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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Drucksollwertes gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 13.
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In der Kraftfahrzeugtechnik finden „Brake-by-wire”-Bremsanlagen eine immer größere Verbreitung. Solche Bremsanlagen umfassen oftmals neben einem durch den Fahrzeugführer betätigbaren Hauptbremszylinder eine elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung, mittels welcher in der Betriebsart „Brake-by-wire” eine Betätigung der Radbremsen oder des Hauptbremszylinders stattfindet. Um dem Fahrzeugführer in der Betriebsart „Brake-by-wire” ein angenehmes Pedalgefühl zu vermitteln, umfassen die Bremsanlagen üblicherweise eine Bremspedalgefühl-Simulationseinrichtung, welche z. B. mit dem Hauptbremszylinder in Wirkverbindung steht. Zur Ansteuerung der Bremsanlage ist ein Sollwertgeber vorgesehen, welcher die elektrischen Signale von ein oder mehreren Sensoren zur Erfassung des Fahrerbremswunsches (Betätigungswunsches) auswertet, um einen Sollwert für die Ansteuerung der Druckbereitstellungseinrichtung zu bestimmen.
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Aus der
DE 195 15 842 A1 ist ein Sollwertgeber für eine hydraulische Bremsanlage bekannt. Hierbei werden die Ausgangssignale zweier nach unterschiedlichen Prinzipien arbeitender Sensoren, z. B. eines Wegsensors und eines Drucksensors, gewichtet und die sich ergebenden Teilsollwerte werden zur Bestimmung eines Drucksollwertes addiert. Es wird nicht darauf eingegangen, wie im Falle eines plötzlichen Ausfalls eines der Sensoren der Drucksollwert bestimmt werden soll.
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In der
DE 101 41 547 A1 wird ein Verfahren zur Betätigungswunscherkennung beschrieben, bei welchem eine, einen Betätigungswunsch charakterisierende Eingangsgröße erfasst und in eine, einen Sollwert charakterisierende Ausgangsgröße transformiert wird, und eine zweite Größe, welche physikalisch von der Eingangsgröße verschieden ist, erfasst wird, wobei je nach Bedarf oder Betriebszustand zur Charakterisierung des Betätigungswunsches von der Eingangsgröße auf die zweite Größe gewechselt wird oder umgekehrt. Dabei wird jedoch nicht genauer beschrieben, wie der Übergang von der einen Größe auf die andere Größe durchgeführt werden soll. Insbesondere wird nicht ausgeführt, wie der Übergang während einer durch eine Bremspedalbetätigung eingeleiteten Bremsung geschehen soll, so dass der Übergang für den Fahrer unmerklich geschieht.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bestimmung eines Drucksollwertes für eine Bremsanlage für Kraftfahrzeuge sowie eine Bremsanlage bereitzustellen, welches/welche auch im Falle eines plötzlichen Ausfalls einer der Messeinrichtungen zur Erfassung des Fahrerbremswunsches einen stetigen Drucksollwert liefert, welcher vor allem keine den Fahrer störenden Wertesprünge aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, eine Bremsanlage gemäß Anspruch 13 und eine Bremsanlage gemäß Anspruch 14 gelöst.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde bei der Bestimmung eines Drucksollwertes, welcher unter normalen Bedingungen durch Addition zumindest zweier Sollwertanteile bestimmt wird, wobei jeder Sollwertanteil anhand einer anderen, gemessenen Fahrerbremswunschgröße bestimmt wird, im Falle eines erkannten Fehlers einer der Messeinrichtungen für die Fahrerbremswunschgrößen den Drucksollwert anhand der Fahrerbremswunschgröße der anderen, funktionsfähigen Messeinrichtung und eines Zusatz-Sollwertes zu ermitteln. Dabei wird der Zusatz-Sollwert anhand einer ersten und einer zweiten Fahrerbremswunschgröße vor Auftreten des Fehlers der Messeinrichtung bestimmt. Der Drucksollwert wird demnach anhand des aktuellen Werts der Fahrerbremswunschgröße der funktionsfähigen Messeinrichtung und eines Zusatz-Sollwertes aus den Werten der ersten und der zweiten Fahrerbremswunschgröße vor Auftreten des Fehlers ermittelt.
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Unter „Funktionsfähigkeit einer Messeinrichtung” bzw. einer „funktionsfähigen Messeinrichtung” wird erfindungsgemäß verstanden, dass die Messeinrichtung oder eine ihr zugeordnete Auswerte- und/oder Plausibilisierungseinheit einen korrekten Messwert liefert. Eine Messeinrichtung ist in diesem Sinne nicht funktionsfähig bzw. hat einen Fehler, wenn sie oder die ihr zugeordnete Auswerte- und/oder Plausibilisierungseinheit entweder gar keinen Messwert oder einen fehlerhaften Messwert liefert. Die Messeinrichtung kann zur Erkennung eines fehlerhaften Messwerts redundant ausgeführt sein.
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Die Erfindung bietet den Vorteil, dass durch die Berücksichtigung eines entsprechend bestimmten Zusatz-Sollwertes der Übergang von einer Drucksollwertberechnungsart auf eine andere Drucksollwertberechnungsart, insbesondere von einer Berechnung des Drucksollwertes aus zwei Fahrerbremswunschgrößen auf eine Berechnung des Drucksollwertes aus einer Fahrerbremswunschgröße, unbemerkt für den Fahrer durchgeführt werden kann.
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Im Falle von drei oder mehr Fahrerbremswunschgrößen wird im Falle eines erkannten Fehlers einer der Messeinrichtungen der Drucksollwert bevorzugt anhand der Fahrerbremswunschgrößen der funktionsfähigen Messeinrichtungen und eines Zusatz-Sollwertes ermittelt, wobei der Zusatz-Sollwert anhand aller Fahrerbremswunschgrößen vor Auftreten des Fehlers der Messeinrichtung bestimmt wird.
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Bevorzugt wird der Drucksollwert nur dann anhand der Fahrerbremswunschgröße der funktionsfähigen Messeinrichtung und des Zusatz-Sollwertes ermittelt, wenn der Fehler der Messeinrichtung während einer durch eine Betätigung des Bremspedals eingeleiteten, andauernden Bremsung erkannt wird. Hierdurch werden störende Sprünge im Drucksollwert während einer (andauernden) Bremsung vermieden. Im Falle des Erkennens eines Fehlers der Messeinrichtung vor Einleitung einer Bremsung durch den Fahrer wird in der nachfolgenden Bremsung der Drucksollwert anhand der Fahrerbremswunschgröße der anderen, funktionsfähigen Messeinrichtung ohne Berücksichtigung eines Zusatz-Sollwerts bestimmt.
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Vorteilhafterweise wird das erfindungsgemäße Verfahren in einer Bremsanlage für Kraftfahrzeuge durchgeführt, die in einer sog. „Brake-by-wire”-Betriebsart sowohl vom Fahrzeugführer als auch unabhängig vom Fahrzeugführer ansteuerbar ist, vorzugsweise in der „Brake-by-wire”-Betriebsart betrieben wird und in mindestens einer Rückfallbetriebsart betrieben werden kann, in der nur der Betrieb durch den Fahrzeugführer möglich ist.
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Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden der erste Sollwertanteil anhand einer ersten vorgegebenen Funktion aus der ersten Fahrerbremswunschgröße und der zweite Sollwertanteil anhand einer zweiten vorgegebenen Funktion aus der zweiten Fahrerbremswunschgröße bestimmt. Ebenso ist es bevorzugt, dass im Falle eines erkannten Fehlers einer der Messeinrichtungen der Drucksollwert durch Addition eines dritten Sollwertanteils, welcher anhand einer dritten vorgegebenen Funktion aus der Fahrerbremswunschgröße der funktionsfähigen Messeinrichtung bestimmt wird, und des Zusatz-Sollwertes ermittelt wird.
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Im Falle eines erkannten Fehlers einer der Messeinrichtungen wird der Drucksollwert gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Addition des Zusatz-Sollwertes und des Sollwertanteils der Fahrerbremswunschgröße der funktionsfähigen Messeinrichtung, welcher im Falle keines Fehlers der Messeinrichtung bestimmt würde, ermittelt. Besonders bevorzugt ist also die dritte vorgegebene Funktion gleich der ersten oder der zweiten vorgegebenen Funktion, je nachdem ob die erste oder die zweite Messeinrichtung funktionsfähig ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden für die erste und zweite Fahrerbremswunschgröße vor Auftreten des Fehlers der Messeinrichtung die zuletzt gemessenen Messwerte der Messeinrichtungen vor dem Zeitpunkt des Erkennens des Fehlers herangezogen. Hierzu muss sichergestellt werden, dass der zuletzt gemessene Messwert jeder Messeinrichtung weiter zur Verfügung steht.
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Gemäß einer alternativen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden für die erste und die zweite Fahrerbremswunschgröße vor Auftreten des Fehlers der Messeinrichtung die Messwerte der Messeinrichtungen herangezogen, welche ein vorgegebenes Zeitintervall vor dem Zeitpunkt des Erkennens des Fehlers gemessen wurden. Hierzu müssen die um das vorgegebene Zeitintervall zurückliegenden Messwerte jeder Messeinrichtung temporär zwischengespeichert (gepuffert) werden.
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Bevorzugt werden die in einem vorgegebenen Zeitfenster zuletzt erfassten Messwerte der Messeinrichtungen gespeichert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Wert des Zusatz-Sollwerts konstant gehalten, solange die aktuelle Fahrerbremswunschgröße der funktionsfähigen Messeinrichtung gleich der oder größer als die Fahrerbremswunschgröße der funktionsfähigen Messeinrichtung vor Auftreten des Fehlers ist.
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Der Wert des Zusatz-Sollwerts wird bevorzugt verringert, wenn die aktuelle Fahrerbremswunschgröße der funktionsfähigen Messeinrichtung kleiner als die Fahrerbremswunschgröße der funktionsfähigen Messeinrichtung vor Auftreten des Fehlers ist. Hierdurch wird erreicht, dass der Zusatz-Sollwert bei Beendigung der Bremsung sehr klein oder Null ist, so dass für eine neu eingeleitete Bremsung kein oder ein sehr geringer Zusatz-Sollwert berücksichtigt wird. Für eine für den Fahrer kaum merkliche Verringerung des Zusatz-Sollwerts wird der Wert des Zusatz-Sollwerts besonders bevorzugt linear mit der aktuellen Fahrerbremswunschgröße der funktionsfähigen Messeinrichtung verringert. Der Wert des Zusatz-Sollwerts wird bevorzugt auf Null gesetzt, wenn die aktuelle Fahrerbremswunschgröße der funktionsfähigen Messeinrichtung kleiner oder gleich einem vorgegebenen Bremswunschschwellenwert wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Zusatz-Sollwert bei Beendigung der Bremsung Null ist, so dass für eine neu eingeleitete Bremsung kein Zusatz-Sollwert mehr berücksichtigt wird.
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Bevorzugt wird als eine der Fahrerbremswunschgrößen ein Druck einer Bremspedalgefühl-Simulationseinrichtung der Bremsanlage herangezogen. Dieser Druck entspricht dann direkt dem vom Fahrer eingesteuerten Druck.
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Es ist ebenso bevorzugt, dass als eine der Fahrerbremswunschgrößen eine einen Bremspedalweg repräsentierende Größe herangezogen wird. Vorteilhafterweise ist die Fahrerbremswunschgröße eine Bremspedalposition oder ein Bremspedalweg oder ein Bremspedaldrehwinkel oder ein Weg eines Kolbens. Die Fahrerbremswunschgröße wird dann durch einen Pedalwegsensor oder einen Kolbenwegsensor oder einen Drehwinkelsensor erfasst.
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Um z. B. eine Notbremsassistenzfunktion realisieren zu können, wird bevorzugt einer der Sollwertanteile zusätzlich in Abhängigkeit von einer Änderungsgeschwindigkeit der zugehörigen Fahrerbremswunschgröße bestimmt. Besonders bevorzugt wird der wegbasierte Sollwertanteil zusätzlich in Abhängigkeit von der Bremspedalbetätigungsgeschwindigkeit bestimmt.
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Die Erfindung betrifft auch eine Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, in welcher ein erfindungsgemäßes Verfahren durch geführt wird.
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Bevorzugt wird die elektronisch ansteuerbare Druckbereitstellungseinrichtung der Bremsanlage durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit zumindest einem Druckraum gebildet, wobei zumindest ein Kolben der Zylinder-Kolben-Anordnung durch einen elektromechanischen Aktuator betätigbar ist.
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Besonders bevorzugt umfasst der elektromechanische Aktuator einen Elektromotor und ein Rotations-Translations-Getriebe.
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Um eine hoch dynamische Radbremsdruckregelung zu ermöglichen, sind die Radbremsen der Bremsanlage bevorzugt mit dem Druckraum oder den Druckräumen der Druckbereitstellungseinrichtung hydraulisch verbunden oder verbindbar. Alternativ ist es bevorzugt, dass die Radbremsen mit dem Druckraum oder den Druckräumen eines Hauptbremszylinders hydraulisch verbunden oder verbindbar sind, wobei ein Hauptbremszylinderkolben mittels des Druckes der Druckbereitstellungseinrichtung betätigbar ist.
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand von Figuren.
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Es zeigen schematisch:
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1 eine beispielsgemäße Bremsanlage zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2 ein Flussdiagramm eines beispielsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung eines Drucksollwerts.
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In 1 ist eine beispielsgemäße Bremsanlage für Kraftfahrzeuge zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens stark schematisch dargestellt. Die Bremsanlage umfasst zumindest ein Bremspedal 45 und eine elektronisch ansteuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 28, mittels welcher ein Druck zur Betätigung der hydraulisch betätigbaren Radbremsen 11, 12, 13, 14 erzeugt werden kann. Die Betätigung des Bremspedals 45 bzw. der Fahrerbremswunsch wird, wie weiter unten genauer ausgeführt werden wird, erfasst und die elektronisch ansteuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 28 entsprechend elektronisch angesteuert. Beispielsgemäß wird die elektronisch ansteuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 28 durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit zwei hydraulischen Druckräumen 5 und 6 und einem Tauchkolben 3 sowie einem Schwimmkolben 4 gebildet. Mittels eines elektromechanischen Aktuators, z. B. eines Elektromotors 1, und eines geeigneten Getriebes 2 ist der Tauchkolben 3 betätigbar. Das Getriebe 2 kann eine rein mechanische Wirkverbindung sein, z. B. ein Rotations-Translations-Getriebe, oder auch zumindest teilweise durch eine hydraulische Wirkverbindung dargestellt werden.
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Die Radbremsen 11, 12, 13, 14 können mit dem Druckraum oder den Druckräumen 5, 6 der Zylinder-Kolben-Anordnung hydraulisch verbunden sein, wobei der Tauchkolben 3 durch den elektromechanischen Aktuator betätigt wird, wie in 1 dargestellt. Bremspedal 45 wirkt vorteilhafterweise mit einer Bremspedalgefühl-Simulationseinrichtung 44 zusammen, welcher dem Fahrer ein angenehmes Pedalgefühl vermittelt. Bremspedal 45 kann auf einen zusätzlichen Hauptbremszylinder wirken (nicht dargestellt in 1), der mit der Bremspedalgefühl-Simulationseinrichtung 44 verbunden ist und der in einer Rückfallbetriebsart der Bremsanlage, wenn z. B. der elektromechanische Aktuator nicht funktionsfähig ist, eine Betätigung der Radbremsen 11, 12, 13, 14 ermöglicht.
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Alternativ kann die Zylinder-Kolben-Anordnung den Hauptbremszylinder der Bremsanlage darstellen, welcher in einer Rückfallbetriebsart durch das Bremspedal und in der „Brake-by-wire”-Betriebsart mittels einer elektronisch ansteuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung mit Elektromotor hydraulisch über einen Betätigungsdruckraum betätigt wird. Derartige Bremsanlage sind z. B. in den unveröffentlichten Anmeldungen
DE 10 2009 054 985 A1 oder
DE 10 2010 040 097 A1 beschrieben.
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Den verschiedenen beschriebenen Fremdkraftbremsanlagen ist gemein, dass der Fahrer mittels der Betätigung des Bremspedals eine Druckanforderung (Fahrerwunsch bzw. Fahreranforderung) stellt, welche dann elektronisch mit Hilfe einer elektronisch ansteuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung in einen Druck zur Beaufschlagung der Radbremsen umgesetzt wird.
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Bei der Betätigung des Bremspedals 45 zur Anforderung des Bremsdruckes ist der Fahrer in der „Brake-by-wire”-Betriebsart nicht direkt mit den Radbremsen 11, 12, 13, 14 verbunden, sondern betätigt eine Bremspedalgefühl-Simulationseinrichtung 44, die eine geeignete Pedalcharakteristik aufweist, sodass dem Fahrer eine ausreichend genaue Dosierung des angeforderten Bremswunsches ermöglicht wird.
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Indem bei einer Bremsung der Kolben 3 der Druckbereitstellungseinrichtung 28 mittels des Elektromotors 1 um einen Weg s aus seiner Ruheposition 27 (nach links in 1) verschoben wird, wird ein bestimmtes Volumen von Bremsflüssigkeit aus dem Druckraum 5 über die Zuleitung 9 und die zunächst geöffneten Einlassventile 15, 17 in die Radbremskreise (z. B. zweier Vorderräder) verschoben. Das gleiche geschieht mit Hilfe des Schwimmkolbens 4, der über den Druck in Druckraum 5 ebenfalls nach links verschoben wird und damit Bremsflüssigkeit aus dem Druckraum 6 über die Leitung 10 und die ebenfalls zunächst geöffneten Einlassventile 19, 21 in die Radbremskreise (z. B. zweier Hinterräder) verschiebt. Damit wird in den Radbremsen 11, 12, 13 und 14 ein einheitlicher Bremsdruck (entsprechend dem aus der Bremsbetätigung bestimmten Drucksollwert) erzeugt.
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Weiterhin umfasst die beispielsgemäße Bremsanlage eine Messeinrichtung 40 in Form eines Weg-, Winkel- oder Positionssensors zur Erfassung einer Bremspedalbetätigung und eine Messeinrichtung in Form eines Drucksensors 41 zur Erfassung einer Kraft der Bremspedalbetätigung. Drucksensor 41 erfasst beispielsgemäß einen Druck in der Bremspedalgefühl-Simulationseinrichtung 44 der Bremsanlage. Die durch Messeinrichtung 41 erfasste Größe wird im Weiteren mit PDrv bezeichnet. Sensor 40 kann eine Bremspedalposition, einen Bremspedalweg oder einen Bremspedaldrehwinkel oder auch einen Weg eines Kolbens, z. B. eines Hauptbremszylinderkolbens eines mit dem Bremspedal 45 verbundenen Hauptbremszylinders, erfassen. Die durch Messeinrichtung 40 erfasste Größe wird im Weiteren mit XPed bezeichnet.
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Aus Gründen der Sicherheit und der schnellen Fehlererkennung wird/werden die Größe XPed und/oder die Größe PDrv vorteilhafterwiese redundant ermittelt. Dazu kann der entsprechende Sensor 40, 41 eigensicher ausgeführt sein oder es können entsprechend zwei redundante Sensoren vorhanden sein.
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Außerdem umfasst die Bremsanlage beispielsgemäß eine elektronische Steuer- und Regeleinheit 42, welcher die Signale der Sensoren 40, 41 zugeführt werden, in welcher ein Drucksollwert PBr,Cmd,Drv für die Druckbereitstellungseinrichtung 28 bestimmt wird, und welche der Ansteuerung 43 der Druckbereitstellungseinrichtung 28 dient.
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Weiterhin umfasst die beispielsgemäße Bremsanlage der 1 zur Bremsdruckmodulation je Radbremse 11, 12, 13, 14 ein Einlassventil 15, 17, 19, 21 und ein Auslassventil 16, 18, 20, 22, wobei die Auslassventile 16, 18, 20, 22 die Radbremse 11, 12, 13, 14 bei Bedarf, z. B. für einen Bremsdruckabbau, mit einem Druckmittelvorratsbehälter 24 verbinden können. Die Druckräume 5, 6 der Druckbereitstellungseinrichtung 28 sind zum Nachsaugen von Druckmittel aus dem Druckmittelvorratsbehälter 24 in die Druckräume 5, 6 über Verbindungsleitungen mit jeweils einem Rückschlagventil 25, 26 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 24 verbunden.
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Gemäß einem beispielhaften Verfahren zur Bestimmung eines Drucksollwertes PBr,Cmd,Drv für die elektronisch ansteuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 28 wird zur Erfassung der Bremspedalbetätigung des Fahrers die Pedalposition XPed mittels eines Wegsensors 40 sowie die vom Fahrer erzeugte Pedalkraft im Bremspedalgefühl-Simulationseinrichtung 44 mittels eines Drucksensors 41 erfasst, wobei aus Gründen der Sicherheit die Pedalposition XPed und ggf. auch der Druck PDrv redundant ermittelt werden. Somit stehen zwei physikalisch voneinander unabhängige Informationen für die, den Fahrerbremswunsch repräsentierende Fahrerbetätigung zur Sollwertgenerierung zur Verfügung.
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Aus den beiden erfassten, aktuellen Größen XPed, PDrv wird die Bremsdruckanforderung des Fahrers in Form eines Signals für den Solldruck PBr,Cmd,Drv der Druckbereitstellungseinrichtung 28 berechnet.
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Der Solldruck PBr,Cmd,Drv wird im Normalfall, d. h. wenn beide Sensoren 40, 41 funktionieren und korrekte Größen XPed und PDrv liefern, durch Addition eines ersten Sollwertanteils PCmd,X und eines zweiten Sollwertanteils PCmd,P bestimmt, wobei der erste Sollwertanteil PCmd,X aus der aktuell vorliegenden Pedal-/Kolbenweggröße XPed und der zweite Sollwertanteil PCmd,P aus der aktuell vorliegenden Druckgröße PDrv bestimmt wird. Jeder Sollwertanteil PCmd,X bzw. PCmd,P setzt sich z. B. aus dem Produkt eines Gewichtungsfaktors λX bzw. λP mit einem anhand einer vorgegebenen Bremsdruck-Sollwertfunktion fX bzw. fP berechneten Druckanteil zusammen. Beispielsgemäß wird die folgende Berechnungsvorschrift der Gleichung (1) herangezogen: PBr,Cmd,Drv = PCmd,X + PCmd,P = λX·fX(XPed, VPed) + λP·fP(PDrv) (1) wobei bedeutet:
- PCmd,X:
- wegbasierter Sollwertanteil,
- PCmd,P:
- druckbasierter Sollwertanteil,
- fX:
- Bremsdruck-Sollwertfunktion in Abhängigkeit von der Pedal-/Kolbenweggröße Pedalweg XPed und optional der Pedal-/Kolbengeschwindigkeit VPed,
- fP:
- Bremsdruck-Sollwertfunktion in Abhängigkeit vom Druck PDrv,
- λX:
- Gewichtungsfaktor bzw. Gewichtungsfunktion für Druckanteil fX, und
- λP:
- Gewichtungsfaktor bzw. Gewichtungsfunktion für Druckanteil fP.
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Der Drucksollwert PBr,Cmd,Drv wird also durch eine gewichtete Überlagerung eines auf der Pedal-/Kolbenweggröße XPed basierenden Druckanteils fX sowie eines auf der Druckgröße PDrv basierten Druckanteils fP ermittelt.
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Die Gewichtungsfaktoren nehmen jeweils z. B. Werte zwischen Null und Eins an. Das bedeutet, auch im Fall zweier funktionierender Messeinrichtungen 40, 41 kann bedingt durch einen entsprechenden Gewichtungsfaktor ein Sollwertanteil Null betragen, d. h. der Drucksollwert PBr,Cmd,Drv nur anhand einer der Größen XPed oder PDrv bestimmt werden.
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Die Gewichtungsfaktoren λX, λP können z. B. dazu genutzt werden, um eine von der Fahrzeuggeschwindigkeit VKfz abhängige Absenkung der Bremsdruckanforderung bei langsamer Fahrt vorzunehmen. Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist die verschieden starke Gewichtung der Druckanteile fX und fP in Abhängigkeit des Pedal-/Kolbenweges XPed. So kann beispielsweise erreicht werden, dass im Bereich kleiner Pedalwege (Pedalweg XPed kleiner als ein erster vorgegebener Schwellenwert) der Drucksollwert PBr,Cmd,Drv im Wesentlichen aufgrund des Pedalweges XPed ermittelt wird, während im Bereich großer Pedalwege (Pedalweg XPed größer als ein vorgegebener zweiter Schwellenwert) der Drucksollwert PBr,Cmd,Drv überwiegend druckbasiert (PDrv) ermittelt wird. Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist die verschieden starke Gewichtung der Druckanteile fX und fP in Abhängigkeit eines Reibwertes, z. B. des Reibwertes zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe. Hierzu ist dann zumindest ein Mittel vorzusehen, mittels welchem der Reibwert einer Radbremse 11, 12, 13 und 14 bestimmt werden kann.
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Durch entsprechende Vorgabe bzw. Definition und Parameterwahl bezüglich der vorgegebenen Bremsdruck-Sollwertfunktionen fX, fP und der vorgegebenen Gewichtungsfaktoren λX, λP ist eine spezifische Anpassung der Drucksollwert-Berechnung an die vorliegende Bremsanlage und die Wünsche bezüglich der Auslegung der Bremsanlage möglich.
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Solange die Sensoren 40, 41 für die Größen XPed und PDrv ordnungsgemäß arbeiten und keine Fehlfunktion oder unplausible Messwerte zeigen, gilt für die Ermittlung der Bremsdruckanforderung durch den Fahrer Gleichung (1).
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Liegt eine erkannte Fehlfunktion eines der beiden Sensoren 40, 41 vor, so wird das betroffene Signal XPed bzw. PDrv aus der Berechnung ausgegliedert und der Drucksollwert PBr,Cmd,Drv wird ausschließlich auf der Basis des verbleibenden, noch als gültig festgestellten Signals PDrv bzw. XPed ermittelt. Dabei wird von modernen Bremsanlagen gefordert, dass diese Neukonfiguration der Fahrerwunschberechnung für den Fahrer möglichst unbemerkt oder zumindest wenig störend vorgenommen wird, also dass keine sprungförmigen oder großen Änderungen des berechneten Drucksollwerts PBr,Cmd,Drv auftreten.
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Bei Ausfall des Wegsensors 40 wird die Ermittlung des Drucksollwerts anhand des erfassten Druckes PDrv vorgenommen. Der Drucksollwert PBr,Cmd,Drv ergibt sich dann aus einem druckbasierter Sollwertanteil PCmd,P (*) gemäß folgender Gleichung (2) (die entsprechenden Größen sind zur Unterscheidung von Gleichung (1) durch einen hochgestellten Index (*) gekennzeichnet): PBr,Cmd,Drv = PCmd,P (*) = λP (*)·fP (*)(PDrv) (2)
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Der druckbasierte Sollwertanteil PCmd,P (*) bzw. die Bremsdruck-Sollwertfunktion fP (*) und der Gewichtungsfaktor bzw. die Gewichtungsfunktion λP (*) können mit den entsprechenden Größen/Funktionen PCmd,P, fP und λP aus Gleichung (1) übereinstimmen oder spezielle, für diesen Fall anders vorgegebene Funktionen/Parameter sein.
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Analog wird bei Ausfall des Drucksensors 41 der Drucksollwert PBr,Cmd,Drv nur aus einem wegbasierten Sollwertanteil PCmd,X (*) gemäß folgender Gleichung (3) bestimmt PBr,Cmd,Drv = PCmd,X (*) = λX (*)·fX (*)(XPed, VPed) (3) wobei der wegbasierte Sollwertanteil PCmd,X (*) bzw. die Bremsdruck-Sollwertfunktion fX (*) und der Gewichtungsfaktor bzw. die Gewichtungsfunktion λX (*) wieder mit den entsprechenden Größen/Funktionen PCmd,P, fP und λP aus Gleichung (1) übereinstimmen oder spezielle, für diesen Fall anders vorgegebene Funktionen/Parameter sein können.
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Gegenstand der Erfindung ist nicht die Durchführung der Überwachung und Erkennung eines Sensorausfalls oder eines Fehlverhaltens eines Sensors. Derartige Verfahren sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt. Es wird hier davon ausgegangen, dass ein Sensorausfall oder fehlerhafte Messwerte eines Sensors durch entsprechende Maßnahmen erkannt werden kann.
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Ereignet sich der Sensorausfall bei unbetätigtem Bremspedal 45, so wird der Drucksollwert PBr,Cmd,Drv bei einer nachfolgenden Bremspedalbetätigung durch den Fahrer ohne weitere Zusatzmaßnahmen entsprechend der Gleichung (2) oder der Gleichung (3) ermittelt, je nach dem welcher Sensor 40, 41 nicht funktionsfähig ist.
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Beispielsgemäß werden Maßnahmen ergriffen, wenn während einer durch eine Bremspedalbetätigung eingeleiteten Bremsung einer der Sensoren 40, 41 ausfällt. So wird sichergestellt, dass beim Umschalten auf die andere Berechnungsart keine störenden bzw. den Fahrer irritierenden Sprünge im bestimmten Drucksollwert PBr,Cmd,Drv auftreten.
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Für die weiteren Betrachtungen wird exemplarisch der Ausfall des Wegsensors 40 während der durch eine Bremspedalbetätigung angeforderten Bremsung betrachtet, und ein beispielsgemäßes Verfahren zur Bestimmung des Drucksollwertes PBr,Cmd,Drv anhand von 2 beschrieben. Die Betrachtungen gelten bei Ausfall des Drucksensors 41 analog.
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Zum Zeitpunkt t0 des Ausfalls des Sensors 40 hat der Fahrer einen bestimmten Weg XPed,0 mit einem entsprechenden Druck PDrv,0 eingestellt. Der zu diesem Zeitpunkt t0 aufgrund der Fahrerbetätigung angeforderte Drucksollwert PBr,Cmd,Drv,0 ergibt sich (siehe Gleichung (1)) entsprechend folgender Gleichung (4): PBr,Cmd,Drv,0 = λX,0·fX(XPed,0, VPed,0) + λP,0·fP(PDrv,0) (4) wobei λX,0 und λP,0 die Werte der Gewichtungsfaktoren/-funktionen zum Zeitpunkt t0 sind.
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Aufgrund der festgestellten Fehlfunktion des Wegsensors 40 wird die Ermittlung des Drucksollwertes auf eine rein druckbasierte Berechnung entsprechend Gleichung (2) umgestellt. Da im Allgemeinen davon ausgegangen werden muss, dass der Drucksollwert PBr,Cmd,Drv entsprechend Gleichung (2) für PDrv = PDrv,0 nicht zu dem gleichen Wert PBr,Cmd,Drv,0 führt, wie er nach Gleichung (4) bestimmt wird, würde die direkte Anwendung der Drucksollwertberechnung nach Gleichung (2) anhand des Druckes PDrv zu einer mehr oder weniger stark ausgeprägten sprungförmigen Änderung des Drucksollwertes PBr,Cmd,Drv führen, die für den Fahrer störend wirkt.
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Um dies zu vermeiden, wird beispielsgemäß Gleichung (2) (im Falles eines Ausfalls des Drucksensors 41 analog Gleichung (3)) um einen zusätzlichen Druckanteil, den sogenannten Zusatz-Sollwert PRFE,Offs, erweitert: PBr,Cmd,Drv = PCmd,P (*) = λP (*)·fP (*)(PDrv) + PRFE,Offs (5)
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Der Zusatz-Sollwert PRFE,Offs führt zu einer Druckverschiebung und bewirkt, dass die im Fehlerfall erforderliche Umschaltung auf die nur druckbasierte Drucksollwertberechnung ohne Drucksprünge erfolgt.
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Der Wert des Zusatz-Sollwerts PRFE,Offs zum Zeitpunkt t0 des Ausfalls PRFE,Offs,0 = PRFE,Offs(t0) wird anhand des Weges XPed,0 und des Druckes PDrv,0 zum bzw. kurz vor dem Zeitpunkt t0 des Ausfalls des Sensors 40 bestimmt. Z. B. können die letzten als gültig festgestellten Werte der Sensoren 40, 41 für XPed,0 und PDrv,0 herangezogen werden. Der Zusatz-Sollwert PRFE,Offs,0 ergibt sich dann nach folgender Gleichung (6): PRFE,Offs,0 = λX,0·fX(XPed,0, VPed,0) + λP,0·fP(PDrv,0) – λP (*)·fP (*)(PDrv,0) (6)
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Für den weiteren Verlauf der Bremsung wird der Drucksollwert PBr,Cmd,Drv gemäß Gleichung (5) ermittelt. Dabei wird der Zusatz-Sollwert PRFE,Offs bei jeder Erhöhung des Druckes PDrv, d. h. also solange PDrv ≥ PDrv,0 ist, konstant bei dem Wert PRFE,Offs,0 gehalten. Verringert sich der Druck PDrv aber auf Werte unterhalb des Wertes PDrv,0, d. h. PDrv < PDrv,0, so wird der Zusatz-Sollwert PRFE,Offs bis auf den Wert Null reduziert.
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Aus Komfortgründen wird der Zusatz-Sollwert PRFE,Offs vorteilhafterweise nicht sprungförmig, sondern in Abhängigkeit des Druck PDrv allmählich reduziert. Beispielsgemäß wird der Zusatz-Sollwert PRFE,Offs von dem bei Auftreten des Sensorfehlers festgestellten Druck PDrv,0 linear mit dem Druck PDrv bis zum Wert PDrv = PDrv,Eps zu Null reduziert, wobei PDrv,Eps ein vorgegebener Schwellenwert ist, welcher eine minimale Bremspedalbetätigung repräsentiert.
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2 verdeutlicht das oben beschriebene beispielsgemäße Verfahren zur Bestimmung des Drucksollwerts PBr,Cmd,Drv (für den Fall eines Ausfalls des Wegsensors 40) in Form eines Flussdiagramms. Fällt bei einer durch Fahrerbetätigung eingeleiteten Bremsung, d. h. PDrv > PDrv,Eps in Block 30, der Sensor 40 aus, so liegen direkt nach Zeitpunkt t0 die Größen XPed,0, PDrv,0 und ggf. VPed,0 vor und der Zusatz-Sollwert PRFE,Offs,0 kann gemäß Gleichung (6) ermittelt werden.
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Solange der Druck PDrv, welcher die Fahrerbetätigung darstellt, größer gleich dem Wert PDrv,0 bleibt („FALSE” in Block 31), wird der Zusatz-Sollwert PRFE,Offs nicht geändert und der Drucksollwert PBr,Cmd,Drv wird in Block 35 gemäß Gleichung (5) ermittelt.
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Wenn sich der Druck PDrv auf Werte unterhalb von PDrv,0 verringert („TRUE” in Block 31), so wird der Zusatz-Sollwert PRFE,Offs beispielsgemäß linear mit dem Druck PDrv reduziert. Dies wird in den Blocks 33 und 34 sichergestellt, wobei der neue Zusatz-Sollwert PRFE,Offs gemäß folgender Gleichung (7) PRFE,Offs = PRFE,Offs,0·(PDrv – PDrv,eps)/(PDrv,0 – PDrv,eps) (7) bestimmt wird. Mit dem neuen Zusatz-Sollwert PRFE,Offs wird in Block 35 dann der Drucksollwert PBr,Cmd,Drv gemäß Gleichung (5) ermittelt.
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Auch bei erneuter Erhöhung des Drucks PDrv wird der Zusatz-Sollwert PRFE,Offs nicht wieder erhöht, sondern bleibt aufgrund von Block 34 auf dem niedrigeren Wert.
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Nimmt der Fahrer die Bremspedalbetätigung ganz zurück, d. h. bei unbetätigtem Bremspedal mit PDrv ≤ PDyn,Eps („FALSE” in Block 30), wird der Zusatz-Sollwert PRFE,Offs, wie auch der Wert PDrv,0, in Block 36 endgültig zu Null gesetzt, so dass bei einer erneuten Bremspedalbetätigung der Drucksollwert PBr,Cmd,Drv ohne einen Zusatz-Sollwert PRFE,Offs berechnet wird.
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Wie bereits erwähnt gelten analoge Betrachtungen bei Ausfall des Drucksensors 41, nur dass nun anstelle von druckbasierten Funktionen nun wegbasierten Funktionen zugrunde gelegt werden, weshalb auf eine ausführliche Darstellung dieses Falls hier verzichtet wird.
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Wird ein zunächst als fehlerhaft festgestellter und aus der Drucksollwertberechnung ausgeschlossener Sensor in Laufe der Zeit wieder als funktionsfähig bzw. fehlerfrei festgestellt, so kann dieser bei unbetätigtem Bremspedal wieder in die Berechnung eingegliedert werden, sodass dann für die weiteren Bremspedalbetätigungen wieder eine Bremsdruckanforderung durch den Fahrer entsprechend der Drucksollwertberechnung nach Gleichung (1) vorgenommen werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19515842 A1 [0003]
- DE 10141547 A1 [0004]
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