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Die Erfindung betrifft eine Bremskraftverteilungsvorrichtung für einen Kraftwagen, mit einem Waagebalkenelement, und mit einem Bremspedal, welches zumindest mittelbar mit dem Waagebalkenelement gekoppelt ist, um eine durch eine Bedienperson auf das Bremspedal ausübbare Pedalkraft auf das Waagebalkenelement zu übertragen.
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Moderne Kraftfahrzeuge verfügen an jedem Fahrzeugrad über eine jeweilige Bremse. Um eine möglichst gute Längsverzögerung (nachfolgend auch als Verzögerung bezeichnet) des Kraftfahrzeugs bei einem Bremsvorgang zu erreichen, erfolgt eine Bremskraftverteilung derart, dass ein jeweiliger Reibwert zwischen einer Fahrbahn und den jeweiligen Reifen der Fahrzeugräder optimal ausgenutzt werden kann. Die ideale Bremskraftverteilung kann durch eine nichtlineare Funktion in Abhängigkeit von der Verzögerung ausgedrückt werden. Mit konventionellen mechanischen Systemen kann die Bremskraftverteilung jedoch nur gemäß einem linearen Verlauf eingestellt werden, wodurch ein verfügbares Bremspotenzial nur teilweise genutzt werden kann.
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Aus dem Stand der Technik sind Systeme bekannt, die in einem hydraulischen Wirkpfad einer Betriebsbremsanlage eine Modulation eines verfügbaren Bremsdruckes vornehmen können. Dadurch kann die Bremskraftverteilung der idealen Bremskraftverteilung zumindest angenähert werden. Bei diesen Systemen wird meistens der Bremsdruck an einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs zugeordneten Bremsen reduziert, was zu einer Schwächung des Systems hinsichtlich eines Verhältnisses aus einer Betätigungskraft zu einer tatsächlich erreichten Verzögerung darstellt. Die Betätigungskraft kann als Pedalkraft ausgeübt werden, also mit anderen Worten als durch eine Bedienperson auf ein Pedal (Bremspedal) ausgeübte Kraft.
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Darüber hinaus sind zur Einhaltung einer gesetzlich geforderten Redundanz von Fahrzeug-Bremssystemen Ansätze bekannt, bei welchen eine Betätigung der Bremsen bei variabler Bremskraftverteilung über ein Waagebalksystem erfolgen kann. Hierzu wird die Pedalkraft entsprechend jeweiliger Hebelverhältnisse an einem Waagebalken des Waagebalksystems aufgeteilt, wodurch eine Bremskraftverteilung auf verschiedene Bremszylinder eingestellt wird.
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Aus der
DE 10 2010 052 292 B3 ist eine Vorrichtung zur Verteilung einer vom Fahrer über ein Bremspedal erzeugten Bremskraft in einem hydraulisch-mechanischen Bremssystem bekannt, bei der ein Verstellsystem verwendet wird, das über wenigstens einen Angriffspunkt und wenigstens zwei Abgriffspunkte verfügt. Das Verteilungsverhältnis der Bremskraft und/oder des Betätigungsweges des Verstellsystems ist durch Verlagern von Angriffs- und/oder Abgriffspunkten einstellbar. Dabei stützt sich mindestens ein Abgriffspunkt des Verstellsystems mit der aus dem Verteilungsverhältnis resultierenden Kraft und/oder mit dem aus dem Verteilungsverhältnis resultierenden Betätigungsweg in mindestens einer Simulator-Einheit ab.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremskraftverteilungsvorrichtung für einen Kraftwagen sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Bremskraftverteilungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine besonders günstige Verzögerung des Kraftwagens ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Bremskraftverteilungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gelöst. Vorteilhaften Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Bremskraftverteilungsvorrichtung für einen Kraftwagen, mit einem Waagebalkenelement, und mit einem Bremspedal, welches zumindest mittelbar mit dem Waagebalkenelement gekoppelt ist, um eine durch eine Bedienperson auf das Bremspedal ausübbare Pedalkraft auf das Waagebalkenelement zu übertragen. Das Waagebalkenelement kann auch als Waagebalken bezeichnet werden. Das Waagebalkenelement kann zumindest bereichsweise zylinderförmig ausgebildet sein.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bremskraftverteilungsvorrichtung einen Elektromotor umfasst, mittels welchem das Waagebalkenelement relativ zu dem Bremspedal sowie zu jeweiligen, voneinander beabstandeten Nehmerzylindern der Bremskraftverteilungsvorrichtung drehbar ist, von welchen ein erster Nehmerzylinder über ein erstes Lagerelement der Bremskraftverteilungsvorrichtung an dem Waagebalkenelement abgestützt ist, um einen ersten Kraftanteil der Pedalkraft auf den ersten Nehmerzylinder zu übertragen, und von welchen ein zweiter Nehmerzylinder über ein von dem ersten Lagerelement beabstandetes zweites Lagerelement der Bremskraftverteilungsvorrichtung an dem Waagebalkenelement abgestützt ist, um einen zweiten Kraftanteil der Pedalkraft auf den zweiten Nehmerzylinder zu übertragen, wobei das Waagebalkenelement über ein Riemenelement oder ein Kettenelement der Bremskraftverteilungsvorrichtung anhand des Elektromotors drehbar ist und zumindest einen Gewindebereich umfasst, an welchem ein Gewinde angeordnet ist, welches zumindest mittelbar mit einem ortsfest gelagerten und mit dem Bremspedal verbundenen Hülsenelement der Bremskraftverteilungsvorrichtung gekoppelt ist, wobei das Hülsenelement über ein Gewindeelement, welches ein in das Gewinde eingreifendes Innengewinde umfasst, mit dem Waagebalkenelement gekoppelt ist und wobei das Gewindeelement zur Aufteilung der Pedalkraft in die Kraftanteile translatorisch an dem Waagebalkenelement entlang verschiebbar in einem Hülseninnenraum des Hülsenelements aufgenommen und drehfest an dem Hülsenelement gelagert ist. Dies ist von Vorteil, da durch das translatorische Verschieben des Gewindeelements infolge der Drehung des Waagebalkenelements eine besonders freie Aufteilung der Pedalkraft in die einzelnen Kraftanteile und damit auf die verschiedenen Nehmerzylinder erfolgen kann. Die Bremskraftverteilungsvorrichtung kann in vorteilhafter Weise insbesondere eine stufenlose Aufteilung der Pedalkraft in die beiden Kraftanteile, also in den ersten Kraftanteil und den zweiten Kraftanteil ermöglichen. Durch das translatorische Verschieben des Gewindeelements, welches vorzugsweise als Mutter, insbesondere Schraubenmutter ausgebildet sein kann, können entlang des Wagenbalkenelements wirkende Hebelarme zwischen einem Kraftangriffspunkt, an welchem die Pedalkraft über das Gewindeelement auf das Waagebalkenelement wirkt und den jeweiligen Lagerelementen unter besonders geringem Aufwand eingestellt werden. Dadurch besteht also die Möglichkeit einer zumindest weitgehend idealen Verteilung (Aufteilung) der Pedalkraft auf die jeweiligen Nehmerzylinder.
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Die Bremskraftverteilungsvorrichtung kann ein Steuergerät umfassen, mittels welchem eine Regelung der Verteilung (Aufteilung) der Pedalkraft auf die jeweiligen Nehmerzylinder erfolgen kann. Das Steuergerät kann zur Durchführung eines Regelkreises zur Verteilung der Pedalkraft ausgebildet sein. Führungsgrößen dieses Regelkreises können jeweilige, anhand der jeweiligen Nehmerzylinder zur idealen Bremskraftverteilung aufzuwendende Soll-Fluiddrücke einer Bremsflüssigkeit sowie Betriebssensorsignale, welche einen Fahrbetrieb des Kraftwagens charakterisieren und zusätzlich oder alternativ Umgebungssensorsignale, welche einen Umgebungszustand einer Umgebung des Kraftwagens charakterisieren können, sein. Die jeweiligen Hebelarme können Stellgrößen darstellen. Zudem kann in dem Regelkreis eine Rückführung jeweiliger Sensorsignale, welche anhand von Drucksensoren gemessene, durch die jeweiligen Nehmerzylinder erzeugte Fluiddrücke der Bremsflüssigkeit charakterisieren, erfolgen. Diese Sensorsignale können auch als Drucksensorsignale bezeichnet werden.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Bremskraftverteilungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Elektromotor in Abhängigkeit von jeweiligen Sensorsignalen von zur Erfassung jeweiliger Fluiddrücke einer Bremsflüssigkeit ausgebildeten Drucksensoren, von welchen ein erster Drucksensor dem ersten Nehmerzylinder und ein zweiter Drucksensor dem zweiten Nehmerzylinder zugeordnet ist, geregelt angesteuert wird. Dies ist von Vorteil, da hierdurch direkt auf eine zu erzielende, also mit anderen Worten gewünschte Verteilung der Pedalkraft auf die verschiedenen Kraftanteile geregelt werden kann, sodass etwaige, die Regelung beeinflussende Störgrößen, die zu einer unerwünschten Regelabweichung führen könnten, direkt berücksichtigt werden.
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Die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Bremskraftverteilungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgestellten Merkmale sowie deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und umgekehrt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung(en). Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Kraftwagens mit einer Bremskraftverteilungsvorrichtung, welche ein Waagebalkenelement umfasst;
- 2 eine schematische Darstellung eines Regelkreises, welcher in einem Steuergerät der Bremskraftverteilungsvorrichtung implementiert ist und anhand welchem eine Regelung einer Verteilung (Aufteilung) einer auf ein Bremspedal der Bremskraftverteilungsvorrichtung ausgeübten Pedalkraft auf jeweilige Nehmerzylinder der Bremskraftverteilungsvorrichtung erfolgen kann; und
- 3 eine schematische Darstellung des nach dem Schnittprinzip freigeschnittenen Waagebalkenelements.
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1 zeigt in schematischer Darstellung einen Kraftwagen 100 mit einer Bremskraftverteilungsvorrichtung 10. Die Bremskraftverteilungsvorrichtung 10 umfasst ein Waagebalkenelement 30 und ein Bremspedal 20, welches mittelbar, nämlich mittels eines mit dem Bremspedal 20 verbundenen Hülsenelements 22 der Bremskraftverteilungsvorrichtung 10 und mittels eines Gewindeelements 24, welches in einem Hülseninnenraum 23 des Hülsenelements 22 aufgenommen ist, mit dem Waagebalkenelement 30 gekoppelt ist. Durch diese Koppelung kann eine durch eine Bedienperson, wie beispielsweise den Fahrer des Kraftwagens 100, auf das Bremspedal 20 ausgeübte Pedalkraft F_P auf das Waagebalkenelement 30 übertragen werden. Die Pedalkraft F_P kann also insgesamt ausgehend von dem Bremspedal 20 über das Hülsenelement 22 und das Gewindeelement 24 auf das Waagebalkenelement 30 übertragen werden. Das Hülsenelement 22, welches auch als Hülse bezeichnet werden kann, ist zusammen mit dem Bremspedal 20 ortsfest gehalten.
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Das Waagebalkenelement 30 ist über ein Riemenelement 82 oder alternativ dazu ein hier nicht weiter gezeigtes Kettenelement der Bremskraftverteilungsvorrichtung 10 anhand eines Elektromotors 80 der Bremskraftverteilungsvorrichtung 10 drehbar. Das Waagebalkenelement 30 umfasst einen Gewindebereich 32, an welchem ein Gewinde 34 in Form eines Außengewindes angeordnet ist. Das Waagebalkenelement 30 ist an dem Gewinde 34 über das Gewindeelement 24, welches - wie in 1 angedeutet - als Mutter ausgebildet sein kann, mit dem ortsfest gelagerten und mit dem Bremspedal 20 verbundenen Hülsenelement 22 der Bremskraftverteilungsvorrichtung 10 gekoppelt. Das Hülsenelement 10 ist über das Gewindeelement 24, welches ein in das Gewinde 34 eingreifendes Innengewinde 26 umfasst, mit dem Waagebalkenelement 30 verschiebbar gekoppelt. Dadurch ist es insgesamt möglich, durch Antreiben des Elektromotors 80 das Waagebalkenelement 30 zu drehen und dadurch aufwandsarm eine durch einen Doppelpfeil in 1 verdeutlichte translatorische Relativbewegung 12 zwischen dem mit dem Bremspedal 20 gekoppelten Hülsenelement 22 und dem Gewindeelement 24 bzw. zwischen dem Gewindeelement 24 und dem Waagebalkenelement 30 zu bewirken. Das in dem Hülseninnenraum 23 des Hülsenelements 22 gelagerte und dabei drehfest jedoch axial verschiebbar mit dem Hülsenelement 22 gekoppelte Gewindeelement 24 ist also entsprechend der Pfeilrichtung des die Relativbewegung 12 verdeutlichenden Pfeils translatorisch in dem Hülseninnenraum 23 hin und her bewegbar und kann dadurch sowohl relativ zu dem Hülsenelement 22 als auch relativ zu dem Waagebalkenelement 30 verschoben werden.
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Anhand des Elektromotors 80 ist das Waagebalkenelement 30 relativ zu dem Bremspedal 20 sowie relativ zu jeweiligen, voneinander beabstandeten Nehmerzylindern 40, 50 der Bremskraftverteilungsvorrichtung 10 drehbar. Ein erster Nehmerzylinder 40 der besagten Nehmerzylinder 40, 50 ist über ein erstes Lagerelement 42 der Bremskraftverteilungsvorrichtung 10 an dem Waagebalkenelement 30 abgestützt ist, um einen ersten Kraftanteil F_P1 der Pedalkraft F_P auf den ersten Nehmerzylinder 40 zu übertragen. Ein zweiter Nehmerzylinder 50 der besagten Nehmerzylinder 40, 50 ist über ein von dem ersten Lagerelement 42 beabstandetes zweites Lagerelement 52 der Bremskraftverteilungsvorrichtung 10 an dem Waagebalkenelement 30 abgestützt, um einen zweiten Kraftanteil F_P2 der Pedalkraft F_P auf den zweiten Nehmerzylinder 50 zu übertragen. Die beiden Lagerelement 42, 52 sind als jeweilige Wälzlager, insbesondere Kugellager ausgebildet, wodurch die Drehung des Waagebalkenelement 30 besonders reibungsarm erfolgen kann.
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Die Bremskraftverteilungsvorrichtung 10 ermöglicht eine aufwandsarme und variable Bremskraftverteilung, also eine Verteilung (Aufteilung) der Pedalkraft F_P, welche auch als Bremskraft bezeichnet werden kann. Das Waagebalkenelement 30 kann mittels des Elektromotors 80 über das Riemenelement 82, welches einen Riementrieb darstellt, angetrieben werden. Das Waagebalkenelement 30, welches auch als Waagebalken bezeichnet werden kann, kann dabei während einer Bremsung, welche auch als Längsverzögerung oder Verzögerung bezeichnet werden kann, auf seiner kinematischen Bahn bewegt werden. Durch einen hier nicht weiter gezeigten Riemenspanner kann eine Spannkraft des Riemenelements 82 und damit dessen Funktionsfähigkeit aufrechterhalten werden.
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Zur variablen Aufteilung der Pedalkraft F_P in die beiden Kraftanteile F_P1, F_P2 kann ein Kraftangriffspunkt 14, welcher zwischen dem Gewindeelement 24 und dem Waagebalkenelement 30 wirkt, zusammen mit Hülsenelement 22 entsprechend der Relativbewegung 12 verschoben werden. Durch die Relativbewegung 12 des Gewindeelements 24 und damit des Kraftangriffspunkt 14 relativ zum Waagebalkenelement 30 ändert sich einerseits ein erster Hebelarm s1, welcher sich entlang dem Waagebalkenelement 30 zwischen dem ersten Lagerelement 42 und dem Kraftangriffspunkt 14 erstreckt und andererseits ein zweiter Hebelarm s2, welcher sich entlang dem Waagebalkenelement 30 zwischen dem zweiten Lagerelement 52 und dem Kraftangriffspunkt 14 erstreckt.
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Für die Verschiebung des Kraftangriffspunktes 14, an welchem die Pedalkraft F_P auf das Waagebalkenelement 30 wirkt, wird das Waagebalkenelement 30 anhand des Elektromotors 80 in Rotation versetzt. Dadurch verschiebt sich das Gewindeelement 24 (hier: Mutter) welches rotationsfest mit dem Hülsenelement 22 und damit mit dem Bremspedal 20 verbunden ist. Infolgedessen wandert der Kraftangriffspunkt 14 entsprechend der Relativbewegung 12 zusammen mit dem Gewindeelement 24 und es ergibt sich die gewünschte Bremskraftverteilung, also die Aufteilung (Verteilung) der Pedalkraft F_P in die beiden Kraftanteile F_P1, F_P2. Das Gewindeelement 24 ist also translatorisch nicht gefesselt, sondern kann sich entsprechend der Drehung des Waagebalkenelements 30 und entsprechend einer Steigung des Gewindes 34 am Gewindebereich 32 translatorisch entlang bewegen.
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Jeweilige Kolben 44, 54 der jeweiligen Nehmerzylinder 40, 50 sind über die entsprechenden Lagerelemente 42, 52 translationsfest mit dem Waagebalkenelement 30 gekoppelt. Die Lagerelemente 42, 52 ermöglichen also die Drehung des Waagebalkenelements 30 relativ zu den Nehmerzylindern 40, 50, und verhindern die translatorische Verschiebung des Waagebalkenelements 30 relativ zu den Nehmerzylindern 40, 50.
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Ein erster Kolben 44 der besagten Kolben 44, 54 ist dem ersten Nehmerzylinder 40 zugeordnet und über das erste Lagerelement 42 an dem Waagebalkenelement 30 abgestützt. Über das erste Lagerelement 42 kann der erste Kraftanteil F_P1 von dem Waagebalkenelement 30 an den ersten Kolben 44 übertragen werden. Der erste Kolben 44 weist eine erste Kolbenfläche A1 auf. In Abhängigkeit von der ersten Kolbenfläche A1 und dem ersten Kraftanteil F_P1 kann im ersten Nehmerzylinder 40 enthaltene Bremsflüssigkeit mittels des ersten Nehmerzylinders 40 mit einem ersten Fluiddruck p_HZ1 beaufschlagt werden. Der erste Fluiddruck p_HZ1 kann mittels eines, dem ersten Nehmerzylinder 40 zugeordneten, ersten Drucksensors 41 gemessen werden. Der erste Fluiddruck p_HZ1 kann zur Druckbeaufschlagung jeweiliger Bremsen eines ersten Bremskreises einer Betriebsbremsanlage des Kraftwagens 100 dienen.
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Ein zweiter Kolben 54 der besagten Kolben 44, 54 ist dem zweiten Nehmerzylinder 50 zugeordnet und über das zweite Lagerelement 52 an den Waagebalkenelement 30 abgestützt. Über das zweite Lagerelement 52 kann der zweite Kraftanteil F_P2 von dem Waagebalkenelement 30 an den zweiten Kolben 54 übertragen werden. Der zweite Kolben 44 weist eine zweite Kolbenfläche A2 auf. In Abhängigkeit von der zweiten Kolbenfläche A2 und dem zweiten Kraftanteil F_P2 kann im zweiten Nehmerzylinder 50 enthaltene Bremsflüssigkeit mittels des zweiten Nehmerzylinders 50 mit einem zweiten Fluiddruck p_HZ2 beaufschlagt werden. Der zweite Fluiddruck p_HZ2 kann mittels eines, dem zweiten Nehmerzylinder 50 zugeordneten, zweiten Drucksensors 51 gemessen werden. Der zweite Fluiddruck p_HZ2 kann zur Druckbeaufschlagung jeweiliger Bremsen eines zweiten Bremskreiss der Betriebsbremsanlage des Kraftwagens 100 dienen.
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Der erste Bremskreis kann beispielsweise als Vorderachsbremskreis und der zweite Bremskreis beispielsweise als Hinterachsbremskreis des Kraftwagens 100 ausgebildet sein.
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Die Bremskraftverteilungsvorrichtung 10 oder alternativ dazu der Kraftwagen 100 umfasst zudem ein Steuergerät 90, welches signalübertragend mit wenigstens einem Fahrbetriebssensor 102 sowie mit wenigstens einem Umgebungssensors 104 des Kraftwagens 100 gekoppelt ist. Dadurch können anhand des Fahrbetriebssensors 102 erfasste und einen Fahrbetrieb des Kraftwagens 100 charakterisierende Betriebssensorsignale 103 an das Steuergerät 90 übermittelt werden. Die Betriebssensorsignale 103 können beispielsweise eine Geschwindigkeit und zusätzlich oder alternativ eine Längsverzögerung des Kraftwagens 100 charakterisieren. Des Weiteren können anhand des Umgebungssensors 104 erfasste und zumindest einen Umgebungszustand einer Umgebung des Kraftwagens 100 charakterisierende Umgebungssensorsignale 105 an das Steuergerät 90 übermittelt werden. Die Umgebungssensorsignale 105 können beispielsweise eine Nässe einer Fahrbahn, auf welcher der Kraftwagen 100 während der Längsverzögerung bewegt wird, charakterisieren. Das Steuergerät 90 ist zudem signalübertragend mit den jeweiligen Drucksensoren 41, 51 gekoppelt, sodass jeweilige, die jeweiligen Fluiddrücke p_HZ1, p_HZ2 charakterisierende Sensorsignale von dem Steuergerät 90 empfangen und verarbeitet werden können.
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Anhand des Steuergeräts 90 kann der Elektromotor 80 somit zum Betreiben der Bremskraftverteilungsvorrichtung 10 in Abhängigkeit von den jeweiligen Sensorsignalen der zur Erfassung der Fluiddrücke p_HZ1, p_HZ2 der Bremsflüssigkeit ausgebildeten Drucksensoren 41, 51 geregelt angesteuert werden. Des Weiteren kann der Elektromotor 80 anhand des Steuergerät 90 in Abhängigkeit von den Betriebssensorsignalen 103 und zusätzlich oder alternativ in Abhängigkeit von den Umgebungssensorsignalen 105 geregelt angesteuert werden. Das geregelte Ansteuern des Elektromotors 80 kann entsprechend eines, in 2 schematisch gezeigten, im Steuergerät 90 implementierten Regelkreises erfolgen. Bei diesem Regelkreis können die jeweiligen Betriebssensorsignale 103 und die Umgebungssensorsignale 105 als jeweilige Führungsgrößen dienen. Darüber hinaus können ein erster Fluidsolldruck p_HZ1-S und ein zweiter Fluidsolldruck p_HZ2-S oder ein aus diesen gebildeter Quotient als Führungsgrößen dienen. Der erste Fluidsolldruck p_HZ1-S entspricht dabei einem Sollwert, auf welchen der erste Fluiddruck p_HZ1 infolge der geregelten Ansteuerung des Elektromotors 80 eingestellt werden soll. Der zweite Fluidsolldruck p_HZ2-S entspricht einem weiteren Sollwert, auf welchen der zweite Fluiddruck p_HZ2 infolge der geregelten Ansteuerung des Elektromotors 80 eingestellt werden soll. Der Regelkreis umfasst des Weiteren einen Regler R und eine Regelstrecke RS, wobei die jeweiligen Hebelarme s1, s2 als Stellgrößen dienen können, jedoch nicht müssen. Die jeweiligen (gemessenen) Fluiddrücke p_HZ1, p_HZ2 dienen als Rückführgrößen, werden also mit anderen Worten rückgeführt.
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3 zeigt exemplarisch einen Freischnitt des Waagebalkenelements 30 mit den Hebelarmen s1, s2 und den am Waagebalkenelement 30 angreifenden Kräften, nämlich die Pedalkraft F_P und die Kraftanteile F_P1, F_P2.
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Für die Pedalkraft
F_P gilt folgende Gleichung (1):
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Für den ersten Kraftanteil
F_P1 gilt folgende Gleichung (2):
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Für den zweiten Kraftanteil
F_P2 gilt folgende Gleichung (3):
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Die vorliegende Bremskraftverteilungsvorrichtung 10 bzw. das vorliegende Verfahren ermöglichen zusammenfassend eine aufwandsarme, variable und stufenlose Bremskraftverteilung durch Aufteilung der Pedalkraft F_P in die jeweiligen Kraftanteile F_P1, F_P2. Die Umsetzung basiert hierbei auf der Idee des Waagebalks (hier: Waagebalkenelement 30) und der damit verbundenen freien Bremskraftverteilung gemäß den einzustellenden Hebelarmen s1, s 2. Zur Umsetzung der Bremskraftverteilung wird das Waagebalkenelement 30 durch den Elektromotor 80 angetrieben und dadurch gedreht, wodurch sich die wirksamen Hebelarme s1, s2 einstellen lassen. Dadurch ist eine besonders schnelle Anpassung der Bremskraftverteilung möglich. Über die jeweiligen Nehmerzylinder 40, 50 kann eine sogenannte schwarz/weiß-Bremskreisaufteilung erfolgen, sodass die jeweiligen hydraulischen Fluiddrücke p_HZ1, p_HZ2 beispielsweise auf jeweilige, einer Vorderachse des Kraftwagens 100 zugeordnete Bremsen und auf jeweilige, einer Hinterachse des Kraftwagens 100 zugeordnete Bremsen aufgeteilt werden können. Durch den Elektromotor 80 besteht im Zusammenhang mit der Regelung unter Verwendung des Steuergeräts 90 die Möglichkeit, die Bremskraftverteilung entsprechend einer idealen Bremskraftverteilung direkt anzupassen. Eine Besonderheit besteht hierbei darin, dass die ideale Bremskraftverteilung eine Funktion von einer Vielzahl an Fahrzeuggegebenheiten und Umgebungsgegebenheiten ist. Die Fahrzeuggegebenheiten können durch die Betriebssensorsignale 103 und die Umgebungsgegebenheiten durch die Umgebungssensorsignale 105 charakterisiert sein.
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Mit Kenntnis dieser Parameter (Fahrzeuggegebenheiten, Umgebungsgegebenheiten) kann die Bremskraftverteilung in vielen Fahrsituationen des Kraftwagens 100 der idealen Bremskraftverteilung angepasst werden. Die Bedienperson (Fahrer) kann dadurch stets die bei vorgegebener Größe der Pedalkraft F_P größtmögliche Verzögerung des Kraftwagens 100 bewirken. Weitere Stabilitätssysteme des Kraftwagens 100, wie beispielsweise ABS und ESP sind trotz der Regelung anhand des Regelkreises weiterhin einsetzbar und voll wirkfähig.
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Für die vorgesehene Regelung anhand des Regelkreises kann auf die Verwendung der Hebelarme s1, s2 verzichtet werden und stattdessen die jeweiligen Fluiddrücke p_HZ1, p_HZ2, welche auch als Bremsdruck bezeichnet werden können, verwendet werden. Der erste Fluiddruck p_HZ1 kann auf den ersten Bremskreis und der zweite Fluiddruck p_HZ2 auf den zweiten Bremskreis wirken. Dadurch ist es möglich direkt auf die zu erzielende Bremskraftverteilung zu regeln, wobei parasitäre Einflüsse in Form der Störgrößen innerhalb der Regelstrecke, die zu einer Abweichung führen könnten berücksichtigt werden können. Zur Sollvorgabe der Bremskraftverteilung werden Fahrzeuggrößen wie die Geschwindigkeit, Längsverzögerung, Nässe und weitere Parameter herangezogen, die die Bremskraftverteilung beeinflussen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010052292 B3 [0005]
