WO2022179723A1 - Verfahren zum bremsen eines fahrzeugs und bremssystem - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a method for braking a vehicle and a braking system for a vehicle.
  • Hydraulic braking systems are typically used in road vehicles such as cars or trucks. Increasingly, such hydraulic brake systems are operated according to a "brake-by-wire" principle, with actuation of a brake pedal being detected by sensors and a braking request being determined from this, which represents a desired deceleration of the vehicle. A hydraulic pressure is then determined from the braking request, which is generated by means of a pressure generating device, such as an electrically driven plunger, in a wheel brake cylinder for braking a wheel of the vehicle.
  • a pressure generating device such as an electrically driven plunger
  • brake systems of road vehicles usually have brake pressure control systems for wheel-specific brake pressure control, e.g. to perform an anti-lock braking function (ABS).
  • ABS anti-lock braking function
  • brake pressure control systems have their own pressure generation device and a valve arrangement for wheel-specific pressure variation.
  • a master brake cylinder which can be actuated by the brake pedal, typically becomes hydraulic connected to the wheel brake cylinder so that the required braking pressure can be generated manually.
  • DE 102014225 954 A1 describes a brake system in which a pressure generation device of a brake pressure control system, which is set up to generate wheel-specific brake pressures, takes over the generation of the desired brake pressure if a first externally controlled pressure generation device fails.
  • a method for braking a vehicle having the features of claim 1 a method for braking a vehicle having the features of claim 10 and a braking system having the features of claim 12 are provided.
  • a method for braking a vehicle includes detecting a brake request signal which represents a target deceleration of the vehicle, for example based on an actuation of a brake actuation device, generating a hydraulic brake pressure in a wheel brake cylinder based on the detected brake request signal using a first pressure generating device which is hydraulically connected to the wheel brake cylinder Detecting a fault condition of the first pressure generating device, determining a replacement braking request signal when a fault condition of the first pressure generating device is detected, wherein that
  • Substitute braking request signal is determined based on a target deceleration known at a predetermined point in time before the error state is detected, and generating a substitute brake pressure in the wheel brake cylinder based on the determined substitute braking request signal by means of a brake pressure control system, which has a second pressure generating device hydraulically coupled to the wheel brake cylinder.
  • a method for braking a vehicle includes detecting a braking request signal, which represents a target deceleration of the vehicle, for example based on an actuation of a brake actuation device, generating a braking torque by means of an electric machine kinematically coupled to a wheel of the vehicle based on the brake request signal, provision of a first pressure generation device hydraulically connected to a wheel brake cylinder for generating a brake pressure in the wheel brake cylinder based on the brake request signal, detection of a fault state of the first pressure generation device, determination of a substitute brake request signal if a fault state of the first pressure generation device is detected, with the
  • Substitute braking request signal is determined based on a target deceleration known at a predetermined point in time before the detection of the fault condition based on the braking torque generated by the electric machine, and generating a substitute brake pressure in the wheel brake cylinder based on the determined substitute braking request signal by means of a brake pressure control system, which sends a pressure hydraulically to the wheel brake cylinder coupled second pressure generating device.
  • a braking system for a vehicle.
  • the braking system includes a sensor for detecting a braking request or braking request signal, a wheel brake cylinder for generating a frictional force on a wheel of the vehicle, a first pressure generating device which is hydraulically coupled to the wheel brake cylinder and is set up to generate a hydraulic pressure in the wheel brake cylinder, a Brake pressure control system with a second pressure generating device which is hydraulically coupled to the wheel brake cylinder and set up to generate a hydraulic pressure in the wheel brake cylinder independently of the first pressure generating device, and a control system which is signal-connected to the actuation sensor, the first pressure generating device and the brake pressure control system and set up for this purpose is to cause the braking system to carry out a method according to the first aspect of the invention. If the method according to the third aspect of the Invention is performed, the control system can in particular have an interface for connection to the electrical machine.
  • One of the ideas on which the invention is based is to use a brake pressure control system to compensate for a failure of the pressure-generating device in a braking system in which the hydraulic brake pressure is generated using a pressure-generating device that is externally operated or not kinematically coupled to a brake-actuating device, such as a brake pedal or a brake lever , which is intended to be used, for example, to perform an ABS or ESP function, with the brake pressure control system on detection of a failure or fault condition of the
  • Pressure generating device initially adjusts a brake pressure, which corresponds to a brake pressure known before the detection of the failure or is equivalent to a braking torque generated by an electric machine. This means that it is not necessary to resort to detecting a brake request signal generated, for example, by the driver, but instead a brake pressure is first automatically set that corresponds to a desired target deceleration known at a specific, past point in time. This substitute braking pressure is thus generated exclusively on the basis of the ascertained or correspondingly generated substitute braking request signal, in which case the substitute braking request signal can in particular be constant, at least for a predetermined period of time.
  • the present invention can be used both for purely hydraulic braking, braking in which the braking torque is generated partly by an electric machine operated as a generator and partly hydraulically or by means of the wheel brake cylinder, and purely regenerative braking, in which the braking torque is initially is generated entirely by an electric machine operated as a generator.
  • the first pressure-generating device is kept available in order, for example, to intervene as a backup or as a supplement.
  • the regenerative braking is ended and the brake pressure control system generates the brake pressure in the wheel brake cylinder based on the last valid one Braking torque generated by the electrical machine before the failure of the first pressure-generating device.
  • a fault condition of the first pressure generating device which can be, for example, a plunger driven by an electric motor, can generally be detected when the pressure generating device is no longer able to set the desired brake pressure. This can be the case, for example, if the pressure-generating device itself is defective, e.g. because the electric motor overheats or is damaged in some other way, or if the pressure-generating device does not receive an actuation signal. The latter case can occur, for example, if the detection of the brake request signal no longer works or if the determination of the brake pressure, e.g. with the help of a control unit, no longer works.
  • An advantage of the invention is that immediately after failure of the first pressure generating device, a brake pressure can be generated by means of the second pressure generating device of the brake pressure control system based on a braking request known before the failure. This means that there is no need to wait for the driver to react, which could be e.g. depressing the brake pedal or pulling the brake lever. Thus, the braking distance can be advantageously shortened.
  • the detection of a brake request signal includes the detection of an actuation of a brake actuation device.
  • the adjustment travel of a brake pedal or a brake lever can be detected using an actuation sensor, with the brake request signal being generated based on the detected adjustment travel.
  • Other types of actuation detection are also conceivable, for example the detection of a pressure that is generated in a simulator by actuating the brake actuation device.
  • General can the detection of the brake request signal based on an actuation of a brake actuation device.
  • the determination of the substitute braking request signal includes a determination of an adjustment travel of a brake actuation device at the predetermined point in time before the error state is detected.
  • the travel of the brake actuation device such as a pedal or lever, can be determined in particular with a travel sensor, as already explained.
  • the determined travel can be recorded in a time-resolved manner and the detected values can be stored for a predetermined, in particular a sliding period of time, so that even if the travel sensor and/or the first pressure-generating device fails, the last valid values can be accessed, which are then used to determine the Replacement brake request are used. In this way, security is further improved.
  • the pressure can be detected by means of a sensor, in particular time-resolved, with the detected values being able to be stored for a predetermined, in particular sliding, period of time, so that even if the first Pressure generating device can be accessed on the last valid values, which are then used to determine the replacement braking request. In this way, security is further improved.
  • the method can include generating a braking torque by means of an electric machine kinematically coupled to a wheel of the vehicle based on the braking request signal.
  • This can be advantageous, for example, in electrically driven vehicles or hybrid vehicles, with the desired target deceleration taking place partly by operating the electric machine as a generator and partly with the help of the wheel brake cylinder.
  • Pressure generating device is generated, thus also depends on what proportion of the target deceleration delivers the electric machine.
  • the substitute braking torque is determined based on the braking torque generated by the electric machine.
  • a control unit of the electrical machine e.g. power electronics, can output a machine control signal representing the braking torque generated by the electrical machine to the control system of the hydraulic brake system, which uses this machine control signal to determine which braking torque must be generated by the friction brake cylinder.
  • the brake pressure control system has a first control unit which actuates the second pressure generating device, and a fault condition of the first pressure generating device is detected using a control signal which is sent to the first control unit.
  • a control signal which is sent to the first control unit.
  • an error state can be detected if the control signal is absent or if an error signal is sent to the first control unit instead of the control signal.
  • the first control unit can in particular have a processor unit, eg with one or more CPUs, FPGAs, ASICS or the like, and a data memory, in particular a non-volatile data memory such as an HDD memory or an SSD memory.
  • software can be stored in the data memory, which can be executed by the processor unit in order to output output signals, in particular actuating signals, to the second pressure generating device and optionally to valves in order to actuate them.
  • the output signals can be generated, for example, based on the control signal and/or based on a pressure signal which represents a current pressure present on a suction side of the second pressure generating device.
  • the first control device can be set up, for example, the pressure generating device, optionally in cooperation with a To cause valve assembly to perform an anti-lock function and / or to a wheel-specific variation of the brake pressure.
  • the first pressure generating device is actuated by a second control unit based on the brake request signal, with the second control unit generating the first control signal and sending it to the first control unit.
  • the second control unit can in particular have a processor unit, e.g. with one or more CPUs, FPGAs, ASICS or the like, and a data memory, in particular a non-volatile data memory such as an HDD memory or an SSD memory.
  • a processor unit e.g. with one or more CPUs, FPGAs, ASICS or the like
  • a data memory in particular a non-volatile data memory such as an HDD memory or an SSD memory.
  • software can be stored in the data memory, which can be executed by the processor unit in order to output output signals, in particular actuating signals, to the first pressure generating device and optionally to valves in order to actuate them.
  • the second control unit based on the brake request signal, which e.g.
  • Brake actuation device coupled travel sensor can be output, determine the brake pressure and press the first pressure generating device accordingly.
  • the second control device can communicate to the first control device, e.g.
  • the first control device can store the control signals received from the second control device in its data memory for a specific, flexible period of time, so that in the event of an error state of the pressure generating device, the stored values can be accessed in order to be able to more easily determine the replacement braking request signal.
  • the generation of the replacement brake pressure includes the generation of a linear, a stepwise, and/or a progressive or a degressive increase in pressure in the wheel brake cylinder.
  • a hydraulic reset pressure is generated in a reset simulator by means of a master brake cylinder, and where, if a fault condition of the first pressure generating device is detected, the master brake cylinder is hydraulically coupled to the wheel brake cylinder, and the first pressure generating device is preferably hydraulically separated from the wheel brake cylinder becomes.
  • the master brake cylinder can be hydraulically connected to and disconnected from the wheel brake cylinder, for example by a first isolating valve.
  • the first pressure generating device can be hydraulically connected to and disconnected from the wheel brake cylinder in a similar manner by a second isolating valve.
  • the first isolating valve is closed and the master brake cylinder, which is kinematically coupled to the brake actuation device, is thereby hydraulically separated from the wheel brake cylinder.
  • the first isolating valve is opened and optionally the second isolating valve is closed. This hydraulically connects the master brake cylinder to the wheel brake cylinder.
  • the driver no longer only feels the restoring force of the simulator on the brake actuation device, but rather the actually prevailing brake pressure.
  • the opening of the first isolating valve leads to a volume displacement from the wheel brake cylinder into the master brake cylinder and thus to a drop in brake pressure.
  • the brake pressure control system can completely take over the pressure generation at least temporarily and sets the last known brake pressure, the driver is given more time to react, which advantageously improves the operating comfort and safety.
  • the replacement braking pressure is generated for a predetermined first period based on the determined replacement braking request signal and the replacement braking request signal is then reduced to zero within a transition period, in particular linearly, with the replacement braking pressure during the transition period being based on a sum of the Substitute brake request signal and the detected brake request signal is generated by means of the brake pressure control system. Accordingly, after reaching the replacement braking pressure, which is set based on the replacement braking request signal, the replacement braking request signal is reduced, which at the same time leads to a reduction in the replacement braking pressure.
  • the sensor for detecting the braking request signal can be an actuation sensor, which is designed to detect an actuation, in particular a travel, of a brake actuation device.
  • the detection of a travel e.g. a pedal or a brake lever, is advantageously relatively fail-safe.
  • the actuation signals detected by an actuation sensor can be converted and stored in a simple manner, which makes it easier to generate the substitute braking request signal.
  • Figs. 1A, 1B show a schematic representation of a hydraulic circuit diagram of a brake system according to an exemplary embodiment of the invention
  • Fig. 2 is a schematic representation of a flowchart of a
  • Fig. 3 is a qualitative representation of the curves of a brake pressure, a
  • Fig. 4 is a qualitative representation of the curves of a brake pressure, a
  • a braking system 100 for a vehicle is shown schematically, in particular for a road vehicle such as a car, a bus or a truck.
  • the brake system 100 has at least one wheel brake cylinder 1, a braking force generation arrangement 110, a brake pressure control system 120 and a control system 130.
  • the braking force generating arrangement 110 is shown in FIG. 1A
  • the brake pressure control system 120 is shown in FIG. 1B. Portions of the control system 130 can be found in both Figures 1A and 1B.
  • one wheel brake cylinder 1 can be provided for each wheel.
  • the wheel brake cylinder 1 is designed to convert a hydraulic pressure into a movement of a friction lining in order to press it against a friction piece 101 coupled to the wheel with a contact pressure force proportional to the hydraulic pressure, so that a friction or braking force inhibiting the rotation of the wheel is produced.
  • the braking force generating arrangement 110 has an actuation sensor 30 and a first pressure generating device 10 .
  • the braking force generation arrangement 110 can also have a brake master cylinder 12 kinematically coupled to a brake pedal 2 and a reservoir 15 for holding brake fluid.
  • a brake lever or, in general, a brake actuation device could also be provided.
  • the actuation sensor 30 is used to detect a braking request, which represents a target deceleration of the vehicle.
  • actuation sensor 30 can be a travel sensor that is set up to detect a travel or displacement of a brake pedal 2 that can be actuated by a driver.
  • the master brake cylinder 12 is kinematically coupled to the brake pedal 2 and can be actuated by it. By moving the brake pedal 2, brake fluid is transported out of the master brake cylinder 12. As shown by way of example in FIG. 1A, the master brake cylinder 12 can be hydraulically coupled to a reset simulator 14, which generates a reset force that is proportional to the actuating travel of the pedal 2. Furthermore, the master brake cylinder 12 can be hydraulically coupled to and separated from the wheel brake cylinder 1 via first isolating valves 13A. 1A shows an example of a state in which the first isolating valves 13A are open and the master brake cylinder 12 is thus hydraulically coupled to the wheel brake cylinder 1 .
  • the first isolating valves 13A can be switchable solenoid valves, for example, which are open when de-energized.
  • the first pressure generating device 10 can be designed, for example, as a plunger 11 which has a piston 11B which can be displaced by a motor, in particular an electric motor 11A.
  • the first pressure generating device 10 is hydraulically connected to the wheel brake cylinder 1 .
  • the first pressure-generating device 10 can be hydraulically coupled to and separated from the wheel brake cylinder 1 via second isolating valves 13B, as is shown by way of example in FIGS. 1A, 1B.
  • 1A shows a state, purely by way of example, in which the second isolating valves 13B are closed and the first pressure-generating device 10 is thus hydraulically separated from the wheel brake cylinder 1 .
  • the second isolating valves 13B can be switchable solenoid valves, for example, which are normally closed.
  • the brake pressure control system 120 is generally used to set a wheel-specific brake pressure, for example, to perform an anti-lock function, such as eg ABS or ESP.
  • brake pressure control system 120 includes a second pressure-generating device 20, which can be actuated independently of first pressure-generating device 10.
  • the second pressure generating device 20 can have, for example, a pump 21 for each two wheels or wheel brake cylinders 1, the pumps 21 being actuated by a common motor 22, for example an electric motor.
  • a common motor 22 for example an electric motor.
  • FIG. 1 brake pressure control system 120 includes a second pressure-generating device 20, which can be actuated independently of first pressure-generating device 10.
  • the second pressure generating device 20 can have, for example, a pump 21 for each two wheels or wheel brake cylinders 1, the pumps 21 being actuated by a common motor 22, for example an electric motor.
  • one pump 21 is provided for each wheel or wheel brake cylinder 1
  • the pump 21 is arranged in a hydraulic path which connects the first pressure generating device 10 and, when the first isolating valves 13A are open, the master brake cylinder 12 to the respective wheel brake cylinder 1.
  • the brake pressure control system 120 can have an inlet valve 23 and an outlet valve 24 for each wheel brake cylinder 1, with the inlet valve 23 being arranged in a hydraulic path which connects a pressure outlet of the pump 21 to the wheel brake cylinder 1 connects, and wherein the inlet valve 23 is arranged in a hydraulic path which connects a suction inlet of the pump 21 with the wheel brake cylinder 1.
  • the inlet and outlet valves 23, 24 can in particular be switchable solenoid valves, so that by operating the second pressure generating device 20 and actuating the inlet and outlet valves 23, 24, wheel-specific brake pressure adjustment is possible.
  • control system 130 can have a first control unit 131 and a second control unit 132 .
  • the control units 130 can, in particular, be a processor unit (not shown), e.g. with one or more CPUs, FPGAs, ASICS or the like, and a data memory (not shown), in particular a non-volatile data memory such as an HDD memory or an SSD memory exhibit.
  • a data bus 133 such as a CAN bus.
  • the actuation sensor 30 is connected to the first and/or the second control unit 131, 132, for example via the data bus 133 or another wireless or wired connection.
  • the first pressure generating device 10 is also signal-connected to the second pressure generating device 20 and optionally to the inlet and outlet valves 23, 24. This signal connection can also be implemented, for example, via the data bus 133 or another wired or wireless connection.
  • the second control unit 132 is signal-connected to the first pressure-generating device 10 and to the first and second isolating valves 13A, 13B, for example via the data bus 133 or another wired or wireless connection.
  • the control system 130 is thus signal-connected to the actuation sensor 30, the first pressure generating device 10 and the brake pressure control system 120.
  • control system 130 can also be signal-connected to an electric machine 150, eg via the data bus 133 or another wired or wireless connection.
  • the electric machine 150 is kinematically coupled to one or more wheels of the vehicle and can be operated both as a motor and as a generator.
  • the first and/or the second control unit 131, 132 can have an interface for connection to the electrical machine 150.
  • FIG. 2 The sequence of a method M for braking a vehicle is shown schematically in FIG. 2 .
  • This method M can be carried out in particular with the aid of the braking system 100 explained above.
  • the control system 130 can be set up to cause the braking system 100 to carry out this method M. Therefore, the method M is described below with reference to the process shown in Figs. 1A and 1B will be discussed.
  • a braking request signal which represents a target deceleration of the vehicle.
  • the brake request signal can be detected based on the actuation of brake pedal 2 or generally a brake actuation device, for example with the aid of travel sensor 30.
  • a further step M21 by means of the first
  • Pressure generating device 10 generates a brake pressure in the wheel brake cylinder 1 based on the detected brake request signal.
  • second control unit 132 can use the detected brake request signal to determine the brake pressure that must be set in the wheel brake cylinder to achieve the desired deceleration, and output a corresponding actuation signal to first pressure-generating device 10 in order to cause it to set the brake pressure.
  • a braking torque is generated in a step M22 by means of electric machine 150, which is kinematically coupled to a wheel of the vehicle, based on the braking request signal.
  • the electric machine 150 driving the wheel can be operated as a generator to brake the vehicle.
  • the braking force generation arrangement 110 and the brake pressure control system 120 are also provided when purely regenerative braking is carried out exclusively using the electric machine 150, e.g. in the event that the braking torque generated by the electric machine 150 is not sufficient to achieve the desired deceleration of the vehicle.
  • a fault state of the first pressure-generating device 10 is detected M3.
  • the functional state of the first pressure-generating device 10 can be determined in a step M30.
  • An error state of the first pressure generating device 10 can exist when it is no longer able to set the desired brake pressure. This can be the case, for example, if the pressure-generating device 10 itself is defective, for example because the electric motor 11 is damaged, or if the pressure-generating device 10 no longer receives an actuation signal from the second control unit 132 .
  • the last-mentioned case can occur, for example, if the detection of the brake request signal no longer works, for example due to a defect in sensor 30, or if the determination of the brake pressure using second control unit 132 no longer works.
  • the detecting of Error status can, for example, using the first control unit 131 by evaluating a control signal which is sent to the first control unit 131 .
  • the second control unit 132 can send the first control signal to the first control unit 131 .
  • the first control signal can contain, for example, the brake pressure determined by second control unit 132, the brake request signal and/or a status signal that represents the functional state.
  • First control unit 131 can thus, for example, use the functional state contained in the control signal to detect an error state of first pressure-generating device 10, using an absence of the control signal from second control unit 132, or using characteristic parameters in the control signal, such as a gradient.
  • step M31 If it is determined in step M31 that there is no error condition as shown in Fig.
  • step M30 the method can return to step M30, for example. If, in step M31, it is determined that an error condition exists, as indicated by the "+" symbol in Figure 2, the method moves to steps M4 and optionally M40. In the optional step M40, the first isolating valves 13A are opened, e.g. by the second control unit 132, and the second isolating valves 13B are further optionally closed, e.g. by the second control unit 132. Thus, if an error condition of the first pressure generating device is detected, the master brake cylinder 12 hydraulically the wheel brake cylinder 1 coupled and the first pressure generating device 10 is hydraulically separated from the wheel brake cylinder 1.
  • a substitute braking request signal is determined based on a target deceleration that is known at a predetermined point in time before the error state is detected.
  • This can be done using the first control unit 131, for example. For example, this can determine an adjustment path of the brake pedal 2 at the predetermined point in time before the error state is detected.
  • This can be done, for example, by the first control unit 131 receiving the signal from the actuation sensor 30, for example directly from the actuation sensor 30 or from the second control unit 132, and temporarily storing the values for a certain period of time. For example, you can always use the values stored for the 500 ms past the current time.
  • determining the substitute braking request signal can include determining a brake pressure in the wheel brake cylinder 1 at the predetermined point in time before the error state is detected.
  • the first control unit 131 can be connected to a pressure sensor 31, which detects a pressure in the hydraulic path connecting the first pressure-generating device 10 to the wheel brake cylinder 1, in particular at a point in front of the suction inlet of the pump 21 of the second pressure-generating device 20, as shown in Fig 1B is shown by way of example.
  • the first control unit 131 can temporarily store the values recorded by the pressure sensor 31 for a certain period of time, for example the values for the 500 ms preceding the current point in time.
  • a last valid value can then be used as the target pressure that is to be set in the wheel brake cylinder 1 .
  • the last valid value can be a value that is a predetermined period of time ago, for example 200 ms. If, in addition to braking system 100, an electric machine 150 is operated as a generator in order to brake the vehicle, as described above, the substitute braking torque can alternatively or additionally also be determined based on the braking torque generated by electric machine 150.
  • the first control unit 131 can be connected to power electronics of the electrical machine 150 and receive the braking torque generated by the electrical machine 150 from them. This braking torque can then be used to calculate the last valid braking request and use this to determine the required hydraulic braking pressure. If the braking torque was generated exclusively by electrical machine 150 in step M22, the substitute braking torque is determined based on the braking torque generated by electrical machine 150. In this case, determining the substitute braking request signal can optionally also include determining a brake pressure in wheel brake cylinder 1 at the predetermined point in time before the error state is detected, for example using pressure sensor 31, as described above. In general, the replacement braking request signal as constant value can be determined, which corresponds to the last valid brake request signal.
  • step M5 a substitute braking pressure is then generated in the wheel brake cylinder 1 based on the determined substitute braking request signal with the aid of the second pressure generating device 20 of the brake pressure control system 120 .
  • the first control unit 131 outputs an actuation signal to the second pressure generating device 20 in order to cause this to adjust the determined substitute brake pressure.
  • the first control unit 131 opens the inlet valve 23 and closes the outlet valve 24 of the respective wheel brake cylinder 1.
  • generating M5 the replacement brake pressure can include generating a linear, a stepwise, and/or a progressive or a degressive pressure increase in the wheel brake cylinder 1. If necessary, the generation of a braking torque can be stopped using electric machine 150 in step M5.
  • the substitute braking request signal can be generated for a predetermined first period of time based on the ascertained substitute braking request signal.
  • the substitute braking request signal can be constant, in particular.
  • the replacement braking request signal can be reduced to zero, e.g. linearly, within a transition time period.
  • the replacement braking pressure is generated based on a sum of the replacement braking request signal and the detected braking request signal by means of the brake pressure control system.
  • An advantage of the method M described is that as soon as a failure of the first pressure-generating device is detected, a substitute braking request is determined using input variables that were determined before the failure of the first pressure-generating device. It is therefore not necessary to wait for the driver to press the brake pedal again in order to generate a new valid input value, which may be necessary, for example, if the brake pressure in the wheel brake cylinder 1 drops as a result of the opening of the first isolating valve 13A.
  • the control system 130 can very quickly generate a setpoint brake pressure which is at least approximately the last valid setpoint brake pressure is determined and set immediately by the brake pressure control system.
  • FIG. 3 shows four diagrams (A), (B), (C), (D), in which the abscissa is the time axis valid for all diagrams (A)-(D).
  • the current brake pressure in wheel brake cylinder 1 is plotted on the ordinate of diagram (A).
  • the current desired braking signal or the current substitute desired braking signal is plotted on the ordinate of diagram (B).
  • the travel of the brake pedal 2 is plotted on the ordinate of the diagram (C).
  • A is plotted on the ordinate of the diagram (D).
  • the diagrams (A)-(D) shown in Fig. 3 show the course of braking that is carried out with the braking system 100 described above according to the method M described, the deceleration of the vehicle being carried out entirely or at least partially by the braking system 100 t will.
  • the brake pressure is generated by means of the first pressure generating device 10 in the manner described above. That is, steps M1, M21 and M3 are executed.
  • steps M1, M21 and M3 are executed.
  • the pedal 2 is kept shifted by a constant travel. Accordingly, the desired braking shown in diagram (B) of FIG. 3 and the counterforce on pedal 2 shown in diagram (D) of FIG. 3 are constant. Accordingly, the first pressure generating device 10 generates a constant brake pressure in the wheel brake cylinder 1, as shown in diagram (A) of FIG.
  • Diagram (A) of FIG. 3 shows the further progression of the brake pressure, which is generated by the execution of method M by means of brake pressure control system 120, in a full line.
  • the dashed line shown in diagram (A) of FIG. 3 shows the brake pressure that the brake pressure control system 120 would generate if it were based solely on the brake request signal and not on the Substitute brake request signal would be actuated.
  • diagram (A) of FIG. 3 shows the brake pressure that the brake pressure control system 120 would generate if it were based solely on the brake request signal and not on the Substitute brake request signal would be actuated.
  • the brake pressure drops abruptly at time t1, since brake fluid flows at high pressure into master brake cylinder 12 as a result of the opening of first isolating valves 13A. Accordingly, the pedal 2 is pushed back (diagram (C) of Fig. 3) and the counterforce on the pedal 2 increases (diagram (D) of Fig. 3). Due to the change in the pedal travel 2, the desire to brake also decreases, as can be seen in diagram (B) in FIG. It can optionally also be provided that upon detection of a fault condition in braking force generating arrangement 110 or in first pressure generating device 10, the braking request signal is initially generated based on the pressure detected by pressure sensor 31, for example because actuation sensor 30 has failed.
  • the braking request would be reduced at time t1, since the braking pressure is reduced as a result of the opening of the first isolating valve 13A.
  • the dashed line shows the braking request that would result solely from the actuation of brake pedal 2, which corresponds to the braking request signal.
  • the dash-dotted line in diagram (B) of FIG. 3 shows the substitute braking request signal which is generated in step M4 of method M explained above.
  • the substitute braking request signal is generated from point in time t2 (step M4 of method M).
  • the delay at time t1 results, for example, from the evaluation or computing time that control system 130, in particular first control unit 131, requires in order to determine the substitute braking request signal.
  • the substitute braking request signal is generated in such a way that it corresponds to the last valid braking request signal before time t1.
  • the second pressure generation device 20 of the brake pressure control system 120 begins to build up the brake pressure in the wheel brake cylinder 1 again, with the brake pressure that was present in the wheel brake cylinder 1 before the failure of the first pressure generation device being reached again at time t4, as can be seen in the course of the full line can be seen in diagram (A) of FIG.
  • the period of time t24 between the times t2 and t4 can thus be referred to as the reaction time of the brake pressure control system 120.
  • the pressure continue to fall until time t3 there is an equilibrium between the counterforce on the brake pedal 2 and the brake pressure.
  • the driver then needs a certain reaction time to press the pedal 2 further down again, which occurs again from time t5, as can be seen in diagrams (C) and (D) of FIG.
  • the period of time t25 between the time t2 and t5 can thus be regarded as the reaction time of the driver.
  • the dashed line shows the profile that would result without the method M described above if only the actuation of the pedal 2 is used to generate the brake request signal.
  • the braking request signal is determined and the braking request increases again, as can be seen from the dashed line in diagram (B) of Fig. 3, causing brake pressure control system 120 to adjust the brake pressure accordingly, with the brake pressure being reached at time t6 , which was present before the failure of the first pressure generating device 10 (dashed line in diagram (A) of Fig. 3).
  • the period of time t46 thus represents the shortening of the time that can be achieved by the method M described above in order to restore the brake pressure that was present before the failure of the first pressure-generating device 10 .
  • a transition process can be performed from time t5.
  • the actual brake request signal which is determined based on the actuation of brake pedal 2
  • the determined substitute brake request signal can be used to generate the brake pressure in wheel brake cylinder 1, at least for a predetermined period of time, which is shown in Fig 3 corresponds to the period of time t25.
  • the double-dashed line shows a braking request that occurs in the method M described after failure of the first pressure-generating device 10 by the Actuation of the brake pedal 2 is generated, the corresponding travel of the pedal 2 and the associated pedal force in the diagrams (C) and (D) of Fig. 3 are shown as a solid line.
  • the chain line in diagram (B) of FIG. 3 shows the substitute braking request signal.
  • the full line in diagram (B) of FIG. 3 shows the sum of the substitute braking request signal and the braking request signal generated by actuating the brake pedal 2 .
  • the replacement braking request signal can be reduced to zero from time t5 within a predetermined transition period t57 up to time t57, e.g. by a linear reduction of the replacement braking request signal, as shown in Fig. 3 shown by way of example.
  • the driver In order to keep the sum of the desired braking signal generated by actuating brake pedal 2 and the substitute braking command signal constant, the driver must compensate for the reduction in the substitute braking command signal by actuating pedal 2 . This is shown by way of example in FIG. 3 , the replacement braking request being reduced to zero at time t7 and the braking request signal being provided again exclusively by actuating pedal 2 .
  • the substitute brake pressure is thus generated within the transition period t57 based on a sum of the brake request signal and the substitute brake request signal.
  • FIG. 4 show the course of braking that is carried out with the braking system 100 described above according to the method M described, when the braking torque is initially generated exclusively by the generator operation of the electrical machine 150 is achieved (step M22 of the process M is executed).
  • an error state of first pressure generating device 10 is detected when step M3 is executed.
  • this can be a failure of the actuation sensor 30, for example. Therefore, the first isolation valves 13A are opened and the second isolation valves 13B are preferably closed, as described above.
  • the opening of the first isolating valve 13A causes the pedal 2 to be pushed further as a result of the driver actuating the pedal 2 (diagram (C) of FIG. 4), with the pedal force dropping due to the now missing restoring force of the simulator 14 (diagram (D) of Fig. 4).
  • Diagram (A) of FIG. 4 shows the further progression of the brake pressure, which is generated by the execution of method M by means of brake pressure control system 120, in a full line.
  • the dashed line shown in diagram (A) of FIG. 4 shows the brake pressure that the brake pressure control system 120 would generate if it were actuated solely on the basis of the brake request signal and not based on the substitute brake request signal.
  • the brake pressure rises slightly at time t1, since brake fluid flows out of the master brake cylinder 12 as a result of the opening of the first isolating valves 13A and the actuation of the pedal 2. Since actuation sensor 30 fails in the present example, the braking request ceases at time t1. Provision can optionally also be made for the brake request signal to be initially generated on the basis of the pressure detected by pressure sensor 31 when a fault condition is detected in braking force generation arrangement 110 or in first pressure generation device 10 . In this case, too, the braking request at time t1 would be very small, since the opening of the first isolating valve 13A only results in pressure equalization.
  • the substitute braking request signal is generated from time t2 (step M4 of method M).
  • the delay at time t1 results, for example, from the evaluation or computing time that control system 130, in particular first control unit 131, requires in order to determine the substitute braking request signal.
  • the replacement braking request signal is generated in such a way that it corresponds to the last valid braking request signal before time t1.
  • the second pressure generation device 20 of the brake pressure control system 120 begins to build up the brake pressure in the wheel brake cylinder 1, with the braking pressure being reached at time t4, which corresponds to the braking torque that is represented by the braking request, as can be seen from the course of the full line in the diagram (A) of Fig. 4 can be seen.
  • this braking torque can correspond to the braking torque previously generated by electric machine 150, with the generator operation of electric machine 150 being stopped.
  • the period of time t24 between the times t2 and t4 can thus be referred to as the reaction time of the brake pressure control system 120.
  • the reaction time of the brake pressure control system 120 As can be seen from the dashed line in diagram (A) of FIG.
  • causing brake pressure control system 120 to do so is to set the brake pressure accordingly, with the brake pressure being reached at time t6, which was present before the failure of the first pressure-generating device 10 (dashed line in diagram (A) of FIG. 3).
  • the time period t46 thus represents the shortening of the time that results from the method M described above can be achieved in order to restore the braking torque present before failure of the first pressure-generating device 10 .
  • step M5 the actual brake request signal, which is determined based on the actuation of brake pedal 2, can be ignored and only the determined substitute brake request signal can be used to generate the brake pressure in wheel brake cylinder 1, at least for a predetermined period of time, which is shown in Fig 4 corresponds to the period of time t25.
  • Fig 4 corresponds to the period of time t25.
  • the double-dashed line shows a braking request that is generated in the described method M after failure of the first pressure-generating device 10 by the actuation of the brake pedal 2, with the corresponding travel of the pedal 2 and the associated pedal force in the diagrams ( C) and (D) of Fig. 4 are shown as solid lines.
  • the dash-dotted line in diagram (B) of FIG. 4 shows the substitute braking request signal.
  • the full line in diagram (B) of FIG. 4 shows the sum of the substitute braking request signal and the braking request signal generated by actuating the brake pedal 2 .
  • the substitute braking request signal can be reduced to zero from time t5 to time t7, e.g. linearly as shown in FIG. The period between t5 and t7 is therefore referred to as the transition period t57.
  • the transition period t57 In order to calculate the sum of the brake request signal generated by the actuation of the brake pedal 2 and the
  • the driver To keep the replacement brake request signal constant, the driver must compensate for the reduction in the replacement brake request signal by pressing pedal 2.
  • the replacement braking request is at zero at time t7 and the braking request signal is again generated exclusively by actuating pedal 2 .
  • the substitute brake pressure is thus generated within the transition period t57 based on a sum of the brake request signal and the substitute brake request signal.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (M) zum Bremsen eines Fahrzeugs, umfassend: Erfassen (M1) eines Bremswunschsignals, welches eine Zielverzögerung des Fahrzeugs repräsentiert; Erzeugen (M21) eines hydraulischen Bremsdrucks in einem Radbremszylinder (1) basierend auf dem erfassten Bremswunschsignal mittels einer ersten Druckerzeugungseinrichtung (10), welche hydraulisch mit dem Radbremszylinder (1) verbunden ist; Detektieren (M3) eines Fehlerzustands der ersten Druckerzeugungseinrichtung (10); Ermitteln (M4) eines Ersatzbremswunschsignals, wenn ein Fehlerzustand der ersten Druckerzeugungseinrichtung (10) detektiert wird, wobei das Ersatzbremswunschsignal basierend auf einer zu einem vorbestimmten Zeitpunkt vor der Detektion des Fehlerzustands bekannten Zielverzögerung ermittelt wird; und Erzeugen (M5) eines Ersatzbremsdrucks in dem Radbremszylinder (1) basierend auf dem ermittelten Ersatzbremswunschsignal mittels einer Bremsdruckregelanlage (120), welche eine hydraulisch an den Radbremszylinder gekoppelte zweite Druckerzeugungseinrichtung (20) aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren (M) zum Bremsen eines Fahrzeugs, bei dem das Ersatzbremswunschsignal basierend auf einer zu einem vorbestimmten Zeitpunkt vor der Detektion des Fehlerzustands bekannten Zielverzögerung basierend auf einem von einer kinematisch an ein Rad des Fahrzeugs gekoppelten elektrischen Maschine erzeugten Bremsmoment ermittelt wird. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Bremssystem (100) für ein Fahrzeug.

Description

Beschreibung
Titel
VERFAHREN ZUM BREMSEN EINES FAHRZEUGS UND BREMSSYSTEM
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeugs sowie ein Bremssystem für ein Fahrzeug.
Stand der Technik
In Straßenfahrzeugen, wie z.B. PKW oder LKW, kommen typischerweise hydraulische Bremssysteme zum Einsatz. Zunehmend werden solche hydraulischen Bremssysteme nach einem „Brake-by-Wire“-Prinzip betrieben, wobei eine Betätigung eines Bremspedals sensorisch erfasst und daraus ein Bremswunsch ermittelt wird, welcher eine gewünschte Verzögerung des Fahrzeugs repräsentiert. Aus dem Bremswunsch wird dann ein hydraulischer Druck ermittelt, der mittels einer Druckerzeugungseinrichtung, wie z.B. einem elektrisch angetriebenen Plunger, in einem Radbremszylinder zum Bremsen eines Rads des Fahrzeugs erzeugt wird.
Ferner weisen Bremssysteme von Straßenfahrzeugen üblicherweise Bremsdruckregelanlagen zur radindividuellen Bremsdruckregelung auf, z.B. um eine Anti-Blockier-Funktion (ABS) auszuführen. Typischerweise verfügen solche Bremsdruckregelanlagen über eine eigene Druckerzeugungseinrichtung sowie über eine Ventilanordnung zur radindividuellen Druckvariation.
Wenn bei nach dem Brake-by-Wire-Prinzip arbeitenden Bremssystemen die Druckerzeugungseinrichtung ausfällt, wird typischerweise ein Hauptbremszylinder, welcher durch das Bremspedal betätigbar ist, hydraulisch mit dem Radbremszylinder verbunden, so dass manuell der erforderliche Bremsdruck erzeugt werden kann.
In der DE 102014225 954 Al wird ein Bremssystem beschrieben, bei welchem eine Druckerzeugungseinrichtung einer Bremsdruckregelanlage, welche dazu eingerichtet ist, radindividuelle Bremsdrücke zu erzeugen, beim Ausfall einer ersten fremdangesteuerten Druckerzeugungseinrichtung die Erzeugung des gewünschten Bremsdrucks übernimmt.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 10 sowie ein Bremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 12 vorgesehen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeugs vorgesehen. Das Verfahren umfasst ein Erfassen eines Bremswunschsignals, welches eine Zielverzögerung des Fahrzeugs repräsentiert, beispielsweise basierend auf einer Betätigung einer Bremsbetätigungseinrichtung, ein Erzeugen eines hydraulischen Bremsdrucks in einem Radbremszylinder basierend auf dem erfassten Bremswunschsignal mittels einer ersten Druckerzeugungseinrichtung, welche hydraulisch mit dem Radbremszylinder verbunden ist, ein Detektieren eines Fehlerzustands der ersten Druckerzeugungseinrichtung, ein Ermitteln eines Ersatzbremswunschsignals, wenn ein Fehlerzustands der ersten Druckerzeugungseinrichtung detektiert wird, wobei das
Ersatzbremswunschsignal basierend auf einer zu einem vorbestimmten Zeitpunkt vor der Detektion des Fehlerzustands bekannten Zielverzögerung ermittelt wird, und ein Erzeugen eines Ersatzbremsdrucks in dem Radbremszylinder basierend auf dem ermittelten Ersatzbremswunschsignal mittels einer Bremsdruckregelanlage, welche eine hydraulisch an den Radbremszylinder gekoppelte zweite Druckerzeugungseinrichtung aufweist. Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeugs ein Erfassen eines Bremswunschsignals, welches eine Zielverzögerung des Fahrzeugs repräsentiert, beispielsweise basierend auf einer Betätigung einer Bremsbetätigungseinrichtung, ein Erzeugen eines Bremsmoments mittels einer kinematisch an ein Rad des Fahrzeugs gekoppelten elektrischen Maschine basierend auf dem Bremswunschsignal, ein Vorhalten einer hydraulisch mit einem Radbremszylinder verbundenen ersten Druckerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Bremsdrucks in dem Radbremszylinder basierend auf dem Bremswunschsignal, ein Detektieren eines Fehlerzustands der ersten Druckerzeugungseinrichtung, ein Ermitteln eines Ersatzbremswunschsignals, wenn ein Fehlerzustands der ersten Druckerzeugungseinrichtung detektiert wird, wobei das
Ersatzbremswunschsignal basierend auf einer zu einem vorbestimmten Zeitpunkt vor der Detektion des Fehlerzustands bekannten Zielverzögerung basierend auf dem von der elektrischen Maschine erzeugten Bremsmoment ermittelt wird, und ein Erzeugen eines Ersatzbremsdrucks in dem Radbremszylinder basierend auf dem ermittelten Ersatzbremswunschsignal mittels einer Bremsdruckregelanlage, welche eine hydraulisch an den Radbremszylinder gekoppelte zweite Druckerzeugungseinrichtung aufweist.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Bremssystem für ein Fahrzeug vorgesehen. Das Bremssystem umfasst einen Sensor zur Erfassung eines Bremswunschs bzw. Bremswunschsignals, einen Radbremszylinder zur Erzeugung einer Reibkraft an einem Rad des Fahrzeugs, eine erste Druckerzeugungseinrichtung, welche hydraulisch an den Radbremszylinder gekoppelt und dazu eingerichtet ist, einen hydraulischen Druck in dem Radbremszylinder zu erzeugen, eine Bremsdruckregelanlage mit einer zweiten Druckerzeugungseinrichtung, welche hydraulisch an den Radbremszylinder gekoppelt und dazu eingerichtet ist, unabhängig von der ersten Druckerzeugungseinrichtung einen hydraulischen Druck in dem Radbremszylinder zu erzeugen, und ein Steuerungssystem, welches mit dem Betätigungssensor, der ersten Druckerzeugungseinrichtung und der Bremsdruckregelanlage signalverbunden und dazu eingerichtet ist, das Bremssystem zur Ausführung eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt der Erfindung zu veranlassen. Wenn das Verfahren nach dem dritten Aspekt der Erfindung ausgeführt wird, kann das Steuerungssystem insbesondere eine Schnittstelle zur Verbindung mit der elektrischen Maschine aufweisen.
Eine der Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, in einem Bremssystem, in dem der hydraulische Bremsdruck mithilfe einer fremdkraftbetriebene bzw. nicht kinematisch an eine Bremsbetätigungseinrichtung, wie z.B. ein Bremspedal oder einen Bremshebel, gekoppelten Druckerzeugungseinrichtung erzeugt wird, einen Ausfall der Druckerzeugungseinrichtung durch eine Bremsdruckregelanlage zu kompensieren, welche an sich z.B. zur Ausführung einer ABS- oder ESP-Funktion vorgesehen ist, wobei die Bremsdruckregelanlage bei Detektion eines Ausfalls bzw. Fehlerzustands der
Druckerzeugungseinrichtung initial einen Bremsdruck einstellt, welcher einem vor der Detektion des Ausfalls bekannten Bremsdruck entspricht oder äquivalent zu einem durch eine elektrische Maschine erzeugten Bremsmoment ist. Das heißt, es muss nicht auf eine Erfassung eines beispielsweise durch den Fahrer erzeugten Bremswunschsignals zurückgegriffen werden, sondern es wird zunächst automatisch ein Bremsdruck eingestellt, der einer zu einem bestimmten, vergangenen Zeitpunkt bekannten gewünschten Zielverzögerung entspricht. Dieser Ersatzbremsdruck wird somit ausschließlich basierend auf dem ermittelten bzw. entsprechend erzeugten Ersatzbremswunschsignal erzeugt, wobei das Ersatzbremswunschsignal insbesondere konstant sein kann, zumindest für einen vorbestimmten Zeitraum. Die vorliegende Erfindung ist hierbei sowohl für eine rein hydraulische Bremsung, eine Bremsung, bei der das Bremsmoment teilweise durch eine als Generator betriebene elektrische Maschine und teilweise hydraulisch bzw. mittels des Radbremszylinders erzeugt wird, und eine rein regenerative Bremsung einsetzbar, bei der das Bremsmoment zunächst vollständig durch eine als Generator betriebene elektrische Maschine erzeugt wird. Im letztgenannten Fall bzw. nach dem zweiten Aspekt der Erfindung wird die erste Druckerzeugungseinrichtung vorgehalten, um z.B. als Back-up oder ergänzend nachträglich einzugreifen. Wenn die erste Druckerzeugungseinrichtung während einer rein regenerativen Bremsung ausfällt, bevor sie einen Bremsdruck im Radbremszylinder erzeugt, wird die regenerative Bremsung beendet und die Bremsdruckregelanlage erzeugt den Bremsdruck im Radbremszylinder basierend auf dem letzten gültigen Bremsmoment, das die elektrische Maschine vor dem Ausfall der ersten Druckerzeugungseinrichtung erzeugt hat.
Ein Fehlerzustand der ersten Druckerzeugungseinrichtung, welche z.B. ein durch einen Elektromotor angetriebener Plunger sein kann, kann allgemein dann detektiert werden, wenn die Druckerzeugungseinrichtung nicht mehr in der Lage ist, den gewünschten Bremsdruck einzustellen. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Druckerzeugungseinrichtung an sich defekt ist, z.B. weil der Elektromotor überhitzt oder in sonstiger Weise beschädigt ist, oder wenn die Druckerzeugungseinrichtung kein Aktuationssignal erhält. Der letztgenannte Fall kann z.B. eintreten, wenn die Erfassung des Bremswunschsignals nicht mehr funktioniert oder wenn die Ermittlung des Bremsdrucks, z.B. mithilfe einer Steuerungseinheit, nicht mehr funktioniert.
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass sofort nach Ausfall der ersten Druckerzeugungseinrichtung ein Bremsdruck mittels der zweiten Druckerzeugungseinrichtung der Bremsdruckregelanlage basierend auf einem vor dem Ausfall bekannten Bremswunsch erzeugt werden kann. Das heißt, es muss nicht erst eine Reaktion des Fahrers, die z.B. in einem Nachtreten des Bremspedals oder ein Nachziehen des Bremshebels liegen kann, abgewartet werden. Somit kann der Bremsweg vorteilhaft verkürzt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das Erfassen eines Bremswunschsignals ein Erfassen einer Betätigung einer Bremsbetätigungseinrichtung umfasst. Beispielsweise kann mithilfe eines Betätigungssensors der Stellweg eines Bremspedals oder eines Bremshebels erfasst werden, wobei das Bremswunschsignal basierend auf dem erfassten Stellweg erzeugt wird. Es sind auch andere Arten der Betätigungserfassung denkbar, z.B. die Erfassung eines Drucks, der durch Betätigung der Bremsbetätigungseinrichtung in einem Simulator erzeugt wird. Allgemein kann das Erfassen des Bremswunschsignals basierend auf einer Betätigung einer Bremsbetätigunseinrichtung erfolgen.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das Ermitteln des Ersatzbremswunschsignals ein Ermitteln eines Stellwegs einer Bremsbetätigungseinrichtung zu dem vorbestimmten Zeitpunkt vor der Detektion des Fehlerzustands umfasst. Der Stellweg der Bremsbetätigungseinrichtung, wie z.B. eines Pedals oder Hebels, kann insbesondere mit einem Stellwegsensor ermittelt werden, wie bereits erläutert. Der ermittelte Stellweg kann zeitaufgelöst erfasst werden und für einen vorbestimmten, insbesondere gleitenden Zeitraum können die erfassten Werte gespeichert werden, so dass auch bei einem Ausfall des Stellwegsensors und/oder der ersten Druckerzeugungseinrichtung auf die letzten gültigen Werte zurückgegriffen werden kann, die dann zur Ermittlung des Ersatzbremswunsches herangezogen werden. Auf diese Weise wird die Sicherheit weiter verbessert.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das Ermitteln des Ersatzbremswunschsignals ein Ermitteln eines Bremsdrucks im Radbremszylinder zu dem vorbestimmten Zeitpunkt vor der Detektion des Fehlerzustands umfasst. Beispielsweise kann in einem hydraulischen Pfad, welcher die erste Druckerzeugungseinrichtung mit dem Radbremszylinder verbindet, der Druck mittels eines Sensors erfasst werden, insbesondere zeitaufgelöst, wobei für einen vorbestimmten, insbesondere gleitenden Zeitraum die erfassten Werte gespeichert werden können, so dass auch bei einem Ausfall der ersten Druckerzeugungseinrichtung auf die letzten gültigen Werte zurückgegriffen werden kann, die dann zur Ermittlung des Ersatzbremswunsches herangezogen werden. Auf diese Weise wird die Sicherheit weiter verbessert.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann das Verfahren ein Erzeugen eines Bremsmoments mittels einer kinematisch an ein Rad des Fahrzeugs gekoppelten elektrischen Maschine basierend auf dem Bremswunschsignal umfassen. Dies kann z.B. bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen oder Hybridfahrzeugen vorteilhaft sein, wobei die gewünschte Zielverzögerung teilweise durch das Betreiben der elektrischen Maschine als Generator und teilweise mithilfe des Radbremszylinders erfolgt. Der hydraulische Bremsdruck, der im Radbremszylinder durch die erste und/oder die zweite
Druckerzeugungseinrichtung erzeugt wird, hängt somit auch davon ab, welchen Anteil an der Zielverzögerung die elektrische Maschine liefert.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das Ersatzbremsmoment basierend auf dem von der elektrischen Maschine erzeugten Bremsmoment ermittelt wird. Beispielsweise kann eine Steuerungseinheit der elektrischen Maschine, z.B. eine Leistungselektronik, ein das von der elektrischen Maschine erzeugten Bremsmoment repräsentierendes Maschinensteuersignal an das Steuerungssystem des hydraulischen Bremssystems ausgeben, welches anhand dieses Maschinensteuersignals ermittelt, welches Bremsmoment durch den Reibbremszylinder erzeugt werden muss.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Bremsdruckregelanlage eine erste Steuerungseinheit aufweist, welche die zweite Druckerzeugungseinrichtung betätigt, und wobei ein Fehlerzustand der ersten Druckerzeugungseinrichtung anhand eines Steuersignals detektiert wird, welches an die erste Steuerungseinheit der gesendet wird. Beispielsweise kann ein Fehlerzustand erkannt werden, wenn das Steuersignal ausbleibt oder wenn anstelle des Steuersignals ein Fehlersignal an die erste Steuerungseinheit gesendet wird. Die erste Steuerungseinheit kann insbesondere eine Prozessoreinheit, z.B. mit einer oder mehreren CPUs, FPGAs, ASICS oder dergleichen, und einen Datenspeicher, insbesondere einen nicht-flüchtigen Datenspeicher wie einen HDD-Speicher oder einen SSD-Speicher aufweisen. Beispielsweise kann in dem Datenspeicher Software gespeichert sein, welche durch die Prozessoreinheit ausführbar ist, um Ausgabesignale, insbesondere Betätigungssignale an die zweite Druckerzeugungseinrichtung und optional an Ventile auszugeben, um diese zu betätigen. Die Ausgabesignale können z.B. basierend auf dem Steuersignal und/oder basierend auf einem Drucksignal erzeugt werden, welches einen an einer Saugseite der zweiten Druckerzeugungseinrichtung anliegenden aktuellen Druck repräsentiert. Die erste Steuerungsvorrichtung kann z.B. dazu eingerichtet sein, die Druckerzeugungseinrichtung, gegebenenfalls im Zusammenarbeit mit einer Ventilanordnung zur Ausführung einer Antiblockierfunktion und/oder zu einer radindividuellen Variation des Bremsdrucks zu veranlassen.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die erste Druckerzeugungseinrichtung durch eine zweite Steuerungseinheit basierend auf dem Bremswunschsignal betätigt wird, wobei die zweite Steuerungseinheit das erste Steuersignal erzeugt und an die erste Steuerungseinheit sendet. Die zweite Steuerungseinheit kann insbesondere eine Prozessoreinheit, z.B. mit einer oder mehreren CPUs, FPGAs, ASICS oder dergleichen, und einen Datenspeicher, insbesondere einen nicht-flüchtigen Datenspeicher wie einen HDD-Speicher oder einen SSD-Speicher aufweisen. Beispielsweise kann in dem Datenspeicher Software gespeichert sein, welche durch die Prozessoreinheit ausführbar ist, um Ausgabesignale, insbesondere Betätigungssignale an die erste Druckerzeugungseinrichtung und optional an Ventile auszugeben, um diese zu betätigen. Beispielsweise kann die zweite Steuerungseinheit basierend auf dem Bremswunschsignal, welches z.B. durch einen an die
Bremsbetätigungseinrichtung gekoppelten Stellwegsensor ausgegeben werden kann, den Bremsdruck ermitteln und die erste Druckerzeugungseinrichtung entsprechend betätigen. Die zweite Steuerungsvorrichtung kann der ersten Steuerungsvorrichtung z.B. den ermittelten Bremsdruck, den Stellweg der Bremsbetätigungseinrichtung oder eine andere zur Zielverzögerung proportionale in dem Steuersignal mitteilen. Optional kann die erste Steuerungsvorrichtung für einen bestimmten, gleitenden Zeitraum die von der zweiten Steuerungsvorrichtung erhaltenen Steuersignale in ihrem Datenspeicher speichern, so dass im Falle eines Fehlerzustands der Druckerzeugungseinrichtung auf die gespeicherten Werte zurückgegriffen werden kann, um das Ersatzbremswunschsignal leichter ermitteln zu können.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das Erzeugen des Ersatzbremsdrucks ein Erzeugen eines linearen, eines stufenweisen, und/oder eines progressiven oder eines degressiven Druckanstiegs im Radbremszylinder umfasst.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass durch das Betätigen der Bremsbetätigungseinrichtung, welche wie bereits erläutert z.B. ein Bremspedal oder ein Bremshebel sein kann, mittels eines Hauptbremszylinders ein hydraulischer Rückstelldruck in einem Rückstellsimulator erzeugt wird, und wobei, wenn ein Fehlerzustand der ersten Druckerzeugungseinrichtung detektiert wird, der Hauptbremszylinder hydraulisch an den Radbremszylinder gekoppelt wird, und die erste Druckerzeugungseinrichtung vorzugsweise von dem Radbremszylinder hydraulisch getrennt wird. Der Hauptbremszylinder kann z.B. durch ein erstes Trennventil hydraulisch mit dem Radbremszylinder verbunden und von diesem getrennt werden. Die erste Druckerzeugungseinrichtung kann in ähnlicher Weise durch ein zweites Trennventil hydraulisch mit dem Radbremszylinder verbunden und von diesem getrennt werden. Wenn die erste Druckerzeugungseinrichtung in einem funktionsfähigen Zustand ist, ist das erste Trennventil geschlossen und der Hauptbremszylinder, welcher kinematisch an die Bremsbetätigungseinrichtung gekoppelt ist, ist dadurch hydraulisch vom Radbremszylinder getrennt. Im Falle eines Fehlerzustands der ersten Druckerzeugungseinrichtung wird das erste Trennventil geöffnet und optional das zweite Trennventil geschlossen. Dadurch wird der Hauptbremszylinder hydraulisch mit dem Radbremszylinder verbunden. Dies führt dazu, dass der Fahrer an der Bremsbetätigungseinrichtung nicht mehr nur die Rückstellkraft des Simulators spürt, sondern den tatsächlich herrschenden Bremsdruck. Außerdem führt das Öffnen des ersten Trennventils zu einer Volumenverschiebung aus dem Radbremszylinder heraus in den Hauptbremszylinder und somit zu einem Abfall des Bremsdrucks. Dies müsste an sich durch den Fahrer durch eine weitere Betätigung der Bremsbetätigungseinrichtung kompensiert werden, z.B. durch nachtreten des Bremspedals. Da jedoch erfindungsgemäß die Bremsdruckregelanlage die Druckerzeugung zumindest übergangsweise vollständig übernehmen kann und den letzten bekannten Bremsdruck einstellt, wird dem Fahrer mehr Zeit zur Reaktion gegeben, was den Bedienkomfort und die Sicherheit vorteilhaft verbessert.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, wobei der Ersatzbremsdruch für einen vorbestimmten ersten Zeitraum basierend auf dem ermittelten Ersatzbremswunschsignal erzeugt wird und das Ersatzbremswunschsignal anschließend innerhalb eines Übergangszeitraums auf Null reduziert wird, insbesondere linear, wobei während des Übergangszeitraums der Ersatzbremsdruck basierend auf einer Summe des Ersatzbremswunschsignals und des erfassten Bremswunschsignals mittels der Bremsdruckregelanlage erzeugt wird. Demnach wird nach Erreichen des Ersatbremsdrucks, der basierend auf dem Ersatbremswuschsignal eingestellt wird, das Ersatzbremswunschsignal reduziert, was gleichzeitig zu einer Reduzierung des Ersatzbremsdrucks führt. Um die Verzögerung des Fahrzeugs konstant zu halten, muss diese Reduzierung durch Betätigung der Bremsbetätigungseinrichtung und somit erzeugen eines entsprechenden Bremswunschsignals ausgeglichen werden. Somit wird ein Übergangsablauf bereitgestellt, in dem das Ersatzbremswunschsignal zunehmend reduziert, z.B. linear verringert wird.
Gemäß manchen Ausführungsformen des Bremssystems kann der Sensor zur Erfassung des Bremswunschsignals ein Betätigungssensor sein, welcher dazu ausgebildet ist, eine Betätigung, insbesondere einen Stellweg, einer Bremsbetätigungseinrichtung zu erfassen. Die Erfassung eines Stellwegs, z.B. eines Pedals oder eines Bremshebels, ist vorteilhaft relativ ausfallsicher. Außerdem können die durch einen Betätigungssensor erfassten Betätigungssignale auf einfache Weise umgerechnet und gespeichert werden, was die Erzeugung des Ersatbremswunschsignals erleichtert.
Die hierin für einen Aspekt der Erfindung offenbarten Merkmale und Vorteile sind jeweils auch für die anderen Aspekte der Erfindung offenbart und umgekehrt.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen erläutert. Von den Figuren zeigen:
Fign. 1A, 1B eine schematische Darstellung eines hydraulischen Schaltbilds eines Bremssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms eines
Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 eine qualitative Darstellung der Verläufe eines Bremsdrucks, eines
Stellwegs eines Bremspedals und eines Bremswunschs während eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 4 eine qualitative Darstellung der Verläufe eines Bremsdrucks, eines
Stellwegs eines Bremspedals und eines Bremswunschs während eines Verfahrens gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
In den Fign. 1A und 1B ist schematisch ein Bremssystem 100 für ein Fahrzeug gezeigt, insbesondere für ein Straßenfahrzeug, wie einen PKW, einen Bus oder einen LKW. Das Bremssystem 100 weist zumindest einen Radbremszylinder 1, eine Bremskrafterzeugungsanordnung 110, eine Bremsdruckregelanlage 120 und ein Steuerungssystem 130 auf. Die Bremskrafterzeugungsanordnung 110 ist in Fig. 1A dargestellt, die Bremsdruckregelanlage 120 ist in Fig. 1B gezeigt. Teile des Steuerungssystems 130 finden sich sowohl in Fig. 1A als auch in Fig. 1B.
Wie in Fig. 1B beispielhaft gezeigt ist, kann je Rad insbesondere ein Radbremszylinder 1 vorgesehen sein. Der Radbremszylinder 1 ist dazu ausgebildet, einen hydraulischen Druck in eine Bewegung eines Reibbelags umzuwandeln, um diesen mit einer zu dem hydraulischen Druck proportionalen Anpresskraft gegen ein an das Rad gekoppeltes Reibstück 101 zu drücken, so dass eine die Drehung des Rads hemmende Reib- oder Bremskraft erzeugt wird.
Wie in Fig. 1A dargestellt, weist die Bremskrafterzeugungsanordnung 110 einen Betätigungssensor 30 und eine erste Druckerzeugungseinrichtung 10 auf. Optional kann die Bremskrafterzeugungsanordnung 110 ferner einen kinematisch an ein Bremspedal 2 gekoppelten Hauptbremszylinder 12 sowie ein Reservoir 15 zur Aufnahme von Bremsflüssigkeit aufweisen. Anstatt eines Bremspedals 2 könnte auch ein Bremshebel oder allgemein eine Bremsbetätigungseinrichtung vorgesehen sein. Im Folgenden wird aus Gründen der Übersichtlichkeit auf ein Bremspedal 2 Bezug genommen, wobei die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist. Der Betätigungssensor 30 dient zur Erfassung eines Bremswunsches, welcher eine Zielverzögerung des Fahrzeugs repräsentiert. Beispielsweise kann der Betätigungssensor 30 ein Stellwegsensor sein, welcher dazu eingerichtet ist, einen Stellweg oder eine Verschiebung eines durch einen Fahrer betätigbaren Bremspedals 2 zu erfassen.
Der Hauptbremszylinder 12 ist kinematisch an das Bremspedal 2 gekoppelt und durch dieses betätigbar. Durch Verschieben des Bremspedals 2 wird Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder 12 heraus transportiert. Wie in Fig. 1A beispielhaft dargestellt, kann der Hauptbremszylinder 12 hydraulisch an einen Rückstellsimulator 14 gekoppelt sein, welcher eine zum Betätigungsweg des Pedals 2 proportionale Rückstellkraft erzeugt. Ferner ist der Hauptbremszylinder 12 über erste Trennventile 13A hydraulisch an den Radbremszylinder 1 koppelbar und von diesem trennbar. In Fig. 1A ist beispielhaft ein Zustand dargestellt, in welchem die ersten Trennventile 13A geöffnet und der Hauptbremszylinder 12 somit hydraulisch an die Radbremszylinder 1 gekoppelt ist. Die ersten Trennventile 13A können z.B. schaltbare Magnetventile sein, welche stromlos offen sind.
Wie in Fig. 1A beispielhaft gezeigt, kann die erste Druckerzeugungseinrichtung 10 z.B. als ein Plunger 11 ausgeführt sein, welcher einen durch einen Motor, insbesondere einen Elektromotor 11A verschiebbaren Kolben 11B aufweist. Die erste Druckerzeugungseinrichtung 10 ist hydraulisch mit dem Radbremszylinder 1 verbunden. Insbesondere kann die erste Druckerzeugungseinrichtung 10 über zweite Trennventile 13B hydraulisch an den Radbremszylinder 1 koppelbar und von diesem trennbar sein, wie dies in den Fig. 1A, 1B beispielhaft gezeigt ist. In Fig. 1A ist rein beispielhaft ein Zustand dargestellt, in welchem die zweiten Trennventile 13B geschlossen und die erste Druckerzeugungseinrichtung 10 somit hydraulisch von den Radbremszylinder 1 getrennt ist. Die zweiten Trennventile 13B können z.B. schaltbare Magnetventile sein, welche stromlos geschlossen sind.
Die Bremsdruckregelanlage 120 dient allgemein zur Einstellung eines radindividuellen Bremsdrucks, z.B. zur Ausführung einer Antiblockierfunktion, wie z.B. ABS oder ESP. Wie in Fig. 1B schematisch dargestellt umfasst die Bremsdruckregelanlage 120 eine zweite Druckerzeugungseinrichtung 20, welche von der ersten Druckerzeugungseinrichtung 10 unabhängig betätigbar ist. Die zweite Druckerzeugungseinrichtung 20 kann, wie in Fig. 1B beispielhaft gezeigt, z.B. eine Pumpe 21 je zwei Rädern bzw. Radbremszylindern 1 aufweisen, wobei die Pumpen 21 durch einen gemeinsamen Motor 22, z.B. einen Elektromotor, betätigt werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass je Rad bzw. je Radbremszylinder 1 je eine Pumpe 21 vorgesehen ist. Wie in Fig. 1B schematisch dargestellt, ist die Pumpe 21 in einem hydraulischen Pfad angeordnet, welcher die erste Druckerzeugungseinrichtung 10 und, bei geöffneten ersten Trennventilen 13A, den Hauptbremszylinder 12 mit dem jeweiligen Radbremszylinder 1 verbindet. Wie in Fig. 1B außerdem schematisch und rein beispielhaft gezeigt ist, kann die Bremsdruckregelanlage 120 je Radbremszylinder 1 ein Einlassventil 23 und ein Auslassventil 24 aufweisen, wobei das Einlassventil 23 in einem hydraulischen Pfad angeordnet ist, welcher einen Druckausgang der Pumpe 21 mit dem Radbremszylinder 1 verbindet, und wobei das Einlassventil 23 in einem hydraulischen Pfad angeordnet ist, welcher einen Saugeingang der Pumpe 21 mit dem Radbremszylinder 1 verbindet. Die Ein- und Auslassventile 23, 24 können insbesondere schaltbare Magnetventile sein, so dass durch Betreiben der zweiten Druckerzeugungseinrichtung 20 und Betätigen der Ein- und Auslassventile 23, 24 eine radindividuelle Bremsdruckeinstellung möglich ist.
Das Steuerungssystem 130 kann insbesondere eine erste Steuerungseinheit 131 und eine zweite Steuerungseinheit 132 aufweisen. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, lediglich eine Steuerungseinheit vorzusehen. Die Steuerungseinheiten 130, können insbesondere eine Prozessoreinheit (nicht dargestellt), z.B. mit einer oder mehreren CPUs, FPGAs, ASICS oder dergleichen, und einen Datenspeicher (nicht dargestellt), insbesondere einen nicht-flüchtigen Datenspeicher wie einen HDD-Speicher oder einen SSD-Speicher aufweisen. Beispielsweise kann in dem Datenspeicher Software gespeichert sein, welche durch die jeweilige Prozessoreinheit ausführbar ist, um Ausgabesignale zu erzeugen. Die erste und die zweite Steuerungseinheit 131, 132 sind signalverbunden, z.B. durch einen Datenbus 133 wie einen CAN-Bus. Ferner ist der Betätigungssensor 30 mit der ersten und/oder der zweiten Steuerungseinheit 131, 132 verbunden, z.B. über den Datenbus 133 oder eine andere drahtloste oder drahtgebundene Verbindung. Die erste Druckerzeugungseinrichtung 10 ist ferner mit der zweiten Druckerzeugungseinrichtung 20 und gegebenenfalls mit den Ein- und Auslassventilen 23, 24 signalverbunden. Diese Signalverbindung kann beispielsweise ebenfalls über den Datenbus 133 oder eine andere drahtgebundene oder drahtlose Verbindung realisiert werden. Die zweite Steuerungseinheit 132 ist mit der ersten Druckerzeugungseinrichtung 10 sowie mit den ersten und zweiten Trennventilen 13A, 13B signalverbunden, z.B. über den Datenbus 133 oder eine andere drahtgebundene oder drahtlose Verbindung. Das Steuerungssystem 130 ist somit mit dem Betätigungssensor 30, der ersten Druckerzeugungseinrichtung 10 und der Bremsdruckregelanlage 120 signalverbunden. Optional kann das Steuerungssystem 130 ferner mit einer elektrischen Maschine 150 signalverbunden sein, z.B. über den Datenbus 133 oder eine andere drahtgebundene oder drahtlose Verbindung. Die elektrische Maschine 150 ist an ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs kinematisch gekoppelt und kann sowohl als Motor als auch als Generator betrieben werden. Beispielsweise kann die erste und/oder die zweite Steuereinheit 131, 132 eine Schnittstelle zur Verbindung mit der elektrischen Maschine 150 aufweisen.
In Fig. 2 ist schematisch der Ablauf eines Verfahrens M zum Bremsen eines Fahrzeugs dargestellt. Dieses Verfahren M kann insbesondere mithilfe des voranstehend erläuterten Bremssystems 100 durchgeführt werden. Insbesondere kann das Steuerungssystem 130 dazu eingerichtet sein, das Bremssystem 100 zur Ausführung dieses Verfahrens M zu veranlassen. Daher wird das Verfahren M nachfolgend unter Bezugnahme auf das in den Fign. 1A und 1B dargestellte Bremssystem 100 erläutert.
In einem ersten Schritt Ml des Verfahrens wird ein Bremswunschsignals, welches eine Zielverzögerung des Fahrzeugs repräsentiert. Beispielsweise kann das Bremswunschsignal basierend auf der Betätigung des Bremspedals 2 oder allgemein einer Bremsbetätigungseinrichtung erfasst werden, z.B. mithilfe des Stellwegsensors 30. In einem weiteren Schritt M21 wird mittels der ersten
Druckerzeugungseinrichtung 10 ein Bremsdruck in dem Radbremszylinder 1 basierend auf dem erfassten Bremswunschsignal erzeugt. Beispielsweise kann die zweite Steuerungseinheit 132 aus dem erfassten Bremswunschsignal den Bremsdruck ermitteln, welcher in dem Radbremszylinder zum Erzielen der gewünschten Verzögerung eingestellt werden muss, und ein entsprechendes Betätigungssignal an die erste Druckerzeugungseinrichtung 10 ausgeben, um diese zum Einstellen des Bremsdrucks zu veranlassen. Alternativ oder zusätzlich zu Schritt M21 erfolgt in einem Schritt M22 ein Erzeugen eines Bremsmoments mittels der kinematisch an ein Rad des Fahrzeugs gekoppelten elektrischen Maschine 150 basierend auf dem Bremswunschsignal. Insbesondere kann im Fall eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs die elektrische Maschine 150, welche das Rad antreibt, als Generator betrieben werden, um das Fahrzeug zu bremsen. Es ist anzumerken, dass die Bremskrafterzeugungsanordnung 110 und die Bremsdruckregelanlage 120 auch dann vorgehalten werden, wenn eine rein regenerative Bremsung ausschließlich mithilfe der elektrischen Maschine 150 durchgeführt wird, z.B. für den Fall, dass das von der elektrischen Maschine 150 erzeugte Bremsmoment nicht ausreicht, um die gewünschte Verzögerung des Fahrzeugs zu erzielen.
In Schritt M3 erfolgt ein Detektieren M3 eines Fehlerzustands der ersten Druckerzeugungseinrichtung 10. Beispielsweise kann in einem Schritt M30 der Funktionszustand der ersten Druckerzeugungseinrichtung 10 ermittelt werden. In einem weiteren Schritt M31 kann ermittelt werden, ob der Funktionszustand einem Fehlerzustand entspricht. Ein Fehlerzustand der ersten Druckerzeugungseinrichtung 10 kann dann vorliegen, wenn diese nicht mehr in der Lage ist, den gewünschten Bremsdruck einzustellen. Dies kann z.B. der Fall sein, wenn die Druckerzeugungseinrichtung 10 an sich defekt ist, z.B. weil der Elektromotor 11 beschädigt ist, oder wenn die Druckerzeugungseinrichtung 10 kein Betätigungssignal mehr von der zweiten Steuerungseinheit 132 erhält. Der letztgenannte Fall kann z.B. eintreten, wenn die Erfassung des Bremswunschsignals nicht mehr funktioniert, beispielsweise aufgrund eines Defekts des Sensors 30, oder wenn die Ermittlung des Bremsdrucks mithilfe der zweiten Steuerungseinheit 132 nicht mehr funktioniert. Das Detektieren des Fehlerzustands kann z.B. mithilfe der ersten Steuerungseinheit 131 durch Auswertung eines Steuersignals, welches an die erste Steuerungseinheit 131 gesendet wird. Beispielsweise kann die zweite Steuerungseinheit 132 das erste Steuersignal an die erste Steuerungseinheit 131 senden. Das erste Steuersignal kann z.B. den von der zweiten Steuerungseinheit 132 ermittelten Bremsdruck, das Bremswunschsignal und/oder ein Statussignal enthalten, welches den Funktionszustand repräsentiert. Die erste Steuerungseinheit 131 kann somit beispielsweise anhand des im Steuersignal enthaltenen Funktionszustands einen Fehlerzustand der ersten Druckerzeugungseinrichtung 10 detektieren, anhand eines Ausbleibens des Steuersignals von der zweiten Steuerungseinheit 132 oder anhand charakteristischer Kenngrößen im Steuersignal wie z.B. einem Gradienten.
Wenn in Schritt M31 bestimmt wird, dass kein Fehlerzustand vorliegt, wie in Fig.
2 durch das Symbol gekennzeichnet, kann das Verfahren beispielsweise zu Schritt M30 zurückkehren. Wenn in Schritt M31 bestimmt wird, dass ein Fehlerzustand vorliegt, wie in Fig. 2 durch das Symbol „+“ gekennzeichnet, geht das Verfahren zu den Schritten M4 und optional M40 über. Im optionalen Schritt M40 werden die ersten Trennventile 13A geöffnet, z.B. durch die zweite Steuerungseinheit 132, und die zweiten Trennventile 13B werden weiter optional geschlossen, z.B. durch die zweite Steuerungseinheit 132. Somit wenn ein Fehlerzustand der ersten Druckerzeugungseinrichtung detektiert wird, der Hauptbremszylinder 12 hydraulisch an den Radbremszylinder 1 gekoppelt und die erste Druckerzeugungseinrichtung 10 wird von dem Radbremszylinder 1 hydraulisch getrennt.
In Schritt M4 wird ein Ersatzbremswunschsignal basierend auf einer zu einem vorbestimmten Zeitpunkt vor der Detektion des Fehlerzustands bekannten Zielverzögerung ermittelt. Dies kann z.B. mithilfe der ersten Steuerungseinheit 131 erfolgen. Beispielsweise kann diese einen Stellwegs des Bremspedals 2 zu dem vorbestimmten Zeitpunkt vor der Detektion des Fehlerzustands ermitteln. Dies kann z.B. dadurch erfolgen, dass die erste Steuerungseinheit 131 das Signal des Betätigungssensors 30 erhält, z.B. direkt vom Betätigungssensor 30 oder von der zweiten Steuerungseinheit 132, und die Werte für einen temporär für einen gewissen Zeitraum speichert. Beispielsweise können immer die Werte für die vom aktuellen Zeitpunkt zurückliegenden 500 ms gespeichert werden. Ein letzter gültiger Wert kann dann herangezogen werden um aus dem Stellweg den Bremsdruck zu ermitteln, der im Radbremszylinder 1 eingestellt werden soll. Alternativ oder zusätzlich kann das Ermitteln des Ersatzbremswunschsignals ein Ermitteln eines Bremsdrucks im Radbremszylinder 1 zu dem vorbestimmten Zeitpunkt vor der Detektion des Fehlerzustands umfassen. Beispielsweise kann die erste Steuerungseinheit 131 mit einem Drucksensor 31 verbunden sein, welcher einen Druck in dem die erste Druckerzeugungseinrichtung 10 mit dem Radbremszylinder 1 verbindenden hydraulischen Pfad erfasst, insbesondere an einer Stelle vor dem Saugeingang der Pumpe 21 der zweiten Druckerzeugungseinrichtung 20, wie dies in Fig. 1B beispielhaft gezeigt ist. Auch in diesem Fall kann die erste Steuerungseinheit 131 die vom Drucksensor 31 aufgezeichneten die Werte für einen temporär für einen gewissen Zeitraum speichern, z.B. die Werte für die vom aktuellen Zeitpunkt zurückliegenden 500 ms. Ein letzter gültiger Wert kann dann als Solldruck herangezogen werden, der im Radbremszylinder 1 eingestellt werden soll. Beispielsweise kann der letzte gültige Wert en Wert sein, der um eine vorbestimmte Zeitspanne, z.B. 200 ms zurückliegt. Wenn zusätzlich zu dem Bremssystem 100 eine elektrische Maschine 150 als Generator betrieben wird, um das Fahrzeug zu bremsen, wie oben beschrieben, kann das Ersatzbremsmoment alternativ oder zusätzlich auch basierend auf dem von der elektrischen Maschine 150 erzeugten Bremsmoment ermittelt werden. Beispielsweise kann die erste Steuerungseinheit 131 mit einer Leistungselektronik der elektrischen Maschine 150 verbunden sein und von dieser das Bremsmoment erhalten, das mittels der elektrischen Maschine 150 erzeugt wird. Aus diesem Bremsmoment kann dann auf den letzten gültigen Bremswunsch zurückgerechnet und daraus der erforderliche hydraulische Bremsdruck ermittelt werden. Wenn das Bremsmoment in Schritt M22 ausschließlich durch die elektrische Maschine 150 erzeugt wurde, wird das Ersatzbremsmoment basierend auf dem von der elektrischen Maschine 150 erzeugten Bremsmoment und ermittelt. Optional kann das Ermitteln des Ersatzbremswunschsignals in diesem Fall zusätzlich ein Ermitteln eines Bremsdrucks im Radbremszylinder 1 zu dem vorbestimmten Zeitpunkt vor der Detektion des Fehlerzustands umfassen, z.B. mithilfe des Drucksensors 31, wie voranstehend beschrieben. Allgemein kann das Ersatzbremswunschsignal als konstanter Wert ermittelt werden, welcher dem letzten gültien Bremswunschsignal entspricht.
In Schritt M5 wird dann mithilfe der zweiten Druckerzeugungseinrichtung 20 der Bremsdruckregelanlage 120 ein Ersatzbremsdruck in dem Radbremszylinder 1 basierend auf dem ermittelten Ersatzbremswunschsignal erzeugt. Hierzu gibt die erste Steuerungseinheit 131 ein Betätigungssignal an die zweite Druckerzeugungseinrichtung 20 aus, um diese zur Einstellung des ermittelten Ersatzbremsdrucks zu veranlassen. Ferner öffnet die erste Steuerungseinheit 131 das Einlassventil 23 und schließt das Auslassventil 24 des jeweiligen Radbremszylinders 1. Beispielsweise kann das Erzeugen M5 des Ersatzbremsdrucks ein Erzeugen eines linearen, eines stufenweisen, und/oder eines progressiven oder eines degressiven Druckanstiegs im Radbremszylinder 1 umfassen. Gegebenenfalls kann in Schritt M5 die Erzeugung eines Bremsmoments mithilfe der elektrischen Maschine 150 gestoppt werden.
Optional kann in Schritt M5 die Erzeugung des Ersatzbremswunschsignals für einen vorbestimmten ersten Zeitraum basierend auf dem ermittelten Ersatbremswunschsignal erfolgen. Während des ersten Zeitraums kann das Ersatzbremswunschsignal insbesondere konstant sein. Anschließend an den ersten Zeitraum kann das Ersatzbremswunschsignal innerhalb eines Übergangszeitraums auf Null reduziert wird, z.B. linear. Während des Übergangszeitraums wird der Ersatzbremsdruck basierend auf einer Summe des Ersatzbremswunschsignals und des erfassten Bremswunschsignals mittels der Bremsdruckregelanlage erzeugt.
Ein Vorteil des beschriebenen Verfahrens M liegt darin, dass, sobald ein Ausfall der ersten Druckerzeugungseinrichtung erkannt wird, ein Ersatzbremswunsch anhand von Eingangsgrößen ermittelt wird, die vor dem Ausfall der ersten Druckerzeugungseinrichtung ermittelt wurden. Somit muss nicht darauf gewartet werden, bis der Fahrer das Bremspedal nochmals betätigt, um einen neuen gültigen Eingangswert zu erzeugen, was z.B. dann nötig sein kann, wenn es infolge des Öffnens der ersten Trennventile 13A zu einem Abfall des Bremsdrucks im Radbremszylinder 1 kommt. Anhand des Ersatzbremswunsches kann mittels des Steuerungssystems 130 sehr schnell ein Soll-Bremsdruck, welcher zumindest näherungsweise dem letzten gültigen Soll-Bremsdruck entspricht, ermittelt und sofort durch die Bremsdruckregelanlage eingestellt werden.
In den Fign. 3 und 4 werden diese und weitere Vorteile des beschriebenen Verfahrens M deutlich. Fig. 3 zeigt vier Diagramme (A), (B), (C), (D), in denen die Abszisse jeweils die für alle Diagramme (A)-(D) gültige Zeitachse ist. Auf der Ordinate des Diagramms (A) ist der aktuelle Bremsdruck im Radbremszylinder 1 aufgetragen. Auf der Ordinate des Diagramms (B) ist das aktuelle Bremswunschsignal bzw. das aktuelle Ersatzbremswunschsignal aufgetragen. Auf der Ordinate des Diagramms (C) ist der Stellweg des Bremspedals 2 aufgetragen. Auf der Ordinate des Diagramms (D) ist eine aufgetragen. Aus den in Fig. 3 dargestellten Diagrammen (A)-(D) ist der Ablauf einer Bremsung dargestellt, die mit dem oben beschriebenen Bremssystem 100 nach dem beschriebenen Verfahren M vorgenommen wird, wobei die Verzögerung des Fahrzeugs ganz oder zumindest teilweise durch das Bremssystem 100 t wird.
Zu dem in Fig. 3 eingezeichneten Zeitpunkt tO findet eine Erzeugung des Bremsdrucks mittels der ersten Druckerzeugungseinrichtung 10 in der oben beschriebenen Weise statt. Das heißt, es werden die Schritte Ml, M21 und M3 ausgeführt. Wie in Diagramm (C) von Fig. 3 erkennbar, wird das Pedal 2 um einen konstanten Stellweg verschoben gehalten. Dementsprechend sind der in Diagramm (B) von Fig. 3 gezeigte Bremswunsch sowie die in Diagramm (D) von Fig. 3 gezeigte Gegenkraft am Pedal 2 konstant. Entsprechend erzeugt die erste Druckerzeugungseinrichtung 10 einen konstanten Bremsdruck im Radbremszylinder 1, wie in Diagramm (A) von Fig. 3 dargestellt.
Zum Zeitpunkt tl wird bei der Ausführung des Schritts M3 ein Fehlerzustand der ersten Druckerzeugungseinrichtung 10 detektiert. Es werden daher die ersten Trennventile 13A geöffnet und die zweiten Trennventile 13B werden vorzugsweise geschlossen, wie oben beschrieben. In Diagramm (A) von Fig. 3 ist in voller Linie der weitere Verlauf des Bremsdrucks dargestellt, der durch die Ausführung des Verfahrens M mittels der Bremsdruckregelanlage 120 erzeugt wird. Die in Diagramm (A) von Fig. 3 gezeigte gestrichelte Linie zeigt den Bremsdruck, den die Bremsdruckregelanlage 120 erzeugen würde, wenn diese ausschließlich aufgrund des Bremswunschsignals und nicht basierend auf dem Ersatzbremswunschsignal betätigt würde. Wie in Diagramm (A) von Fig. 3 erkennbar, bricht der Bremsdruck zum Zeitpunkt tl abrupt ein, da infolge des Öffnens der ersten Trennventile 13A Bremsfluid mit hohem Druck in den Hauptbremszylinder 12 strömt. Dementsprechend wird das Pedal 2 zurückgedrängt (Diagramm (C) von Fig. 3) und die Gegenkraft am Pedal 2 nimmt zu (Diagramm (D) von Fig. 3). Aufgrund der Änderung des Pedalstellwegs 2 geht auch der Bremswunsch zurück, wie dies in Fig. 3 in Diagramm (B) erkennbar ist. Es kann optional auch vorgesehen sein, dass bei Detektion eines Fehlerzustands in der Bremskrafterzeugungsanordnung 110 bzw. in der ersten Druckerzeugungseinrichtung 10 das Bremswunschsignal zunächst basierend auf dem durch den Drucksensor 31 erfassten Druck erzeugt wird, z.B. weil der Betätigungssensor 30 ausgefallen ist. Auch in diesem Fall würde der Bremswunsch zum Zeitpunkt tl reduziert, da sich durch das Öffnen der ersten Trennventile 13A der Bremsdruck verringert. In Diagramm (B) zeigt die gestrichelte Linie den Bremswunsch, der sich ausschließlich aus der Betätigung des Bremspedals 2 ergeben würde, was dem Bremswunschsignal entspricht. Die Strichpunktlinie in Diagramm (B) von Fig. 3 zeigt das Ersatzbremswunschsignal, das in Schritt M4 des oben erläuterten Verfahrens M erzeugt wird.
Wie in Fig. 3 an der Strichpunktlinie in Diagramm (B) erkennbar ist, wird ab dem Zeitpunkt t2, das Ersatzbremswunschsignal erzeugt (Schritt M4 des Verfahrens M). Die Verzögerung zum Zeitpunkt tl ergibt sich z.B. aufgrund der Auswertungs- bzw. Rechenzeit, welche das Steuerungssystem 130, insbesondere die erste Steuerungseinheit 131 benötigt, um das Ersatzbremswunschsignal zu ermitteln. Wie in Diagramm (B) von Fig. 3 erkennbar ist, wird das Ersatzbremswunschsignal derart erzeugt, dass es dem letzten gültigen Bremswunschsignal vor dem Zeitpunkt tl entspricht. Aufgrund des Ersatzbremswunschsignals beginnt die zweite Druckerzeugungseinrichtung 20 der Bremsdruckregelanlage 120, den Bremsdruck im Radbremszylinder 1 wiederaufzubauen, wobei zum Zeitpunkt t4 der Bremsdruck, der vor dem Ausfall der ersten Druckerzeugungseinrichtung im Radbremszylinder 1 vorlag, wieder erreicht wird, wie dies an dem Verlauf der vollen Linie in Diagramm (A) von Fig. 3 erkennbar ist. Die Zeitspanne t24 zwischen den Zeitpunkten t2 und t4 kann somit als Reaktionszeit der Bremsdruckregelanlage 120 bezeichnet werden. Wie an der gestrichelten Linie in Diagramm (A) von Fig. 3 erkennbar ist, würde ohne das beschriebene Verfahren M der Druck weiter absinken, bis zum Zeitpunkt t3 ein Gleichgewicht zwischen der Gegenkraft am Bremspedal 2 und dem Bremsdruck vorliegt. Danach benötigt der Fahrer eine gewisse Reaktionszeit, um das Pedal 2 wieder weiter durchzudrücken, was ab dem Zeitpunkt t5 wieder erfolgt, wie dies in den Diagrammen (C) und (D) von Fig. 3 erkennbar ist. Die Zeitspanne t25 zwischen dem Zeitpunkt t2 und t5 kann somit als Reaktionszeit des Fahrers angesehen werden.
In den Diagrammen (A)-(C) zeigt die gestrichelte Linie jeweils den Verlauf, der sich ohne das oben beschriebene Verfahren M ergeben würde, wenn ausschließlich die Betätigung des Pedals 2 zur Erzeugung des Bremswunschsignals herangezogen wird. Wie am Verlauf der gestrichelten Linien in den Diagrammen (C) und (D) von Fig. 3 erkennbar, wird ab dem Zeitpunkt t5 der Stellweg des Pedals 2 aufgrund der Erhöhung der Pedalkraft wieder vergrößert. Dementsprechend wird das Bremswunschsignal ermittelt und der Bremswunsch steigt wieder an, wie an der gestrichelten Linie in Diagramm (B) von Fig. 3 erkennbar ist, wodurch die Bremsdruckregelanlage 120 dazu veranlasst wird, den Bremsdruck entsprechend einzustellen, wobei zum Zeitpunkt t6 der Bremsdruck erreicht wird, der vor dem Ausfall der ersten Druckerzeugungseinrichtung 10 vorlag (gestrichelte Linie in Diagramm (A) von Fig. 3). Die Zeitspanne t46 stellt somit die Verkürzung der Zeit dar, die sich durch das oben beschriebene Verfahren M erreichen lässt, um den vor Ausfall der ersten Druckerzeugungseinrichtung 10 vorliegenden Bremsdruck wiederherzustellen.
Wie in den Diagrammen (B)-(D) von Fig. 3 beispielhaft gezeigt ist, kann bei der Ausführung des Verfahrens M ab dem Zeitpunkt t5 ein Übergangablauf durchgeführt werden. Wie bereits erläutert, kann während der Ausführung des Schritts M5 das tatsächliche Bremswunschsignal, das aufgrund der Betätigung des Bremspedals 2 ermittelt wird, ignoriert und ausschließlich das ermittelte Ersatzbremswunschsignal zur Erzeugung des Bremsdrucks im Radbremszylinder 1 herangezogen werden, zumindest für einen vorbestimmten Zeitraum, welcher in Fig. 3 der Zeitspanne t25 entspricht. In Diagramm (B) von Fig. 3 zeigt die Doppelstrichpunktlinie einen Bremswunsch, der im beschriebenen Verfahren M nach Ausfall der ersten Druckerzeugungseinrichtung 10 durch die Betätigung des Bremspedals 2 erzeugt wird, wobei der entsprechende Stellweg des Pedals 2 und die zugehörige Pedalkraft in den Diagrammen (C) und (D) von Fig. 3 als volle Line dargestellt sind. Die Strichpunktlinie in Diagramm (B) von Fig. 3 zeigt das Ersatzbremswunschsignal. Die volle Linie in Diagramm (B) von Fig. 3 zeigt die Summe aus dem Ersatzbremswunschsignal und dem durch Betätigung des Bremspedals 2 erzeugten Bremswunschsignal. Wie in den Diagrammen (B)-(D) von Fig. 3 erkennbar ist, kann ab dem Zeitpunkt t5 das Ersatzbremswunschsignal innerhalb eines vorbestimmten Übergangszeitraums t57 bis zum Zeitpunkt auf Null reduziert werden, z.B. durch eine lineare Reduzierung des Ersatzbremswunschsignals, wie in Fig. 3 beispielhaft gezeigt. Um die Summe des durch Betätigung des Bremspedals 2 erzeugten Bremswunschsignals und des Ersatzbremswunschsignals konstant zu halten, muss der Fahrer die Reduzierung des Ersatzbremswunschsignals durch Betätigen des Pedals 2 ausgleichen. In Fig. 3 ist dies beispielhaft gezeigt, wobei zum Zeitpunkt t7 der Ersatzbremswunsch auf Null reduziert ist und das Bremswunschisgnal wird wieder ausschließlich durch Betätigen des Pedals 2 bereitgestellt. Wie oben beschrieben wird innerhalb des Übergangszeitraums t57 der Ersatzbremsdrucks somit basierend auf einer Summe des Bremswunschsignals und des Ersatzbremswunschsignals erzeugt. Ein Vorteil dieser Verfahrensweise ist, dass das Pedal 2 durch den Fahrer weniger schnell bzw. fest betätigt werden muss, um die Verzögerung des Fahrzeugs aufrecht zu erhalten.
Aus den in Fig. 4 dargestellten Diagrammen (A)-(D) ist der Ablauf einer Bremsung dargestellt, die mit dem oben beschriebenen Bremssystem 100 nach dem beschriebenen Verfahren M vorgenommen wird, wenn das Bremsmoment zunächst ausschließlich durch den generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine 150 erzielt wird (Schritt M22 des Verfahrens M wird ausgeführt).
Zu dem in Fig. 4 eingezeichneten Zeitpunkt tO findet keine Erzeugung des Bremsdrucks mittels der ersten Druckerzeugungseinrichtung 10 statt, da die elektrische Maschine das gewünschte Bremsmoment alleine erzeugt. Das heißt, es werden die Schritte Ml, M22 und M3 des Verfahrens M aus Fig. 2ausgeführt. Wie in Diagramm (C) von Fig. 4 erkennbar, wird das Pedal 2 um einen konstanten Stellweg verschoben gehalten. Dementsprechend sind der in Diagramm (B) von Fig. 4 gezeigte Bremswunsch sowie die in Diagramm (D) von Fig. 4 gezeigte Gegenkraft am Pedal 2 konstant.
Zum Zeitpunkt tl wird bei der Ausführung des Schritts M3 ein Fehlerzustand der ersten Druckerzeugungseinrichtung 10 detektiert. Im vorliegenden Fall kann dies z.B. ein Ausfall des Betätigungssensors 30 sein. Es werden daher die ersten Trennventile 13A geöffnet und die zweiten Trennventile 13B werden vorzugsweise geschlossen, wie oben beschrieben. Durch das Öffnen der ersten Trennventile 13A wird aufgrund der Betätigung des Pedals 2 durch den Fahrer das Pedal 2 weiter verschoben (Diagramm (C) von Fig. 4), wobei die Pedalkraft aufgrund der nun fehlenden Rückstellkraft des Simulators 14 sinkt (Diagramm (D) von Fig. 4). In Diagramm (A) von Fig. 4 ist in voller Linie der weitere Verlauf des Bremsdrucks dargestellt, der durch die Ausführung des Verfahrens M mittels der Bremsdruckregelanlage 120 erzeugt wird. Die in Diagramm (A) von Fig. 4 gezeigte gestrichelte Linie zeigt den Bremsdruck, den die Bremsdruckregelanlage 120 erzeugen würde, wenn diese ausschließlich aufgrund des Bremswunschsignals und nicht basierend dem Ersatzbremswunschsignal betätigt würde. Wie in Diagramm (A) von Fig. 4 erkennbar, steigt der Bremsdruck zum Zeitpunkt tl leicht an, da infolge des Öffnens der ersten Trennventile 13A und der Betätigung des Pedals 2 Bremsfluid aus dem Hauptbremszylinder 12 strömt. Da im vorliegenden Beispiel der Betätigungssensor 30 ausfällt, bricht zum Zeitpunkt tl der Bremswunsch ein. Es kann optional auch vorgesehen sein, dass bei Detektion eines Fehlerzustands in der Bremskrafterzeugungsanordnung 110 bzw. in der ersten Druckerzeugungseinrichtung 10 das Bremswunschsignal zunächst basierend auf dem durch den Drucksensor 31 erfassten Druck erzeugt wird. Auch in diesem Fall wäre der Bremswunsch zum Zeitpunkt tl sehr klein sein, da durch das Öffnen der ersten Trennventile 13A lediglich ein Druckausgleich stattfindet.
Wie in Fig. 4 an der Strichpunktlinie in Diagramm (B) erkennbar ist, wird ab dem Zeitpunkt t2, das Ersatzbremswunschsignal erzeugt (Schritt M4 des Verfahrens M). Die Verzögerung zum Zeitpunkt tl ergibt sich z.B. aufgrund der Auswertungs- bzw. Rechenzeit, welche das Steuerungssystem 130, insbesondere die erste Steuerungseinheit 131 benötigt, um das Ersatzbremswunschsignal zu ermitteln. Wie in Diagramm (B) von Fig. 4 erkennbar ist, wird das Ersatzbremswunschsignal derart erzeugt, dass es dem letzten gültigen Bremswunschsignal vor dem Zeitpunkt tl entspricht. Aufgrund des Ersatzbremswunschsignals beginnt die zweite Druckerzeugungseinrichtung 20 der Bremsdruckregelanlage 120, den Bremsdruck im Radbremszylinder 1 aufzubauen, wobei zum Zeitpunkt t4 der Bremsdruck erreicht wird, der dem Bremsmoment entspricht, das durch den Bremswunsch repräsentiert wird, wie dies an dem Verlauf der vollen Linie in Diagramm (A) von Fig. 4 erkennbar ist. Beispielsweise kann dieses Bremsmoment dem zuvor durch die elektrische Maschine 150 erzeugten Bremsmoment entsprechen, wobei der generatorische Betrieb der elektrischen Maschine 150 gestoppt wird. Die Zeitspanne t24 zwischen den Zeitpunkten t2 und t4 kann somit als Reaktionszeit der Bremsdruckregelanlage 120 bezeichnet werden. Wie an der gestrichelten Linie in Diagramm (A) von Fig. 4 erkennbar ist, würde ohne das beschriebene Verfahren M der Druck zunächst konstant bleiben, bis der Fahrer reagiert und das Pedal 2 weiter nachdrückt, was ab dem Zeitpunkt t5 wieder erfolgt, wie dies in den Diagrammen (C) und (D) von Fig. 4 erkennbar ist. Die Zeitspanne t25 zwischen dem Zeitpunkt t2 und t5 kann somit als Reaktionszeit des Fahrers angesehen werden.
In den Diagrammen (A)-(C) zeigt die gestrichelte Linie jeweils den Verlauf, der sich ohne das Verfahren M ergeben würde, wenn ausschließlich die Betätigung des Pedals 2 zur Erzeugung des Bremswunschsignals herangezogen wird bzw. der daraus resultierende vom Drucksensor 31 erfasste Druck. Wie am Verlauf der gestrichelten Linien in den Diagrammen (C) und (D) von Fig. 4 erkennbar, wird ab dem Zeitpunkt t5 der Stellweg des Pedals 2 aufgrund der Erhöhung der Pedalkraft wieder vergrößert. Dementsprechend wird Bremsvolumen in den Radbremszylinder 1 verschoben, der vom Drucksensor 31 erfasste Druck steigt und der vom Fahrer erzeugte tatsächliche Bremswunsch steigt wieder an, wie an der gestrichelten Linie in Diagramm (B) von Fig. 4 erkennbar ist, wodurch die Bremsdruckregelanlage 120 dazu veranlasst wird, den Bremsdruck entsprechend einzustellen, wobei zum Zeitpunkt t6 der Bremsdruck erreicht wird, der vor dem Ausfall der ersten Druckerzeugungseinrichtung 10 vorlag (gestrichelte Linie in Diagramm (A) von Fig. 3). Die Zeitspanne t46 stellt somit die Verkürzung der Zeit dar, die sich durch das oben beschriebene Verfahren M erreichen lässt, um das vor Ausfall der ersten Druckerzeugungseinrichtung 10 vorliegende Bremsmoment wiederherzustellen.
Wie in den Diagrammen (B)-(D) von Fig. 4 beispielhaft gezeigt ist und oben bereits im Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert wurde, kann bei der Ausführung des Verfahrens M ab dem Zeitpunkt t5 ein Übergangablauf durchgeführt werden. Wie bereits erläutert, kann während der Ausführung des Schritts M5 das tatsächliche Bremswunschsignal, das aufgrund der Betätigung des Bremspedals 2 ermittelt wird, ignoriert und ausschließlich das ermittelte Ersatzbremswunschsignal zur Erzeugung des Bremsdrucks im Radbremszylinder 1 herangezogen werden, zumindest für einen vorbestimmten Zeitraum, welcher in Fig. 4 der Zeitspanne t25 entspricht. In Diagramm (B) von Fig. 4 zeigt die Doppelstrichpunktlinie einen Bremswunsch, der im beschriebenen Verfahren M nach Ausfall der ersten Druckerzeugungseinrichtung 10 durch die Betätigung des Bremspedals 2 erzeugt wird, wobei der entsprechende Stellweg des Pedals 2 und die zugehörige Pedalkraft in den Diagrammen (C) und (D) von Fig. 4 als volle Line dargestellt sind. Die Strichpunktlinie in Diagramm (B) von Fig. 4 zeigt das Ersatzbremswunschsignal. Die volle Linie in Diagramm (B) von Fig. 4 zeigt die Summe aus dem Ersatzbremswunschsignal und dem durch Betätigung des Bremspedals 2 erzeugten Bremswunschsignal. Wie in den Diagrammen (B)-(D) von Fig. 4 erkennbar ist, kann ab dem Zeitpunkt t5 das Ersatzbremswunschsignal bis zum Zeitpunkt t7 auf Null reduziert werden, z.B. linear wir in Fig. 4 gezeigt. Der Zeitraum zwischen t5 und t7 wird daher als Übergangszeitraum t57 bezeichnet. Um die Summe des durch Betätigung des Bremspedals 2 erzeugten Bremswunschsignals und des
Ersatzbremswunschsignals konstant zu halten, muss der Fahrer die Reduzierung des Ersatzbremswunschsignals durch Betätigen des Pedals 2 ausgleichen. In dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel ist zum Zeitpunkt t7 der Ersatzbremswunsch bei Null und das Bremswunschsignal wird wieder ausschließlich durch Betätigung des Pedals 2 erzeugt. Wie oben beschrieben wird innerhalb des Übergangszeitraums t57 der Ersatzbremsdrucks somit basierend auf einer Summe des Bremswunschsignals und des Ersatzbremswunschsignals erzeugt. Ein Vorteil dieser Verfahrensweise ist, dass das Pedal 2 durch den Fahrer weniger schnell bzw. fest betätigt werden muss, um die Verzögerung des Fahrzeugs aufrecht zu erhalten. Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Insbesondere sind auch Kombinationen der voranstehenden Ausführungsbeispiele denkbar.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren (M) zum Bremsen eines Fahrzeugs, umfassend:
Erfassen (Ml) eines Bremswunschsignals, welches eine Zielverzögerung des Fahrzeugs repräsentiert;
Erzeugen (M21) eines hydraulischen Bremsdrucks in einem Radbremszylinder (1) basierend auf dem erfassten Bremswunschsignal mittels einer ersten Druckerzeugungseinrichtung (10), welche hydraulisch mit dem Radbremszylinder (1) verbunden ist;
Detektieren (M3) eines Fehlerzustands der ersten Druckerzeugungseinrichtung (10);
Ermitteln (M4) eines Ersatzbremswunschsignals, wenn ein Fehlerzustand der ersten Druckerzeugungseinrichtung (10) detektiert wird, wobei das Ersatzbremswunschsignal basierend auf einer zu einem vorbestimmten Zeitpunkt vor der Detektion des Fehlerzustands bekannten Zielverzögerung ermittelt wird; und
Erzeugen (M5) eines Ersatzbremsdrucks in dem Radbremszylinder (1) basierend auf dem ermittelten Ersatzbremswunschsignal mittels einer Bremsdruckregelanlage (120), welche eine hydraulisch an den Radbremszylinder gekoppelte zweite Druckerzeugungseinrichtung (20) aufweist.
2. Verfahren (M) nach Anspruch 1, wobei das Erfassen (Ml) eines Bremswunschsignals ein Erfassen einer Betätigung einer Bremsbetätigungseinrichtung (2) umfasst, und/oder wobei das Ermitteln (M4) des Ersatzbremswunschsignals ein Ermitteln eines Stellwegs einer Bremsbetätigungseinrichtung (2) zu dem vorbestimmten Zeitpunkt vor der Detektion des Fehlerzustands umfasst.
3. Verfahren (M) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ermitteln (M4) des Ersatzbremswunschsignals ein Ermitteln eines Bremsdrucks im Radbremszylinder zu dem vorbestimmten Zeitpunkt vor der Detektion des Fehlerzustands umfasst.
4. Verfahren (M) nach einem der voranstehenden Ansprüche, zusätzlich aufweisend:
Erzeugen (M22) eines Bremsmoments mittels einer kinematisch an ein Rad des Fahrzeugs gekoppelten elektrischen Maschine (150) basierend auf dem Bremswunschsignal.
5. Verfahren (M) nach Anspruch 4, wobei das Ersatzbremsmoment basierend auf dem von der elektrischen Maschine (150) erzeugten Bremsmoment ermittelt wird.
6. Verfahren (M) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Bremsdruckregelanlage (120) eine erste Steuerungseinheit (131) aufweist, welche die zweite Druckerzeugungseinrichtung (20) betätigt, und wobei ein Fehlerzustand der ersten Druckerzeugungseinrichtung (10) anhand eines Steuersignals detektiert wird, welches an die erste Steuerungseinheit (131) der gesendet wird.
7. Verfahren (M) nach Anspruch 6, wobei die erste Druckerzeugungseinrichtung (10) durch eine zweite Steuerungseinheit (132) basierend auf dem Bremswunschsignal betätigt wird, wobei die zweite Steuerungseinheit (132) das erste Steuersignal erzeugt und an die erste Steuerungseinheit (131) sendet.
8. Verfahren (M) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Erzeugen (M5) des Ersatzbremsdrucks ein Erzeugen eines linearen, eines stufenweisen, und/oder eines progressiven oder eines degressiven Druckanstiegs im Radbremszylinder (1) umfasst.
9. Verfahren (M) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei durch das Betätigen der Bremsbetätigungseinrichtung (2) mittels eines Hauptbremszylinders (12) ein hydraulischer Rückstelldruck in einem Rückstellsimulator (14) erzeugt wird, und wobei, wenn ein Fehlerzustand der ersten Druckerzeugungseinrichtung detektiert wird, der Hauptbremszylinder (12) hydraulisch an den Radbremszylinder (1) gekoppelt wird, und die erste Druckerzeugungseinrichtung (10) vorzugsweise von dem Radbremszylinder (1) hydraulisch getrennt wird.
10. Verfahren (M) zum Bremsen eines Fahrzeugs, umfassend:
Erfassen (Ml) eines Bremswunschsignals, welches eine Zielverzögerung des Fahrzeugs repräsentiert;
Erzeugen (M22) eines Bremsmoments mittels einer kinematisch an ein Rad des Fahrzeugs gekoppelten elektrischen Maschine (150) basierend auf dem Bremswunschsignal,
Vorhalten einer hydraulisch mit einem Radbremszylinder (1) verbundenen ersten Druckerzeugungseinrichtung (10) zum Erzeugen eines Bremsdrucks in dem Radbremszylinder (1) basierend auf dem Bremswunschsignal;
Detektieren (M3) eines Fehlerzustands der ersten Druckerzeugungseinrichtung (10);
Ermitteln (M4) eines Ersatzbremswunschsignals, wenn ein Fehlerzustand der ersten Druckerzeugungseinrichtung (10) detektiert wird, wobei das Ersatzbremswunschsignal basierend auf einer zu einem vorbestimmten Zeitpunkt vor der Detektion des Fehlerzustands bekannten Zielverzögerung basierend auf dem von der elektrischen Maschine erzeugten Bremsmoment ermittelt wird; und
Erzeugen (M5) eines Ersatzbremsdrucks in dem Radbremszylinder (1) basierend auf dem ermittelten Ersatzbremswunschsignal mittels einer Bremsdruckregelanlage (120), welche eine hydraulisch an den Radbremszylinder gekoppelte zweite Druckerzeugungseinrichtung (20) aufweist.
11. Verfahren (M) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Ersatzbremsdruch für einen vorbestimmten ersten Zeitraum (t25) basierend auf dem ermittelten Ersatzbremswunschsignal erzeugt wird und das Ersatzbremswunschsignal anschließend innerhalb eines Übergangszeitraums (t57) auf Null reduziert wird, insbesondere linear, wobei während des Übergangszeitraums (t57) der Ersatzbremsdruck basierend auf einer Summe des Ersatzbremswunschsignals und des erfassten Bremswunschsignals mittels der Bremsdruckregelanlage (120) erzeugt wird.
12. Bremssystem (100) für ein Fahrzeug, aufweisend: einen Sensor (30) zur Erfassung eines Bremswunschs; einen Radbremszylinder (1) zur Erzeugung einer Reibkraft an einem Rad des Fahrzeugs; eine erste Druckerzeugungseinrichtung (10), welche hydraulisch an den Radbremszylinder (1) gekoppelt und dazu eingerichtet ist, einen hydraulischen Druck in dem Radbremszylinder (1) zu erzeugen; eine Bremsdruckregelanlage (120) mit einer zweiten Druckerzeugungseinrichtung (20), welche hydraulisch an den Radbremszylinder (1) gekoppelt und dazu eingerichtet ist, unabhängig von der ersten Druckerzeugungseinrichtung (10) einen hydraulischen Druck in dem Radbremszylinder (1) zu erzeugen; und ein Steuerungssystem (130), welches mit dem Betätigungssensor (30), der ersten Druckerzeugungseinrichtung (10) und der Bremsdruckregelanlage (120) signalverbunden und dazu eingerichtet ist, das Bremssystem (100) zur Ausführung eines Verfahrens (M) nach einem der voranstehenden Ansprüche zu veranlassen.
13. Bremssystem (100) nach Anspruch 12, wobei der Sensor zur Erfassung des Bremswunschsignals ein Betätigungssensor (30) ist, welcher dazu ausgebildet ist, eine Betätigung, insbesondere einen Stellweg, einer Bremsbetätigungseinrichtung (2) zu erfassen.
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