DE60114682T2

DE60114682T2 - Elektrisches Bremssystem mit bedingter Beendigung des Anlegens der vollen Bremskraft beim Abstellen des Fahrzeugs

Info

Publication number: DE60114682T2
Application number: DE60114682T
Authority: DE
Inventors: Patrick Joseph Northville Curran; Dale Scott Livonia Crombez; Steven Lee Canton Napier
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2000-03-09
Filing date: 2001-02-05
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2021-02-06
Also published as: EP1132273A1; US6325471B1; DE60114682D1; EP1132273B1

Description

Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen Bremssysteme für Radkraftfahrzeuge und betrifft genauer ein elektrisches Bremssteuerungssystem.
Ein Bremssteuerungssystem kann ein Pedal umfassen, das einen Hauptzylindertauchkolben absenkt, um die Betriebsbremsenfunktion für ein Kraftfahrzeug durchzuführen. Die Betriebsbremsenfunktion wird durch auswählendes Betätigen elektrisch verstärkter hydraulischer Bremsen oder generatorischer Bremsen durchgeführt. Hydraulische Bremsen üben im Allgemeinen Reibungskräfte auf die Räder aus, um Energie als Wärme zu zerstreuen. Generatorische Bremsen können jede beliebige von verschiedensten Formen annehmen, werden aber häufig als eine sich drehende Elektromaschinenlast umfassend betrachtet, die auf ein oder mehr angetriebene Räder ausgeübt wird. Wenn eine generatorische Bremse betätigt wird, fließt Energie von den Rädern, um die Elektromaschine als einen Generator zu betreiben, der die Energie in Strom umwandelt. Der Strom wird häufig dazu verwendet, eine Energiespeichervorrichtung wie etwa eine Batterie zu laden. Ob hydraulische oder generatorische Bremsen betätigt werden, wird durch eine elektronische Bremssteuerung bestimmt.
Die Fähigkeit, ein Kraftfahrzeug zu betreiben, wird typischerweise durch einen Schlüsselschalter, manchmal als ein Zündschalter bezeichnet, gesteuert. Derartige Schalter können verschiedenste Formen annehmen, doch ist der gebräuchlichste in gegenwärtigen Kraftfahrzeugen vielleicht ein mechanischer Schalter, der durch einen Metallschlüssel gedreht wird. Wenn ein passender Schlüssel verwendet wird, kann der Schalter von einer AUS-Stellung in zusätzliche Stellungen wie etwa START, FAHRT (d.h., EIN), und ZUBEHÖR betätigt werden, um elektrische Leistung zu elektrischen Kreisen und Vorrichtungen zu liefern, die bestimmte Funktionen im Zusammenhang mit dem Starten und dem Betrieb des Fahrzeugs durchführen.
Bestimmte elektrische Kreise müssen bestromt werden, damit ein elektrisches Bremssteuerungssystem richtig arbeitet. Es ist wünschenswert, die Bestromung dieser Kreise unter die Steuerung des Zündschalters zu stellen, damit sie die Batterie nicht unnötig entleeren, wenn der Zündschalter ausgeschaltet ist. Doch das Drehen des Zündschalters in die AUS-Stellung, um diese Kreise stromlos zu machen, kann Leistung von Vorrichtungen entfernen, die, wenn sie angetrieben werden, bei der Verringerung des Pedalkraftaufwands helfen, der erforderlich ist, um die Bremsen über den Hauptzylinder zu betätigen. Somit kann der Bremspedalkraftaufwand deutlich ansteigen, wenn der Zündschalter ausgeschaltet ist.
Eine staatliche Bestimmung, die auf bestimmte Kraftfahrzeuge anwendbar ist, schlägt vor, eine bestimmte Stetigkeit im Bremspedalkraftaufwand vorzuschreiben, die davon unabhängig ist, ob der Zündschalter aus- oder eingeschaltet ist. Im Fall eines Bremssystems, das nur verstärkte hydraulische Bremsen umfaßt, wird ein Vakuumspeicher verwendet, um einen Vakuumvorrat bereitzustellen, der dem Verstärker gestattet, den Pedalkraftaufwand für mehrere Bremsbetätigungen zu unterstützen, nachdem der Zündschalter ausgeschaltet ist, um den Motor anzuhalten. Im Fall bestimmter elektrischer Bremssteuerungen schließt die Stromlosmachung zugehöriger elektrischer Kreise, die auftritt, wenn der Zündschalter ausgeschaltet wird, die Fortdauer der Fähigkeit, den Pedalkraftaufwand zu unterstützen, die vorhanden war, als der Zündschalter eingeschaltet war, aus.
Eine vorbereitende Suche nach Neuheiten ergab die folgenden US-Patentschriften: 5,139,121; 5,752,748; 5,769,509; 5,800,025; 5,834,854; und 5,923,096.
EP 0 937 622 , Toyota Jidosha KK, veröffentlicht am 25. August 1999, beschreibt ein elektrisch gesteuertes Bremssystem, das durch das Ausschalten des Zündschalters mit einer Verzögerungszeit abgestellt wird, wobei eine elektrische Steuervorrichtung des Systems Folgendes aufweist: eine Vorrichtung zum Feststellen einer Umstellung eines Zündschalters von seinem eingeschalteten Zustand in seinen ausgeschalteten Zustand, eine Vorrichtung zum Feststellen eines Absinkens eines Bremspedals über eine vorbestimmte Tiefe hinaus, und eine Vorrichtung zum Abstellen des elektrisch gesteuerten Bremssystems, wenn eine Zeitzählvorrichtung eine vorbestimmte Zeitdauer gezählt hat, ohne daß die Vorrichtung zum Feststellen des Absinkens des Bremspedals ein Absinken des Bremspedals über die vorbestimmte Tiefe hinaus festgestellt hat.
Nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, das Folgendes umfaßt:
ein elektrisch betriebenes Bremssystem zum Bremsen mit der Straße eingreifender Räder des Kraftfahrzeugs;
einen Zündschalter zum Ein- und Ausschalten eines Motors des Kraftfahrzeugs einschließlich des Steuerns der Anlegung von elektrischer Leistung an das elektrisch betriebene Bremssystem;
und eine Steuerung zum Aufrechterhalten der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das elektrisch betriebene Bremssystem, wenn der Zündschalter vom eingeschalteten Zustand in den ausgeschalteten Zustand betätigt wird, so lange als zumindest ein Parameter von mehreren Parametern, die mit einem jeweiligen Bestandteil des Fahrzeugs in Zusammenhang stehen und einen Bedarf zur Aufrechterhaltung der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem anzeigen, weiterhin vorhanden ist, und zum Einstellen der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem, wenn alle diese Parameter einen Mangel an Bedarf zur Aufrechterhaltung der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem anzeigen;
und dadurch gekennzeichnet ist, daß die Steuerung dazu wirksam ist, die Menge der elektrischen Leistung zum Bremssystem zu verringern, wenn alle diese Parameter einen Mangel an Bedarf zur Aufrechterhaltung der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem anzeigen, und, zu einer späteren Zeit, die Anlegung der gesamten elektrischen Leistung an das Bremssystem einzustellen, sofern alle diese Parameter bis zu dieser späteren Zeit damit fortgefahren haben, einen Mangel an Bedarf zur Aufrechterhaltung der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem anzuzeigen.
Ein anderer Gesichtspunkt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, das ein elektrisch betriebenes Bremssystem zum Bremsen mit der Straße eingreifender Räder des Fahrzeugs aufweist, nach Anspruch 7.
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beispielhaft näher beschrieben werden, wobei
1 ein allgemeines schematisches Diagramm eines repräsentativen elektrischen Bremssteuerungssystems ist;
2 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Beispiel des Einstellens der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem darstellt; und
3 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Ausführungsform der Strategie nach den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung darstellt.
1 zeigt ein repräsentatives elektrisches Bremssteuerungssystem 10, das einen hydraulischen Bremshauptzylinder 12 umfaßt, der einen Tauchkolben 14 aufweist, welcher dazu geeignet ist, durch die Betätigung eines Bremspedals 16 abgesenkt zu werden, um mit der Straße eingreifende Räder eines Kraftfahrzeugs zu bremsen. Das Bremsen kann wie durch eine elektronische Bremssteuerung 26 bestimmt entweder durch hydraulische Bremsen an einzelnen Rädern wie etwa 18, 20, 22, 24, oder durch generatorisches Bremsen ausgeführt werden. Das hydraulische Bremsen wird durch eine ABS-Einheit 28 ausgeübt. Eine Verstärkung zur Unterstützung des hydraulischen Bremsens, um den Pedalkraftaufwand, der andernfalls benötigt würde, zu verringern, wird von einer hydraulischen Kraftquelle 30 erlangt, deren Druck durch eine Druckmodulationseinheit 32 unter Steuerung durch die Bremssteuerung 26 moduliert wird. Zum Entwickeln der richtigen Modulation fühlt die Steuerung 26 unter Verwendung eines oder mehrerer aus dem Folgenden den Bremspedaleingang ab: eines Taktpositionssensors; eines Hauptzylinderdrucksensors; oder jedes beliebigen anderen Sensors, der verwendet werden kann, um den Pedaleingang anzugeben.
1 enthält einen Hilfshydraulikkreispfad vom Hauptzylinder 12 durch eine Schaltventileinheit 34 zur ABS-Einheit 28, der gestattet, daß die hydraulischen Bremsen alternativ direkt durch den hydraulischen Druck vom Hauptzylinder 12 betätigt werden. Das generatorische Bremssystem erscheint in 1 nicht ausdrücklich.
Die Lieferung von elektrischer Leistung zum Betreiben des elektrischen Bremssteuerungssystems 10 wird durch den Fahrzeugzündschalter gesteuert, der in 1 nicht spezifisch gezeigt ist. Wenn dieser Schalter ausgeschaltet ist, wird keine Leistung geliefert; wenn der Schalter eingeschaltet ist, wird Leistung geliefert. Wenn die Leistung ausgeschaltet ist, ist die hydraulische Kraftquelle 30 nicht fähig, die Bremsverstärkung zu liefern, die sie liefert, wenn die Leistung eingeschaltet ist. Somit geht auch die Bremsverstärkung verloren, wenn der Zündschalter von EIN auf AUS gedreht wird, um den Fahrzeugantriebsstrang (Motor und/oder Antriebsmaschine) abzustellen.
Die vorliegende Erfindung stellt dem System 10 nach dem Ausschalten des Zündschalters auf Basis des Nichteintretens eines oder mehrerer besonderer Ereignisse, die mit dem Fahrzeug verbunden sind, fortdauernde Leistung, und somit fortdauernde Bremsverstärkung, bereit. Wenn alle diese Ereignisse eingetreten sind, wird die Leistung vom System 10 abgezogen, um ein Entleeren der Batterie zu vermeiden. Die Ereignisse werden durch Überwachen bestimmter Parameter, die mit Stellungen und/oder Zuständen bestimmter Bestandteile des Fahrzeugs verbunden sind, überwacht.
2 zeigt eine Strategie des Einstellens der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem. Die Strategie umfaßt das Überwachen, ob der Zündschalter auf EIN betätigt wird (Schritt 50). Wenn der Zündschalter eingeschaltet ist, wird elektrische Leistung an das System 10 angelegt (Schritt 52). Danach überwacht die Strategie, ob der Zündschalter auf AUS betätigt wird (Schritt 54). Wenn der Zündschalter ausgeschaltet ist, wird ein Zeitgeber gestartet (Schritt 56).
Die Leistung wird auf Basis des Nichteintretens der folgenden Ereignisse weiterhin an das System 10 angelegt: alle Fahrzeugräder drehen sich nicht; das Bremspedal wird nicht betätigt; das Fahrzeuggetriebe befindet sich nicht in der Parkstellung; die Feststellbremse ist angezogen. Somit überwacht Schritt 60, ob sich alle Räder nicht drehen; Schritt 62, ob das Pedal 16 nicht betätigt wird; Schritt 64, ob sich das Getriebe in der Parkstellung befindet; und Schritt 66, ob die Feststellbremse angezogen ist. Es ist ersichtlich, daß die vergangene Zeit am Zeitgeber erst geprüft wird (Schritt 68), nachdem alle diese Ereignisse eingetreten sind. Wenn die vergangene Zeit einen definierten Mindestwert (zum Beispiel X Minuten) nicht überschreitet, werden die Schritte 60, 62, 64, und 66 weiterhin ausgeführt.
Wenn die durch die Schritte 60, 62, 64, und 66 überwachten Ereignisse alle eingetreten sind und die vergangene Zeit den definierten Mindestwert überschreitet, wird die Leistung vom System 10 abgezogen. Dies beendet die Strategie. Die überwachten Ereignisse werden als anzeigend betrachtet, daß kein Bedarf einer Betätigung der Betriebsbremsen besteht, und daß es somit angemessen ist, das System 10 stromlos zu machen. Einzelne Radgeschwindigkeiten können durch jeweilige Radgeschwindigkeitssensoren bestimmt werden; die Nichtbetätigung des Bremspedals 12 von einem zugehörigen Sensor oder Schalter; das Getriebe in der Parkstellung durch einen zugehörigen Getriebe- oder Gangwahlschalter; und die angezogene Feststellbremse von einem zugehörigen Sensor oder Schalter. Eine repräsentative definierte Zeit für X ist 10 Minuten.
3 zeigt eine Ausführungsform einer Strategie, die die wie oben beschriebenen Schritte benutzt, aber ferner eine Reihe von Schritten beinhaltet, die einen Ruhemodus mit verringerter Leistung bereitstellen, bevor die Leistung völlig vom System 10 abgezogen wird. Der Zeitgabeschritt 56 beginnt nicht, bevor die Ereignisse, die durch die Schritte 60, 62, 64, und 66 überwacht werden, alle eingetreten sind. Leistung, aber mit einem verringerten Pegel, wird weiterhin an das System 10 angelegt, nachdem die überwachten Ereignisse alle eingetreten sind, und der Ruhemodus beginnt. Die überwachten Ereignisse, und der Zustand des Zündschalters, werden während des Ruhemodus weiterhin überwacht (Schritte 72, 74, 76, 78, 80), und wenn es zu einer Veränderung bei einem dieser Ereignisse oder beim Zündschalter kommt, bevor die definierte Zeit X vergangen ist, wird die volle Leistung sofort wieder an das System 10 angelegt und beginnt die Strategie erneut mit Schritt 54. Erst wenn es nach einer vergangenen Zeit X, die anstatt in Minuten vielmehr in Stunden, zum Beispiel 10 Stunden, gemessen wird, keine Veränderung bei einem dieser Ereignisse (Schritt 72, 74, 76, 78) oder beim Zündschalter (Schritt 80) gibt, wird die Leistung völlig vom System 10 getrennt. Der Ruhemodus kann für ein rascheres Hochfahren des Systems 10 sorgen.
Aus dem Vorhergehenden kann man verstehen, daß die vorliegende Erfindung die Beendigung der Bremsverstärkung beim Ausschalten des Schlüssels regelt. Es wird angenommen, daß die vorliegende Erfindung die Wirksamkeit und die Annehmbarkeit elektrisch betriebener elektrischer Bremssteuerungssysteme steigern kann.
Obwohl eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform veranschaulicht und beschrieben wurde, sollte man verstehen, daß die Erfindung innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche in verschiedensten Formen ausgeführt werden kann. Beispiele derartiger zusätzlicher Formen umfassen die Nichtverwendung bestimmter Ereignisse, oder Parameter, die oben bereits besonders erwähnt wurden, und/oder die Verwendung bestimmter Ereignisse, oder Parameter, die noch nicht schon oben erwähnt wurden, einschließlich eines Belegerrückhalteeingriffs (d.h. Sicherheitsgurteingriffs), der Fahrerposition, des Lenkeingangs, des Gaspedaleingangs, und des Kupplungseingangs. Darüber hinaus kann die Überwachung verschiedener Ereignisse, oder Parameter, wie oben beschrieben seriell, oder parallel, oder in verschiedenen seriellen und parallelen Kombinationen erfolgen.

Claims

Kraftfahrzeug, umfassend ein elektrisch betriebenes Bremssystem zum Bremsen mit der Straße eingreifender Räder des Kraftfahrzeugs; einen Zündschalter zum Ein- und Ausschalten eines Motors des Kraftfahrzeugs einschließlich des Steuerns der Anlegung von elektrischer Leistung an das elektrisch betriebene Bremssystem; und eine Steuerung zum Aufrechterhalten der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das elektrisch betriebene Bremssystem, wenn der Zündschalter vom eingeschalteten Zustand in den ausgeschalteten Zustand betätigt wird, so lange als zumindest ein Parameter von mehreren Parametern, die mit einem jeweiligen Bestandteil des Fahrzeugs in Zusammenhang stehen und einen Bedarf zur Aufrechterhaltung der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem anzeigen, weiterhin vorhanden ist, und zum Einstellen der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem, wenn alle diese Parameter einen Mangel an Bedarf zur Aufrechterhaltung der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem anzeigen; dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung dazu wirksam ist, die Menge der elektrischen Leistung zum Bremssystem zu verringern, wenn alle diese Parameter einen Mangel an Bedarf zur Aufrechterhaltung der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem anzeigen, und, zu einer späteren Zeit oder zu einem späteren Zeitpunkt, die Anlegung der gesamten elektrischen Leistung an das Bremssystem einzustellen, sofern alle diese Parameter bis zu dieser späteren Zeit oder diesem späteren Zeitpunkt damit fortgefahren haben, einen Mangel an Bedarf zur Aufrechterhaltung der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem anzuzeigen.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung dazu wirksam ist, die Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem wiederherzustellen, falls einer dieser Parameter vor der späteren Zeit damit aufhört, den Mangel an Bedarf zur Aufrechterhaltung der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem anzuzeigen.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Parameter zumindest zwei aus der Fahrzeugradgeschwindigkeit, der Stellung eines Bremspedals zur Betätigung des Bremssystems, der Gangstellung eines Getriebes des Fahrzeugs, und der Stellung einer Feststellbremse beinhalten.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Parameter alle aus der Fahrzeugradgeschwindigkeit, der Stellung eines Bremspedals zur Betätigung des Bremssystems, der Gangstellung eines Getriebes des Fahrzeugs, und der Stellung einer Feststellbremse beinhalten.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerung ferner eine Zeitgabefunktion ausführt, die erfüllt sein muß, bevor die Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem eingestellt werden darf.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, wobei die Zeitgabefunktion beginnt, nachdem der Zündschalter von EIN auf AUS betätigt wurde, und nachdem alle diese Parameter den Mangel an Bedarf zur Aufrechterhaltung der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem angezeigt haben.
Verfahren zum Steuern der Anlegung von elektrischer Leistung an ein elektrisch betriebenes Bremssystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein elektrisch betriebenes Bremssystem zum Bremsen mit der Straße eingreifender Räder des Kraftfahrzeugs, einen Zündschalter zum Ein- und Ausschalten eines Motors des Kraftfahrzeugs, und eine Steuerung zum Steuern der Anlegung von elektrischer Leistung an das Bremssystem; wobei das Verfahren das Aufrechterhalten der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das elektrisch betriebene Bremssystem, wenn der Zündschalter vom eingeschalteten Zustand in den ausgeschalteten Zustand betätigt wird, so lange als zumindest ein Parameter von mehreren Parametern, die mit einem jeweiligen Bestandteil des Fahrzeugs in Zusammenhang stehen und einen Bedarf zur Aufrechterhaltung der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem anzeigen, weiterhin vorhanden ist, und das Einstellen der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem, wenn alle diese Parameter einen Mangel an Bedarf zur Aufrechterhaltung der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem anzeigen, umfaßt; dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung dazu wirksam ist, die Menge der elektrischen Leistung zum Bremssystem zu verringern, wenn alle diese Parameter einen Mangel an Bedarf zur Aufrechterhaltung der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem anzeigen, und, zu einer späteren Zeit oder zu einem späteren Zeitpunkt, die Anlegung der gesamten elektrischen Leistung an das Bremssystem einzustellen, sofern alle diese Parameter bis zu dieser späteren Zeit oder zu diesem späteren Zeitpunkt damit fortgefahren haben, einen Mangel an Bedarf zur Aufrechterhaltung der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem anzuzeigen.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Steuerung dazu wirksam ist, die Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem wiederherzustellen, falls einer dieser Parameter vor der späteren Zeit damit aufhört, den Mangel an Bedarf zur Aufrechterhaltung der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem anzuzeigen.
Verfahren nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei die Steuerung ferner eine Zeitgabefunktion ausführt, die erfüllt sein muß, bevor die Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem eingestellt werden darf.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Zeitgabefunktion beginnt, nachdem der Zündschalter von EIN auf AUS betätigt wurde, und nachdem alle diese Parameter den Mangel an Bedarf zur Aufrechterhaltung der Anlegung der vollen elektrischen Leistung an das Bremssystem angezeigt haben.