsraum 30 der Plungereinheit in die beiden angeschlossenen Bremskreise 20a; 20b hinein. In den Bremskreisen 20a; 20b baut sich daraufhin ein Bremsdruck auf, dessen Höhe von der Menge des in sie hineinverdrängten Druckmittelvolumens und damit letztlich vom zurückgelegten Betätigungsweg des Plungerkolbens 28 abhängt.
Zur radindividuellen Anpassung dieses Bremsdrucks an die Schlupfverhältnisse an den jeweiligen Rädern des Kraftfahrzeugs weist die erste Aktuatoreinheit 12a ferner eine Druckmodulationseinrichtung auf. Jene besteht pro vorhandener Radbremse 18 aus jeweils einem Druckmitteleinlassventil 32 und einem
Druckmittelauslassventil 34. Diese Ventile sind elektronisch betätigbar und lassen sich im Falle der Druckmitteleinlassventile 32 aus einer Durchlassstellung in eine Sperrsteilung oder im Fall der Druckmittelauslassventile 34 aus einer Sperrsteilung in eine Durchlassstellung überführen. Bei den
Druckmittelauslassventilen 34 handelt es sich um Schaltventile, während die Druckmitteleinlassventile 32 der besseren Bremsdruckregelung wegen als Proportionalventile ausgeführt sind.
Zwischen der Druckmodulationseinrichtung 32, 34 und der Plungereinheit 26, 28, 30 ist jeder Bremskreis 20a; 20b mit einem sogenannten Plungersteuerventil 36 bestückt. Anhand dieses Plungersteuerventils 36 sind die
Druckmittelverbindungen zwischen dieser Plungereinheit 26, 28, 30 und den Bremskreisen 20a; 20b steuerbar. Entgegen der dargestellten Grundstellung, welche die Ventile im unbestromten Zustand zeigt, sind die Plungersteuerventile 36 im Normalbetriebszustand der Fremdkraftbremsanlage 10 bestromt und damit offen. Sie werden bedarfsweise befristet geschlossen, wenn der Plungerkolben 28 seinen äußeren Umkehrpunkt erreicht hat und der Plungerarbeitsraum 30 durch eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Plungerkolbens 28 über direkt zu einem Vorratsbehälter 38 für Druckmittel führende Druckmittelverbindungen mit frischem Druckmittel zu befüllen ist.
Weiterhin ist jeder Bremskreis 20a; 20b mit einem Kreistrennventil 40
ausgestattet. Diese Kreistrennventile 40 sind den Plungersteuerventilen 36 parallel geschalten und steuern zwei Druckmittelverbindungen, über welche die erste Aktuatoreinheit 12a mit der zweiten Aktuatoreinheit 12b kontaktiert ist. Die Kreistrennventile 40 sind als normal offene Schaltventile ausgeführt, die unter Normalbetriebsbedingungen durch elektronische Ansteuerung in eine
Sperrsteilung umgeschaltet sind.
Die erste Aktuatoreinheit 12a weist darüber hinaus noch eine
Bremswunscherfassungseinrichtung auf. Jene besteht aus einem
Hauptbremszylinder 42, welcher von einem Betätigungselement, exemplarisch ausgeführt in Gestalt eines Bremspedals 44, betätigbar ist. Ein Betätigungsweg des Bremspedals 44 wird von einer Wegsensorik 46 erfasst und dem der ersten Aktuatoreinheit 12a zugeordneten ersten Steuergerät 16a zugeführt. Dieses Steuergerät 16a ermittelt aus dem Wegsignal ein Ansteuersignal für den Motor 24a des Druckerzeugungseinheit 22a der ersten Aktuatoreinheit 12a.
Der Hauptbremszylinder 42 weist zwei Zylinderkammern 48a; 48b auf, die jeweils von einem zugeordneten Hauptbremszylinderkolben 50a; 50b begrenzt sind. Mit einer Betätigung des Bremspedals 44 wird wenigstens einer der
Hauptbremszylinderkolben 50 in eine Richtung bewegt, in der sich das Volumen der zugeordneten Zylinderkammer 48 verkleinert. Die beiden Zylinderkammern 48 sind an den Vorratsbehälter 38 für hydraulisches Druckmittel angeschlossen. Zwei druckmittelführende Kanäle führen von den Zylinderkammern 48 des Hauptbremszylinders 42 weiter zur zweiten Aktuatoreinheit 12b und sind dort mit der Druckseite der zweiten Druckerzeugungseinheit 22b kontaktiert.
Schließlich umfasst die erste Aktuatoreinheit 12a noch einen Pedalwegsimulator 52. Es handelt sich dabei um eine Einrichtung aus einem Simulatorkolben, der entgegen der Kraft eines elastischen Rückstellelements in einem
Simulatorzylinder verschiebbar ist. Eine von Simulatorkolben und
Simulatorzylinder eingeschlossene Simulatorkammer ist über ein ansteuerbares Simulatorsteuerventil 54 mit der dem Bremspedal 44 zugewandten ersten Zylinderkammer 48a des Hauptbremszylinders 42 druckmittelleitend verbunden. Bei einem unter Normalbetriebsbedingungen der Fremdkraftbremsanlage 10 geöffneten Simulatorsteuerventil 54 nimmt die Simulatorkammer aus dieser ersten Zylinderkammer 48a des betätigten Hauptbremszylinders 42 verdrängtes Druckmittel auf. Sie ermöglicht somit einen Betätigungsweg des Bremspedals 44, ohne dass dabei Druckmittel von der ersten Aktuatoreinheit 12a zur zweiten Aktuatoreinheit 12b transportiert wird.
Die zweite Aktuatoreinheit 12b ist ebenfalls in zwei voneinander getrennte zweite Druckmittelkreise 58a; 58b aufgeteilt. Diese Druckmittelkreise 58a; 58b sind weitgehend identisch aufgebaut und können von einer zur
Druckerzeugungseinheit 22a der ersten Aktuatoreinheit 12a redundanten zweiten Druckerzeugereinheit 22b mit Bremsdruck beaufschlagt werden. Die zweite Druckerzeugereinheit 22b besteht hierfür aus insgesamt zwei Pumpenelementen 56, die gemeinsam vom ansteuerbaren zweiten Motor 24b antreibbar sind. Eine Saugseite eines jeden Pumpenelements 56 ist unmittelbar mit dem
Vorratsbehälter 38 für Druckmittel kontaktiert. Druckseitig ist jedes
Pumpenelement 56 der zweiten Aktuatoreinheit 12b stromaufwärts des jeweiligen Kreistrennventils 40 mit einem der beiden Bremskreise 20a; 20b der ersten Aktuatoreinheit 12a kontaktiert. Jeder Druckmittelkreis 58a; 58b der zweiten Aktuatoreinheit 12b weist ferner ein ansteuerbares Umschaltventil 60 auf. Diese Umschaltventile 60 stellen bei Bedarf zwischen der Druckseite eines
Pumpenelements 56 der zweiten Aktuatoreinheit 12b und einem Kreistrennventil 40 der ersten Aktuatoreinheit 12a oder zwischen der Druckseite des
Pumpenelements 56 der zweiten Aktuatoreinheit 12b und einer Zylinderkammer 48 des Hauptbremszylinders 42 eine Hydraulikverbindung her. Durch eine Überführung des Umschaltventils 60 aus seiner Sperrsteilung in seine
Durchlassstellung ist der Bremsdruck der Druckmittelkreise 58a, 58b regelbar und damit der Druck mit dem die Druckerzeugungseinheit 22b der zweiten Aktuatoreinheit 12b die Radbremsen 18 beaufschlagt. Bei diesen
Umschaltventilen 60 handelt es sich um normal offene Schaltventile, denen ein von einem Rückschlagventil 62 gesteuerter Bypass 64 parallel geschalten ist.
Das Rückschlagventil 62 verhindert, dass Druckmittel bei geschlossenem
Umschaltventil 60 von der Druckseite eines Pumpenelements 56 zum
Hauptbremszylinder 42 hin abströmt und ermöglicht gleichzeitig, dass der Fahrer bei aktiver zweiter Aktuatoreinheit 12b durch Betätigung des
Hauptbremszylinders 42 die Radbremsen 18 mit Bremsdruck beaufschlagen kann. Ein Drucksensor 66 in der Druckmittelverbindung der zweiten Akturatoreinheit 12b mit dem Hauptbremszylinder 42 misst den vom Fahrer vorgegebenen Bremsdruck. Dieser Messwert repräsentiert bislang bei ausgefallener ersten Aktuatoreinheit 12a den vorliegenden Bremswunsch, welcher vom elektronischen Steuergerät 16b der zweiten Aktuatoreinheit 12b als Eingangsgröße zur
Ermittlung des Ansteuersignals für den Motor 24b der Pumpenelemente 56 der zweiten Aktuatoreinheit 12b verwendet wird.
Im störungsfreien Betrieb der Fremdkraftbremsanlage 10 betätigt ein Fahrer das Bremspedal 44 entsprechend seinem Bremswunsch. Dabei wird Druckmittel aus der an den Pedalwegsimulator 52 angeschlossenen Hauptbremszylinderkammer 48 bei geöffnetem Simulatorsteuerventil 54 in die Simulatorkammer hinein verdrängt und das Bremspedal 44 legt einen dementsprechenden Pedalweg zurück. Dieser Pedalweg wird von der Wegsensorik 46 der
Bremswunscherfassungseinrichtung der ersten Aktuatoreinheit 12a erfasst und dem elektronischen Steuergerät 16a dieser ersten Aktuatoreinheit 12a als Eingangsgröße zugeführt. Das Steuergerät 16a ermittelt aus dem erfassten Pedalweg ein Ansteuersignal für den Motor 24a der ersten
Druckerzeugungseinheit 22a, welche folglich in den Bremskreisen 20a einen zu diesem Pedalweg proportionalen Bremsruck aufbaut. Ggf. wird dieser
Bremsdruck von den Druckmitteleinlassventilen 32 und den
Druckmittelauslassventilen 34 der Modulationseinrichtung radindividuell an die am jeweils zugeordneten Rad vorherrschenden Schlupfverhältnisse angepasst.
Die zweite Aktuatoreinheit 12b ist während dieses Normalbremsbetriebs passiv und dementsprechend nicht am erläuterten Bremsdruckaufbau bzw. an der Bremsdrucksteuerung beteiligt. Die Kreistrennventile 40 der ersten
Aktuatoreinheit 12a nehmen dabei ihre Sperrsteilung ein und koppeln damit die zweite Aktuatoreinheit 12b hydraulisch von der ersten Aktuatoreinheit 12a ab.
Nach dem Stand der Technik nehmen die Ventile der ersten Aktuatoreinheit 12a bei deren Ausfall die in der Zeichnung dargestellten Grundstellungen ein. In dieser Grundstellung sind die Plungersteuerventile 36, das Simulatorsteuerventil 54 und die Druckmittelauslassventile 34 geschlossen, während die
Kreistrennventile 40 und die Druckmitteleinlassventile 32 offen sind.
Die zweite Aktuatoreinheit 12b ist aufgrund ihrer getrennten
Spannungsversorgung 14b und aufgrund ihres getrennten elektronischen Steuergeräts 16b trotz Ausfalls der ersten Aktuatoreinheit 12a voll funktionsfähig. Die elektronische Ansteuerung der Umschaltventile 60 der zweiten
Aktuatoreinheit 12b führt somit dazu, dass die Verbindung der Druckseite der Pumpenelemente 56 mit dem Hauptbremszylinder 42 unterbrochen ist, während eine Verbindung der Druckseite der Pumpenelemente 56 mit den Bremskreisen 20 der ersten Aktuatoreinheit 12a über die offenen Kreistrennventile 40 hergestellt ist.
Mit einer Betätigung der Pumpenelemente 56 der zweiten Aktuatoreinheit 12b durch elektrische Ansteuerung des zugeordneten Motors 24b wird demnach der erforderliche Bremsdruck zur Beaufschlagung der Radbremsen 18 aufgebaut.
Der Bremswunsch wird in diesem Fall konventioneller Weise vom Signal des Drucksensors 66 der zweiten Aktuatoreinheit 12b abgeleitet. Das
Drucksensorsignal wird dazu vom elektronischen Steuergerät 16b der zweiten Aktuatoreinheit 12b in ein Ansteuersignal umgewandelt mit dem der Motor 24b angesteuert wird. Der von den Pumpenelementen 56 erzeugte Bremsdruck gelangt über die offenen Kreistrennventile 40 und die ebenfalls offenen
Druckmitteleinlassventile 32 der ersten Akturatoreinheit 12a zu den
angeschlossenen Radbremsen 18.
Wie eingangs dargelegt ist die Erfassung des Bremswunsches anhand des Signals des Drucksensors 66 der zweiten Aktuatoreinheit 12b nicht voll zufriedenstellend, weil sich das Bremsverhalten der Fremdkraftbremsanlage 10 durch die indirekte Erfassung des Bremswunsches für den Fahrer spürbar ändert.
Die Erfindung begegnet diesem Nachteil, indem sie vorschlägt, die
Bremsdruckerzeugung durch die erste Aktuatoreinheit 12a während eines ablaufenden Bremsvorgangs nicht erst dann an die zweite Aktuatoreinheit 12b zu übergeben, wenn die erste Aktuatoreinheit 12a bereits ausgefallen ist, sondern bereits im Vorfeld eines zu erwartenden Ausfalls der ersten Aktuatoreinheit 12a, d.h. wenn anhand eines aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens Funktionseinschränkungen oder Unplausibilitäten in der Spannungsversorgung der ersten Aktuatoreinheit 12a festgestellt wurden. Solche
Funktionseinschränkungen oder Unplausibilitäten können einem Ausfall vorausgehen und lassen sich von einer die Spannungsversorgung 14a der ersten Aktuatoreinheit 12a überwachenden Einrichtung 70 frühzeitig erkennen. Eine solche Überwachungseinrichtung 70 kann dazu sowohl in das Steuergerät 16a der ersten Aktuatoreinheit 12a oder in das Steuergerät 16b der zweiten
Aktuatoreinheit 12b integriert sein.
Durch eine vorzeitige Übergabe der Druckaufbaufunktion an die redundante Druckerzeugereinheit 22b der zweiten Aktuatoreinheit 12b sinkt die elektrische Last der Spannungsversorgung der ersten Aktuatoreinheit 12a und die Gefahr eines Spannungseinbruchs wird reduziert. Folglich funktioniert die erste
Aktuatoreinheit 12a mit Ausnahme der Druckerzeugungsfunktion
bestimmungsgemäß weiter. Mit der funktionstüchtigen
Bremswunscherfassungseinrichtung 42 - 46 stehen demnach den Bremswunsch unmittelbar repräsentierende Eingangsgrößen zur Verfügung, welche sich als Eingangsgrößen vom elektronischen Steuergerät 16b der zweiten Aktuatoreinheit 12b zur Bestimmung eines Ansteuersignals für den Motor 24b zum Antrieb der Pumpenelemente 56 einsetzen lassen. Der von der zweiten Aktuatoreinheit 12b erzeugte Bremsdruck korreliert dadurch weiterhin sehr gut mit dem bestehenden Bremswunsch des Fahrers und Änderungen im Bremsverhalten einer
Fremdkraftbremsanlage 10 während eines ablaufenden Bremsvorgangs sind für den Fahrer kaum mehr wahrzunehmen. Darüber hinaus ermöglichen die ebenfalls weiterhin funktionstüchtigen Druckmitteleinlassventile 32 und
Druckmittelauslassventile 34 der Druckmodulationseinrichtung der ersten Aktuatoreinheit 12a weiterhin eine Regelbarkeit der Fahrstabilität des Fahrzeugs.
Das erläuterte Verfahren zur Steuerung einer Fremdkraftbremsanlage 10 eines pilotiert fahrenden Kraftfahrzeugs ist anhand des Ablaufdiagramms nach Figur 2 nochmals veranschaulicht.
In einem ersten Schritt 80 dieses Verfahrens wird die Spannungsversorgung der ersten Aktuatoreinheit 12a mit Hilfe einer Überwachungseinrichtung 70 geprüft.
Stellt diese Überwachungseinrichtung 70 Funktionseinschränkungen oder Unplausibilitäten in der Funktion der Spannungsversorgung der ersten
Aktuatoreinheit 12a fest, welche einem potenziellen Ausfall dieser ersten
Aktuatoreinheit 12a vorausgehen können, wird eine elektrische Ansteuerung des Motor 24a der ersten Aktuatoreinheit 12a durch das zugeordnete erste elektronische Steuergerät 16a verhindert (Pos. 82).
Parallel dazu wird bei Pos. 84 die bestehende elektronische Ansteuerung der Kreistrennventile 40 und der Druckmitteleinlassventile 32 zurückgenommen und ein Kommunikationssignal 90 an das elektronische Steuergeräten 16b der zweiten Aktuatoreinheit 12b abgesetzt.
Das elektronische Steuergerät 16b der zweiten Aktuatoreinheit 12b verbringt daraufhin das Umschaltventil 60 in die Sperrsteilung und steuert den Motor 24b des Druckerzeugungseinheit 22b der zweiten Aktuatoreinheit 12b zur Erzeugung eines Bremsdrucks im Bremskreis 20 an (Pos. 86). Zur Bestimmung eines Ansteuersignals für diesen Motor 24b zieht das elektronische Steuergerät 16b die Signale 92 der Bremswunscherfassungseinrichtung der ersten Aktuatoreinheit 12a heran. Im Ergebnis wird also der bei einem Bremsvorgang in einem Bremskreis 20 vorherrschende Bremsdruck durch die zweite Aktuatoreinheit 12b erzeugt und der Fahrer nimmt idealerweise kein verändertes Bremsverhalten der
Fremdkraftbremsanlage wahr. Abschließend kann von einem der elektronischen Steuergeräte 16 ein akustisches und/oder ein optisches Warn- bzw. Infosignal 94 an den Fahrer abgesetzt werden, mit dem dieser beispielsweise auf die
Funktionseinschränkung hingewiesen und zu einer Überprüfung der
Fremdkraftbremsanlage in einer Fachwerkstatt aufgefordert wird. Weiterhin wird eine Aktivierung eines pilotierten Fährbetriebs des Fahrzeugs unterbunden oder ein bereits bestehender pilotierter Fährbetrieb abgebrochen. Selbstverständlich sind Änderungen oder Ergänzungen an dem beschriebenen
Verfahren möglich, ohne vom Grundgedanken der Erfindung nach den
Merkmalen des Anspruchs 1 abzuweichen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Steuerung einer elektronisch schlupfregelbaren
Fremdkraftbremsanlage (10), insbesondere für ein pilotiert fahrendes
Kraftfahrzeug, wobei diese Fremdkraftbremsanlage (10) aufweist: eine erste Spannungsversorgung (14a) zur Versorgung eines ersten elektronischen Steuergeräts (16a) einer ersten Aktuatoreinheit (12a), wobei diese erste Aktuatoreinheit (12a) ausgestattet ist mit einer von einem Fahrer betätigbaren Bremswunscherfassungseinrichtung (42 - 46) zur Erfassung eines Bremswunsches und mit einer ersten Druckerzeugungseinheit (22a), welche zur Erzeugung eines Bremsdrucks in einem Bremskreis (20) der Fremdkraftbremsanlage (10) in Abhängigkeit des erfassten Bremswunsches einen elektrisch ansteuerbareren Motor (24) und einen vom Motor (24) angetriebene erste
Druckerzeugungseinheit (22a) umfasst, eine gegenüber der ersten Spannungsversorgung (14a) unabhängige zweite Spannungsversorgung (14b) zur Versorgung eines unabhängigen zweiten elektronischen Steuergeräts (16b) einer zweiten Aktuatoreinheit (12b), wobei diese zweite Aktuatoreinheit (12b) einen von einem zweiten elektrisch ansteuerbaren Motor (24b) antreibbare zweite Druckerzeugungseinheit (22b) aufweist, und eine Überwachungseinrichtung (70) zumindest zur Überwachung der Spannungsversorgung der ersten Aktuatoreinheit (12a), dadurch gekennzeichnet, dass bei Feststellung einer, einem Ausfall vorausgehenden,
Funktionseinschränkung in der Spannungsversorgung der ersten
Aktuatoreinheit (12a) durch die Überwachungseinrichtung (70), ein bedarfsweise angeforderter Bremsdruck im Bremskreis (20) durch die zweite Druckerzeugungseinheit (22b) der zweiten Aktuatoreinheit (12b) eingestellt wird.
2. Verfahren zur Steuerung einer Fremdkraftbremsanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass mit einer elektrischen Ansteuerung des Motors (24b) der zweiten Druckerzeugungseinheit (22b) zur Einstellung des Bremsdrucks im
Bremskreis (20) eine elektrische Ansteuerung des den Druckerzeuger der ersten Druckerzeugungseinheit (22a) antreibenden Motors (24a) unterbunden wird.
3. Verfahren zur Steuerung einer Fremdkraftbremsanlage nach
Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass bei einer Ermittlung eines Ansteuersignals für den Motor (24b) der zweiten Druckerzeugungseinheit (22b) durch das zugeordnete elektronische Steuergerät (16b), Signale der Bremswunscherfassungseinrichtung (42 - 46) der ersten Aktuatoreinheit (12a) berücksichtigt werden.
4. Verfahren zur Steuerung einer Fremdkraftbremsanlage nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass mit einer Übergabe des Bremsdruckaufbaus an die zweite
Aktuatoreinheit (12b) ein Strombedarf der ersten Aktuatoreinheit (12a) derart reduziert wird, dass die erste Aktuatoreinheit (12a) mit Ausnahme ihrer Druckerzeugungseinheit (22a) weiterhin funktionsfähig ist.
5. Verfahren zur Steuerung einer Fremdkraftbremsanlage nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass Einrichtungen der ersten Aktuatoreinheit (12a) verwendet werden um den Bremswunsch repräsentierende Signale zu erzeugen und an die zweite Druckerzeugungseinheit (22b) zu übergeben und
dass mit Hilfe von Druckmitteleinlassventilen (32) und
Druckmittelauslassventilen (34) der ersten Aktuatoreinheit (12a) weiterhin bei Bedarf Radschlupf- und/oder Fahrstabilitätsregelfunktionen durchgeführt werden.
6. Pilotiert fahrendes Kraftfahrzeug mit einer elektronisch schlupfregelbaren Fremdkraftbremsanlage, die gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 gesteuert ist.
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