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DE102013004618B3 - Braking system for motor vehicle, particularly hybrid electric vehicle, comprises unit for detecting fault, counter for counting actuation of brake pedal, and vacuum brake force booster that is deactivated when error is detected - Google Patents

Braking system for motor vehicle, particularly hybrid electric vehicle, comprises unit for detecting fault, counter for counting actuation of brake pedal, and vacuum brake force booster that is deactivated when error is detected Download PDF

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DE102013004618B3 DE201310004618 DE102013004618A DE102013004618B3 DE 102013004618 B3 DE102013004618 B3 DE 102013004618B3 DE 201310004618 DE201310004618 DE 201310004618 DE 102013004618 A DE102013004618 A DE 102013004618A DE 102013004618 B3 DE102013004618 B3 DE 102013004618B3
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Sebastian Loos
Karl-Heinz Meitinger
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Audi AG
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Abstract

The braking system (2) comprises a brake pedal (3) and a vacuum brake force booster (4) connected to a vacuum source. A unit is provided for detecting a fault, where a counter (6) connected with the brake pedal is activated when an error is detected, which counts each actuation of the brake pedal. The vacuum brake force booster is deactivated when the error is detected and is activated again after a predetermined number of actuations of the brake pedal. A valve (7) is provided for deactivating or activating the vacuum brake force booster.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug, mit einem Bremspedal und einem an eine Unterdruckquelle angeschlossenen Unterdruck-Bremskraftverstärker.The invention relates to a brake system for a motor vehicle, with a brake pedal and a negative pressure brake booster connected to a vacuum source.

Eine Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug besteht üblicherweise aus einer Energieversorgung, einer Betätigungseinrichtung, einer Übertragungseinrichtung zur Bremskraftsteuerung und Radbremsen.A brake system for a motor vehicle usually consists of a power supply, an actuating device, a transmission device for braking force control and wheel brakes.

Bremsanlagen in Kraftfahrzeugen weisen normalerweise eine Bremskraftunterstützung (Hilfskraft-Bremsanlage) auf, die als Energiequelle die Druckdifferenz zwischen der Umgebung und einem Unterdruck nutzt. Dazu ist ein Bremskraftverstärker (BKV), insbesondere ein Unterdruck-Bremskraftverstärker vorgesehen. Bei einem Unterdruck-Bremskraftverstärker wird pedalkraftabhängig eine pedalseitige Arbeitsmembranfläche mit Außenluftdruck beaufschlagt, während auf der anderen Seite der Membran Unterdruck anliegt. Die aus der Druckdifferenz resultierende Kraft auf die Arbeitsmembran bewirkt einen die Fußkraft unterstützenden Kraftanteil.Brake systems in motor vehicles normally have a brake power assistance (auxiliary power brake system), which uses as an energy source, the pressure difference between the environment and a negative pressure. For this purpose, a brake booster (BKV), in particular a vacuum brake booster is provided. In the case of a vacuum brake booster, a pedal-side working diaphragm surface is subjected to external air pressure, depending on the pedal force, while negative pressure is applied to the other side of the diaphragm. The force resulting from the pressure difference on the working diaphragm causes a force component supporting the foot force.

Der Unterdruck wird entweder durch den Saugrohrunterdruck in einem Ottomotor oder durch eine Pumpe im Riementrieb eines Dieselmotors erzeugt.The negative pressure is generated either by the Saugrohrunterdruck in a gasoline engine or by a pump in the belt drive of a diesel engine.

Bei Fahrzeugen, die zumindest teilweise elektrisch fahren können, z. B. ein Hybridelektrofahrzeug (HEV), ein Plug-in-Hybridfahrzeug (PHEV) oder ein batterieelektrisches Fahrzeug (BEV) wird eine Unterdruckpumpe von einem Elektromotor angetrieben, der von dem Bordnetz des Kraftfahrzeugs gespeist wird.For vehicles that can drive at least partially electrically, for. As a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid vehicle (PHEV) or a battery electric vehicle (BEV), a vacuum pump is driven by an electric motor, which is powered by the electrical system of the motor vehicle.

Eine gattungsgemäße Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug ist aus der DE 10 2006 015 483 A1 bekannt. Diese Bremsanlage umfasst einen Unterdruck-Bremskraftverstärker, der mit einer Unterdruckquelle verbunden ist, wobei bei einer Betätigung durch den Fahrer ein Signal erzeugt wird, das mit einem Schwellenwert verglichen wird, wobei gegebenenfalls ein Bremsvorgang ausgelöst wird, wenn das Signal einen Schwellenwert überschreitet.A generic brake system for a motor vehicle is from the DE 10 2006 015 483 A1 known. This brake system includes a vacuum brake booster connected to a vacuum source, wherein upon actuation by the driver, a signal is generated which is compared to a threshold, optionally triggering a braking action when the signal exceeds a threshold.

Aus dem Dokument JP 2002145044 A ist eine Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei der die Anzahl der Pedalbetätigungen durch einen Fahrer erfasst und gespeichert wird.From the document JP 2002145044 A a brake system for a motor vehicle is known in which the number of pedal operations by a driver is detected and stored.

Die DE 10 2006 036 387 A1 zeigt ein Verfahren zur Überwachung der Funktionsfähigkeit einer Bremsbetätigungseinheit, die unter anderem eine Zu- bzw. Abschalteinrichtung aufweist, die einen Pedalkraftsimulator in der Betriebsart „brake-by-wire” bei der Entkopplung der kraftübertragenden Verbindung zwischen dem Bremspedal und dem Bremskraftverstärker zu- und außerhalb der Betriebsart „brake-by-wire” abschaltet und die mittels eines Aktuators aktivierbar bzw. deaktivierbar ist, wobei bei einer Betätigung des Bremspedals der Aktuator während einer vorbestimmten Schaltzeit die Zu- bzw. Abschalteinrichtung deaktiviert und dass die während der Schaltzeit stattfindende Bewegung des Bremspedals in der Betätigungseinrichtung oder die durch die Bewegung des Bremspedals hervorgerufene Reaktion der Zu- und Abschalteinrichtung sensiert und ausgewertet wird.The DE 10 2006 036 387 A1 shows a method for monitoring the operation of a brake operating unit, which includes, inter alia, a switching on or off device, the pedal-force simulator in the "brake-by-wire" mode in the decoupling of the force-transmitting connection between the brake pedal and the brake booster and outside the mode "brake-by-wire" turns off and can be activated or deactivated by means of an actuator, wherein upon actuation of the brake pedal, the actuator during a predetermined switching time, the supply and disconnection device disabled and that takes place during the switching time movement of the brake pedal is sensed and evaluated in the actuator or caused by the movement of the brake pedal reaction of the supply and disconnection device.

Die WO 02/09989 A1 beschreibt ein System zur sicheren Übertragung der Position eines Betätigungselements an eine elektronische Verarbeitungseinheit über elektrische Signalleitungen, wobei das Positionssignal über mehrere Signalkanäle übertragen wird. In den Verarbeitungskanälen sind jeweils Zähler zum Zählen von über die Leitung übertragbarer Signalpulse vorhanden, wobei jeweils pro Kanal mindestens eine mit den Zählern verbundene Impulsunterscheidungseinrichtung vorhanden ist, so dass die Zähler aufwärts respektive abwärts gezählt werden, wenn Pulse einer ersten Sorte empfangen werden und die Zähler abwärts respektive aufwärts gezählt werden, wenn Impulse einer zweiten Sorte empfangen werden.The WO 02/09989 A1 describes a system for securely transmitting the position of an actuator to an electronic processing unit via electrical signal lines, wherein the position signal is transmitted over multiple signal channels. Counters for counting transferable signal pulses are provided in the processing channels, with at least one pulse discriminating means connected to the counters per channel, so that the counters are counted up and down respectively when pulses of a first kind are received and the counters downwards or upwards, respectively, when pulses of a second sort are received.

Bremsanlagen für Kraftfahrzeuge müssen Zulassungsvorschriften erfüllen, in denen festgelegt ist, welche Mindestfunktion und Bremsleistung ein Bremssystem aufweisen muss, sowohl bei normaler Funktion als auch in Sondersituationen, wie beispielsweise einem Teilausfall.Automotive braking systems must comply with registration requirements that specify the minimum function and braking performance of a braking system, both during normal functioning and in special situations, such as a partial failure.

Die Zulassungsvorschrift ECE R79 schreibt vor, dass bei einem Ausfall der Energieversorgung des Bremssystems, das aus derselben Quelle wie die Lenkung gespeist wird, nach achtmaligem vollständigen Niederdrücken des Bremspedals noch eine Mindestbremswirkung von 2,9 m/s2 erreicht werden muss. Allerdings ist die Speicherkapazität eines herkömmlichen Unterdruck-Bremskraftverstärkers nicht ausreichend, um nach achtfacher Betätigung noch eine Bremskraftunterstützung zu liefern. Das Vorsehen einer redundanten Energieversorgung oder ein entsprechend vergrößerter Unterdruckspeicher sind mit erheblichen Kosten, Entwicklungsaufwand und Platzbedarf verbunden. In der Praxis muss eine Bremsanlage, einschließlich der Radbremsen und aller Komponenten daher so ausgelegt werden, dass die vorgeschriebene Verzögerung von 2,9 m/s2 auch ohne Bremskraftunterstützung erreicht wird. Herkömmliche Bremsanlagen sind daher nicht optimal im Hinblick auf Gewicht, Pedalweg und Pedalgefühl.The approval requirement ECE R79 stipulates that in case of failure of the power supply of the braking system, which is fed from the same source as the steering, a minimum braking effect of 2.9 m / s 2 must be achieved after eight full depressions of the brake pedal. However, the storage capacity of a conventional vacuum brake booster is not sufficient to still provide a brake assist after eightfold operation. The provision of a redundant power supply or a correspondingly enlarged vacuum reservoir are associated with considerable costs, development effort and space requirements. In practice, a brake system, including the wheel brakes and all components must therefore be designed so that the prescribed deceleration of 2.9 m / s 2 is achieved even without brake assist. Conventional brake systems are therefore not optimal in terms of weight, pedal travel and pedal feel.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug anzugeben, die bei einem Ausfall der Energieversorgung auch nach mehrmaligem Betätigen des Bremspedals eine Bremskraftunterstützung durch einen Unterdruck-Bremskraftverstärker zur Verfügung stellen kann, so dass die Zulassungsvorschriften eingehalten werden können.The invention is therefore based on the object to provide a brake system for a motor vehicle, which in case of failure of Power supply even after repeated actuation of the brake pedal can provide a brake power assistance by a vacuum brake booster available, so that the approval requirements can be met.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Bremsanlage der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass sie ein Mittel zum Erkennen einer Störung aufweist und dass bei einer erkannten Störung ein mit dem Bremspedal verbundener Zähler aktivierbar ist, der jede Bewegung des Bremspedals zählt und dass bei einer erkannten Störung der Unterdruck-Bremskraftverstärker deaktiviert und erst nach einer festgelegten Anzahl von Betätigungen des Bremspedals wieder aktiviert wird.To solve this problem is provided according to the invention in a brake system of the type mentioned that it has a means for detecting a fault and that at a detected fault connected to the brake pedal counter is activated, which counts every movement of the brake pedal and that at a detected Malfunction of the vacuum brake booster disabled and only after a specified number of actuations of the brake pedal is activated again.

Die Erfindung beruht auf die Idee, dass nach einem Ausfall der Energieversorgung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers die zur Verfügung stehende Energie, das heißt der zur Verfügung stehende Unterdruckvorrat erst nach einer bestimmten Anzahl von Betätigungen des Bremspedals eingesetzt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass die in den Zulassungsvorschriften geforderte Hilfsbremswirkung eingehalten wird.The invention is based on the idea that after a failure of the power supply of the vacuum brake booster the available energy, that is, the available vacuum supply is used only after a certain number of operations of the brake pedal. This ensures that the auxiliary braking effect required in the approval regulations is maintained.

Vorzugsweise ist der Zähler der erfindungsgemäßen Bremsanlage als mechanischer, elektrischer oder elektronischer Zähler ausgebildet. Bei der erfindungsgemäßen Bremsanlage kann es vorgesehen sein, dass sie ein Ventil zum Deaktivieren oder Aktivieren des Unterdruck-Bremskraftverstärkers aufweist. Im aktivierten Zustand ist das Ventil geöffnet, so dass wie bei einem herkömmlichen Bremskraftverstärker die Bremskraftunterstützung in der vorgesehenen Weise zur Verfügung steht. Im deaktivierten Zustand wird das Ventil geschlossen, so dass der in dem Unterdruck-Bremskraftverstärker vorhandene Unterdruckvorrat nicht verbraucht wird. In diesem Betriebszustand wird die Bremsanlage lediglich durch die Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer gebremst.Preferably, the counter of the brake system according to the invention is designed as a mechanical, electrical or electronic counter. In the brake system according to the invention, it may be provided that it has a valve for deactivating or activating the vacuum brake booster. When activated, the valve is open, so that as in a conventional brake booster, the brake assist is available in the intended manner. In the deactivated state, the valve is closed, so that the existing in the vacuum brake booster vacuum supply is not consumed. In this operating state, the brake system is braked only by the operation of the brake pedal by the driver.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bremsanlage kann der Zähler mit einer Steuerscheibe gekoppelt sein, um das Ventil nach der festgelegten Anzahl von Betätigungen des Bremspedals zu schalten. Wesentlich ist dabei, dass der Zähler und die Steuerscheibe rein mechanisch arbeiten, so dass keine elektrische Stromversorgung, ein Steuergerät oder dergleichen erforderlich ist.According to a preferred embodiment of the brake system according to the invention, the counter may be coupled to a control disk to switch the valve after the predetermined number of operations of the brake pedal. It is essential that the counter and the control disk work purely mechanically, so that no electrical power supply, a control unit or the like is required.

Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass es eine Bremsanlage der beschriebenen Art aufweist.In addition, the invention relates to a motor vehicle. The motor vehicle according to the invention is characterized in that it has a brake system of the type described.

Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug als Hybridelektrofahrzeug oder als Plug-in-Hybridfahrzeug oder als batterieelektrisches Fahrzeug ausgebildet sein.Preferably, the motor vehicle according to the invention may be designed as a hybrid electric vehicle or as a plug-in hybrid vehicle or as a battery electric vehicle.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.The invention will be explained below with reference to an embodiment with reference to the drawing.

Die Zeichnung zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Bremsanlage.The drawing shows an inventive motor vehicle with a brake system according to the invention.

Das in der Figur schematisch dargestellte Kraftfahrzeug 1 umfasst eine Bremsanlage 2 mit einem Bremspedal 3 und einem Unterdruck-Bremskraftverstärker 4. Das Kraftfahrzeug 1 ist als Plug-in-Hybridfahrzeug (PHEV) ausgebildet. Es handelt sich somit um ein Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb, dessen Batterie zusätzlich über das Stromnetz geladen werden kann.The motor vehicle shown schematically in the figure 1 includes a brake system 2 with a brake pedal 3 and a vacuum brake booster 4 , The car 1 is designed as a plug-in hybrid vehicle (PHEV). It is thus a motor vehicle with hybrid drive, the battery can be additionally charged via the mains.

Die Bremsanlage 2 umfasst ferner eine als Unterdruckpumpe 5 ausgebildete Unterdruckquelle, die durch einen Elektromotor angetrieben wird, der vom Bordnetz des Kraftfahrzeugs 1 gespeist wird.The brake system 2 further includes a vacuum pump 5 trained negative pressure source, which is driven by an electric motor, by the electrical system of the motor vehicle 1 is fed.

Die Bremsanlage 2 ist so ausgebildet, dass durch die Unterdruckpumpe 5 eine Druckdifferenz bzw. ein Unterdruck erzeugt wird, der als Unterdruckquelle dem Unterdruck-Bremskraftverstärker 4 zur Verfügung gestellt wird. Der Unterdruck-Bremskraftverstärker 4 erzeugt bei einem Bremsvorgang eine Hilfskraft, die die vom Fahrer aufgebrachte Pedalkraft unterstützt.The brake system 2 is designed so that by the vacuum pump 5 a pressure difference or a negative pressure is generated, the vacuum source as the negative pressure brake booster 4 is made available. The vacuum brake booster 4 generates during a braking process, an auxiliary force that supports the pedal force applied by the driver.

Die Bremsanlage 2 weist ein Mittel zum Erkennen einer Störung auf. Eine derartige Störung kann z. B. durch einen Ausfall der Unterdruckpumpe 5 verursacht werden, eine andere Ursache wäre ein Leck in einer Verbindungsleitung zwischen der Unterdruckpumpe 5 und dem Unterdruck-Bremskraftverstärker 4. Das Mittel zum Erkennen einer Störung wirkt rein mechanisch. Bei einer erkannten Störung wird ein mit dem Bremspedal verbundener mechanischer Zähler 6 aktiviert, der jede Betätigung des Bremspedals 3 zählt. Gleichzeitig wird bei einer erkannten Störung der Unterdruck-Bremskraftverstärker 4 deaktiviert. In diesem Betriebszustand steht lediglich die vom Fahrer aufgebrachte Pedalkraft zur Verfügung, um die Räder des Kraftfahrzeugs 1 abzubremsen.The brake system 2 has a means for detecting a disturbance. Such a disorder may, for. B. by a failure of the vacuum pump 5 Another cause would be a leak in a connection line between the vacuum pump 5 and the vacuum brake booster 4 , The means for detecting a fault is purely mechanical. When a fault is detected, a mechanical counter connected to the brake pedal becomes 6 activated, every press of the brake pedal 3 counts. At the same time, when a fault is detected, the vacuum brake booster 4 disabled. In this operating state, only the pedal force applied by the driver is available to the wheels of the motor vehicle 1 decelerate.

Das Deaktivieren des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 4 erfolgt mittels eines Ventils 7, das bei einer erkannten Störung den Unterdruck-Bremskraftverstärker 4 deaktiviert, so dass der darin gespeicherte Unterdruckvorrat nicht mehr zur Verzögerung des Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann.Disabling the vacuum brake booster 4 takes place by means of a valve 7 which, in the event of a fault, detects the vacuum brake booster 4 deactivated, so that the stored vacuum reservoir can not be used for deceleration of the motor vehicle.

Der Zähler 6 ist in einer nicht näher dargestellten Weise mit einer Steuerscheibe gekoppelt, um das Ventil 7 nach einer festgelegten Anzahl von Betätigungen des Bremspedals 3 zu schalten. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Ventil 7 nach achtmaligem vollständigen Niederdrücken des Bremspedals 3 betätigt, wodurch der Unterdruck-Bremskraftverstärker 4 wieder aktiviert wird. Somit steht beim neunten Niederdrücken des Bremspedals 3 durch den Fahrer wieder der in dem Unterdruck-Bremskraftverstärker 4 gespeicherte Unterdruck zur Verfügung, der als Hilfskraft bei dem Bremsvorgang wirkt. Auf diese Weise kann beim neunten Niederdrücken des Bremspedals 3 die in der Zulassungsvorschrift geforderte Mindestbremswirkung von 2,9 m/s2 erreicht werden.The counter 6 is coupled in a manner not shown with a control disk to the valve 7 after a fixed number of operations of the brake pedal 3 to switch. In the illustrated embodiment, the valve 7 after eight full depressions of the brake pedal 3 operated, causing the vacuum brake booster 4 is activated again. Thus stands at the ninth depression of the brake pedal 3 by the driver again in the vacuum brake booster 4 stored negative pressure available, which acts as an auxiliary force in the braking process. In this way, at the ninth depression of the brake pedal 3 the minimum braking effect of 2.9 m / s 2 required in the approval regulation is achieved.

In dem Fall, wenn die Störung beziehungsweise der Fehler beseitigt ist, wird der Zähler wieder zurückgesetzt.In the case when the fault is eliminated, the counter is reset.

Claims (7)

Bremsanlage (2) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einem Bremspedal (3) und einem an eine Unterdruckquelle angeschlossenen Unterdruck-Bremskraftverstärker (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanlage (2) ein Mittel zum Erkennen einer Störung aufweist und dass bei einer erkannten Störung ein mit dem Bremspedal (3) verbundener Zähler (6) aktivierbar ist, der jede Betätigung des Bremspedals (3) zählt und dass bei einer erkannten Störung der Unterdruck-Bremskraftverstärker (4) deaktiviert und erst nach einer festgelegten Anzahl von Betätigungen des Bremspedals (3) wieder aktiviert wird.Brake system ( 2 ) for a motor vehicle ( 1 ), with a brake pedal ( 3 ) and a vacuum brake booster connected to a vacuum source ( 4 ), characterized in that the brake system ( 2 ) has a means for detecting a fault and that, in the event of a detected fault, a brake pedal ( 3 ) connected counter ( 6 ), which activates each actuation of the brake pedal ( 3 ) and that, in the event of a detected malfunction, the vacuum brake booster ( 4 ) and only after a specified number of operations of the brake pedal ( 3 ) is reactivated. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zähler als mechanischer, elektrischer oder elektronischer Zähler (6) ausgebildet ist.Brake system according to claim 1, characterized in that the counter as a mechanical, electrical or electronic counter ( 6 ) is trained. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Ventil (7) zum Deaktivieren oder Aktivieren des Unterdruck-Bremskraftverstärkers (4) aufweist.Brake system according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a valve ( 7 ) for deactivating or activating the vacuum brake booster ( 4 ) having. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zähler (6) mit einer Steuerscheibe gekoppelt ist, um das Ventil (7) nach der festgelegten Anzahl von Betätigungen des Bremspedals (3) zu schalten.Brake system according to claim 3, characterized in that the counter ( 6 ) is coupled to a control disk to the valve ( 7 ) after the set number of operations of the brake pedal ( 3 ) to switch. Bremsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zähler (6) zurückgesetzt wird, wenn die Störung nicht mehr vorliegt.Brake system according to one of the preceding claims, characterized in that the counter ( 6 ) is reset if the fault is no longer present. Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Bremsanlage (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 aufweist.Motor vehicle, characterized in that it has a brake system ( 2 ) according to one of claims 1 to 5. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es als Hybridelektrofahrzeug oder als Plug-in-Hybridfahrzeug oder als batterieelektrisches Fahrzeug ausgebildet ist.Motor vehicle according to claim 6, characterized in that it is designed as a hybrid electric vehicle or as a plug-in hybrid vehicle or as a battery electric vehicle.
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