Titel

Verfahren zur Steuerung eines Pedalhebels einer hydraulischen Fremdkraftbremse

Stand der Technik

Aktuelle Fahrzeugbremssysteme enthalten neben stabilisierenden Funktionen, beispielsweise in der Form einer klassischen ESP/ABS Funktion, zunehmend erweiterte Funktionen, wie eine Unterstützung des Fahrers, respektive Krafteinbringung auf das Bremspedal bei der Bremsaktuation durch einen eBKV (elektromechanischer Bremskraftverstärker) oder auch assistierende oder teilassistierende Funktionen durch eine Einheit zur aktiven Modulierung des hydraulischen Bremsdrucks (z.B.: ESP, eBKV, Boost-Einheit, etc.), ohne aktive Beteiligung des Fahrers.

Fahrerassistenzsysteme finden in heutigen Kraftfahrzeugen zunehmend in unterschiedlichen Ausprägungsstufen Verbreitung. Sie greifen teilautomatisiert oder automatisiert in Antrieb, Steuerung (z.B. Lenkung) oder Signalisierungseinrichtungen des Fahrzeugs ein oder warnen durch geeignete Mensch-Maschine-Schnittstellen den Fahrer kurz vor oder während kritischer Situationen. Typischerweise weist ein Bremssystem einen elektronischer Bremskraftverstärker (eBKV) und ein ESP-System auf. In dieser Kombination kann die Mehrheit der Bremssystem Funktionen mittels eines ESP-Systems realisieren und der Bremskraftverstärker wird als externer Steller benutzt, um dynamischen Druck aufzubauen.

Offenbarung der Erfindung

Dabei können Bremssysteme mit geschlossener Hydraulik arbeiten, d. h. das ein Reservoir mit Hydraulikflüssigkeit der Bremsanlage nur zum Leckage- und Temperaturausgleich dient und somit ein zur Verfügung stehendes Hydraulikvolumen konstant ist. Beispiele dafür sind klassische Bremsanlagen, wie Vakuumbremskraftverstärker, elektromechanische Bremskraftverstärker wie der iBooster oder auch eine Decoupled Power Brake (DPB) kombiniert mit einem ESP-System. Alternativ können Bremssysteme mit offener Hydraulik arbeiten, wie beispielsweise IPB-Systeme (I PB: integrated power brake). Dabei kann ein Reservoir mit Hydraulikflüssigkeit im normalen Betrieb zur Zwischenspeicherung von Hydraulikvolumen verwendet werden. Somit kann sich das genutzte hydraulische Volumen der Bremsanlage in einer Bremsung verändern. Jeweilige Bremssysteme weisen unterschiedliche Nachteile auf, beispielsweise haben Systeme mit geschlossener Hydraulik das Problem, dass ein Saugen eines ESP- Systems, je nach Betrieb, im relevanten Bereich der Bremsanlage, d. h. unterhalb des Hauptbremszylinders bis zu den Bremszylindern an den Rädern, mehr hydraulisches Volumen aufweisen als im Normalbetrieb vorhanden sein sollte.

Typischerweise verfügen Fremdkraftbremsanlagen über ein Bremspedal, das mittels eines Pedalhebels mit einem Hauptbremszylinder gekoppelt ist. Bei Fahrerbremsungen wird das Bremspedal betätigt, woraufhin Bremsflüssigkeit, bzw. Brems-Hydraulikflüssigkeit, in einen Pedalkraftsimulator verschoben wird, um dem Fahrer eine Kraftrückwirkung zu geben und das Bremssystem dadurch besser kontrollierbar zu machen.

Im Fall des hochautomatisierten Fahrens, wird das Bremspedal nicht benötigt, da der Fahrzeugregler die Verzögerung selbstständig anfordert. Deshalb gibt es Bestrebungen das Bremspedal in diesem Fall an eine Stelle zu befördern, an der es den Fahrer nicht stört, um z.B. dem Fahrer mehr Beinfreiheit zu ermöglichen. Eine Lösung kann dabei sein, das Bremspedal mit Hilfe eines Aktuators an seine Endposition zu fahren, bzw. eine Position des Bremspedals bei maximaler Betätigung. Dies entspricht dann einer passiven Position des Pedalhebels. Die dafür erforderlichen Kräfte sind jedoch relativ hoch, weil gegen die Kraft des Simulators gearbeitet werden müsste. Eine Entkopplung des Simulators aus dem hydraulischen Kraftfluss, kann dabei helfen, das Kraftniveau für die Pedalbewegung zu senken.

Gemäß Aspekten der Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung eines Pedalhebels einer hydraulischen Fremdkraftbremse, eine hydraulische Fremdkraftbremse und eine Verwendung der hydraulischen Fremdkraftbremse, gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.

In dieser gesamten Beschreibung der Erfindung ist die Abfolge von Verfahrensschritten so dargestellt, dass das Verfahren leicht nachvollziehbar ist. Der Fachmann wird aber erkennen, dass viele der Verfahrensschritte auch in einer anderen Reihenfolge durchlaufen werden können und zu dem gleichen oder einem entsprechenden Ergebnis führen. In diesem Sinne kann die Reihenfolge der Verfahrensschritte entsprechend geändert werden. Einige Merkmale sind mit Zählwörtern versehen, um die Lesbarkeit zu verbessern oder die Zuordnung eindeutiger zu machen, dies impliziert aber nicht ein Vorhandensein bestimmter Merkmale.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung eines Pedalhebels einer hydraulischen Fremdkraftbremse für eine zumindest teilautomatisierte mobile Plattform vorgeschlagen, wobei der Pedalhebel mechanisch auf einen Haupt-Bremszylinder wirkt und der Pedalhebel mit einem Betätigungs- Aktuator mechanisch gekoppelt ist. In einem Schritt wird ein erstes Signal zur Steuerung des Pedalhebels in eine Passivposition, insbesondere an eine Steuereinheit für die Fremdkraftbremse, bereitgestellt. In einem weiteren Schritt wird eine erste hydraulische Verbindung zwischen dem Haupt-Bremszylinder und einem Ausgleichsvolumen gebildet. In einem weiteren Schritt wird ein erstes hydraulisches Volumen des Haupt-Bremszylinders in das Ausgleichsvolumen, mittels des Betätigungs-Aktuators, der auf den Pedalhebel wirkt, transferiert, um den Pedalhebel in eine Passivposition zu steuern.

Insbesondere kann der Pedalhebel auf zumindest einen Kolben des Haupt- Bremszylinders wirken, um für eine Bremswirkung den Kolben im Haupt-Bremszylinder zu verschieben.

Insbesondere kann der Betätigungs-Aktuator einen elektrischen Antrieb aufweisen.

Insbesondere kann eine solche Fremdkraftbremse in Form eines entkoppelten elektrischer Bremskraftverstärkers (eng.: decoupled power brake; DPB) ausgebildet sein, bei dem der Fahrer im normalen Betrieb in einen Bremskraftbinde-Simulator einbremst und der eigentliche Bremsdruck mittels eines Plungers erzeugt wird. Über zwei Bremsleitungen kann dieser Vordruck an eine Fahrdynamikregelung weitergeleitet werden. ln einem solchen Bremssystem kann, unabhängig von der Betätigung eines Bremspedals, mit dem Plunger der Fremdkraftbremse ein Bremsdruck aufgebaut werden. Dabei kann die Fremdkraftbremse hauptsächlich einen notwendigen dynamischen Aufbau eines Bremsdrucks übernehmen. Die Fahrdynamikregelung kann Stabilisierungsfunktionen und gegebenenfalls benötigte Notfallfunktionen, wie beispielsweise einen Aufbau eines hydraulischen Bremsdrucks, im Fehlerfall bereitstellen.

Ein Fahrer eines Fahrzeugs mit einem solchen Bremssystems bemerkt dieses Verfahren nicht, da bei der Fremdkraftbremse ein Hauptzylinder mit einem Pedal, bzw. Pedalhebel, von dem Plunger, der eingerichtet ist, einen Bremsdruck aufzubauen, entkoppelt werden kann.

Die Fremdkraftbremse kann eingerichtet sein, mit einer Fahrdynamikregelung gekoppelt zu werden, indem ein Koppelventil der Fremdkraftbremse und ein Koppelventil der Fahrdynamikregelung eingerichtet sind, hydraulisch miteinander gekoppelt zu werden. Eine solche hydraulische Kopplung zwischen der Fremdkraftbremse und der Fahrdynamikregelung kann mittels eines Koppelventils der Fahrdynamikregelung und einem Koppelventil der Fremdkraftbremse eingerichtet sein. Insbesondere kann die Fremdkraftbremse ein hydraulisches Volumen für die Fahrdynamikregelung bereitstellen, so dass beim Aufbau eines ersten dynamischen Drucks durch die Fahrdynamikregelung das hydraulische Volumen in einem System aus Fremd kraftbremse und Fahrdynamikregelung konstant bleibt. Mit anderen Worten kann die Fremdkraftbremse das bereitgestellte hydraulische Volumen so regeln, dass der Fahrdynamikregelung ein ausreichendes hydraulisches Volumen bereitgestellt wird, ohne dass zusätzliches hydraulisches Volumen aus einem zusätzlichen Reservoir hinzugefügt wird. D. h. wenn ein erster dynamischer Druck der Fahrdynamikregelung wieder abgebaut wird, kann die Fremdkraftbremse eingerichtet sein, das bereitgestellte hydraulische Volumen wieder aufzunehmen, ohne es in das zusätzliche Reservoir abgeben zu müssen. Insbesondere kann das System aus der Fremdkraftbremse und der Fahrdynamikregelung eingerichtet sein, bei einer Aktivierung der Fahrdynamikregelung, wie beispielsweise einem Bremskraftmodulationssystem, der Fremdkraftbremse ein Signal zu übertragen, so dass die Fremdkraftbremse mit der Fahrdynamikregelung hydraulisch so Zusammenwirken, dass der Fahrdynamikregelung ein ausreichendes hydraulisches Volumen bereitgestellt wird, um einen ersten hydraulischen Druck aufzubauen, ohne dass sich das hydraulische Volumen in dem System aus Fremd kraftbremse und Fahrdynamikregelung verändert. So kann sichergestellt werden, dass das hydraulische Volumen, welches von der Fahrdynamikregelung gesaugt wird, aus einem Plunger der Fremdkraftbremse und nicht aus einem hydraulischen Reservoir bereitgestellt wird. Mit anderen Worten kann das System eingerichtet sein, dass eine Information, dass die Fahrdynamikregelung hydraulisches Volumen saugen will, ermittelt wird und an die Fremdkraftbremse übertragen wird, woraufhin der Plunger der Fremdkraftbremse aktiv gesteuert wird einen ausreichenden aber geringen zweiten hydraulischen Druck aufzubauen, sodass das hydraulische Volumen nicht aus einem hydraulischen Reservoir entnommen wird, sondern aus dem Plunger, da der zweite Druck, den der Plunger der Fremdkraftbremse generiert, ausreichend hoch ist, um ein Saugen aus dem hydraulischen Reservoir zu vermeiden. Durch dieses Verfahren der Steuerung des Systems resultiert eine geschlossene Hydraulik beim Aufbau des ersten dynamischen Drucks der Fahrdynamikregelung. Somit entfällt eine Notwendigkeit Maßnahmen vorzusehen, das gesaugte bereitgestellte hydraulische Volumen wieder in das hydraulische Reservoir überzuführen, um sicherzustellen, dass in der Ruhelage des Systems kein hydraulischer Druck vorhanden ist. Somit kann auch ein Plunger ohne Schnüffelbohrungen in diesem System verwendet werden, wodurch unter anderem Bauraum, und insbesondere Breite für das System, eingespart werden kann. Dadurch wird erreicht, dass nach einem Lösen der Bremse, bzw. nach dem Betrieb des Fahrdynamikregelung kein Druck in dem Bremssystem verbleibt, und somit die Funktionalität des Bremssystems erhalten bleibt.

Mit anderen Worten kann mit dem Verfahren zur Steuerung des Pedalhebels der hydraulischen Fremdkraftbremse der Pedalkraftsimulator der Fremdkraftbremse entkoppelt werden, um eine maximale Betätigung des Pedals in eine Endposition durch den Betätigung-Aktuator zu ermöglichen bzw. zu erleichtern.

Dabei wird durch die hydraulische Entkopplung des Pedalkraftsimulators von dem Hauptzylinder eine benötigte Kraft für die Betätigung des Pedals erheblich reduziert, wodurch der Betätigung-Aktuator für die Pedalbewegung wirtschaftlich günstiger ausgelegt werden kann. Darüber hinaus kann die maximale Betätigung des Pedals in eine Endposition des Pedals realisiert werden, denn im normalen aktiven Betrieb der Fremdkraftbremse wird typischerweise nur ein halber Pedalweg ausgenutzt, da dann nur ein erster Kolben (MCI) des Hauptbremszylinders verschoben wird, von dem das hydraulische Volumen auf den Bremskraftsimulator wirkt. Im aktiven Betrieb bleibt eine zweites hydraulisches Volumen des Hauptbremszylinders geschlossen, so dass ein zweiter Kolben des Hauptbremszylinders nicht verschoben werden kann.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass das Ausgleichsvolumen, insbesondere zum Transferieren des ersten hydraulischen Volumens, ein Hydraulikflüssigkeits- Reservoir der Fremdkraftbremse ist. Dann wird in einem weiteren Schritt zumindest ein erstes Hydraulik-Ventil der hydraulischen Fremdkraftbremse geöffnet, um die erste hydraulische Verbindung zwischen dem Hydraulikflüssigkeits-Reservoir und dem Haupt-Bremszylinder zu bilden.

Alternativ oder zusätzlich kann das Hydraulikflüssigkeit-Reservoir eine externe Vorrichtung zu der Fremdkraftbremse sein.

Vorteilhafterweise ist das Verfahren gemäß diesem Aspekt einfach umzusetzen und mit wenig Aufwand zu einer Umsetzung verbunden.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass das Ausgleichsvolumen mittels einem mechanischen Verschieben eines Kolbens eines Plungers der hydraulischen Fremdkraftbremse bereitgestellt wird.

Dazu kann der Kolben des Plungers mithilfe von einem Elektroantrieb aus einer Anfangslage verschoben werden, um das benötigte hydraulische Volumen bereitzustellen.

Vorteilhafterweise kann das Verfahren gemäß diesem Aspekt auch bei Fremdkraftbremsen vorgesehen sein, die keine direkte hydraulische Verbindung zwischen dem Haupt-Bremszylinder und dem Hydraulikflüssigkeits-Reservoir beinhalten.

Vorteilhafterweise kann, falls keine direkte Verbindung zwischen Plunger und Hydraulikflüssigkeits-Reservoir, z.B. mittels eines Schaltventils POV, zur Verfügung steht, bzw. ein Schalten des Schaltventils zu laut ist oder mit unerwünschten Vibrationen verbunden ist (Noise Vibration Harshness (NVH)) oder das Abströmen über die Verbindung, z.B. über das Schaltventil, Staudrücke verursacht, die zu einer unbeabsichtigten Bremswirkung in den Rädern führen können, das Bremsflüssigkeitsvolumen vom Plunger aufgenommen werden.

Hierfür kann der Plunger vorher die Menge der aufzunehmenden Bremsflüssigkeit, über entsprechend gesteuerte Ventil, wie z.B. PSV, CSV und MC, in das Hydraulikflüssigkeits-Reservoir verschieben.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der Kolben des Plungers während des Transferierens des hydraulischen Volumens des Haupt-Bremszylinders so gesteuert wird, dass in der hydraulischen Verbindung zwischen dem Haupt- Bremszylinder und dem Plunger ein minimaler Überdruck-Wert nicht überschritten wird. Vorteilhafterweise kann das Verfahren entsprechend diesem Aspekt einen Überdruck in der Fremdkraftbremse bei der Steuerung des Pedalhebels auf einen Maximalwert begrenzen.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der Betätigungs-Aktuator des Pedalhebels einen elektrischen Antrieb aufweist.

Dazu kann der Betätigung-Aktuator selbst einen Elektromotor oder einen anderen Elektroantrieb aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der Betätigungs-Aktuator hydraulisch betrieben werden.

Alternativ oder zusätzlich kann der Pedalhebel indirekt mit dem Betätigungs-Aktuator gekoppelt sein, indem der Haupt-Bremszylinder mit dem Pedalhebel, insbesondere über eine Betätigungsstange des Haupt-Bremszylinders, so eingerichtet und/oder gekoppelt ist, dass der Betätigungs-Aktuator über den Haupt-Bremszylinder auf den Pedalhebel wirkt, um den Pedalhebel in eine vollbetätigte Anschlags- bzw. Endposition zu verschieben.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der Pedalhebel, insbesondere nachfolgend auf eines der oben beschriebenen Verfahren zum Steuern des Pedalhebels, aus der Passivposition in eine manuelle Betätigungs-Position gesteuert wird, indem in einem Schritt ein zweites Signal zur Steuerung des Pedalhebels in die Betätigungs-Position, insbesondere an die Steuereinheit für die Fremdkraftbremse, bereitgestellt wird. Dies kann insbesondere durch ein Steuergerät der mobilen Plattform erfolgen. In einem weiteren Schritt wird eine zweite hydraulische Verbindung zwischen dem Haupt-Bremszylinder und dem Hydraulikflüssigkeits-Reservoir mittels zumindest eines zweiten Hydraulik-Ventils der hydraulischen Fremdkraftbremse gebildet. In einem weiteren Schritt wird ein zweites hydraulisches Volumen für den Haupt-Bremszylinder aus dem Hydraulikflüssigkeits-Reservoir mittels des Betätigungs- Aktuators, der auf den Pedalhebel wirkt, durch die zweite hydraulische Verbindung, transferiert, um den Pedalhebel in die Betätigungs-Position zu steuern.

Dabei kann insbesondere die zweite hydraulische Verbindung gleich der ersten hydraulischen Verbindung sein und/oder das zweite Hydraulik-Ventil kann gleich dem ersten Hydraulik-Ventil sein.

Insbesondere kann die zweite hydraulische Verbindung mittels zumindest eines Rückschlagventils realisiert sein und/oder mittels eines Rückschlagventils des Plungers realisiert sein und/oder kann das zweite Hydraulik-Ventil in Form von Dichtungen des Haupt-Bremszylinders und/oder des Plungers ausgebildet sein, die entsprechend einem Rückschlagventil wirken. Insbesondere können diese Dichtungen des Haupt- Bremszylinders und/oder des Plungers Lippen-Dichtungen sein, die einen hydraulischen Fluss nur in einer Richtung abdichten.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass die zweite hydraulische Verbindung zwischen Haupt-Bremszylinder und dem Hydraulikflüssigkeits-Reservoir ein Rückschlagventil aufweist.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass das Rückschlagventil als Dichtung des Haupt-Bremszylinders ausgebildet ist.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der Pedalhebel aus der Passivposition in die manuelle Betätigungsposition gesteuert wird, indem in einem Schritt das zweite Signal zur Steuerung des Pedalhebels in die Betätigungs-Position, insbesondere an die Steuereinheit für die Fremdkraftbremse, bereitgestellt wird. In einem weiteren Schritt wird eine dritte hydraulische Verbindung zwischen dem Haupt-Bremszylinder und dem Plunger mittels zumindest eines dritten Hydraulik-Ventils der hydraulischen Fremdkraftbremse gebildet. In einem weiteren Schritt wird das zweite hydraulische Volumen für den Haupt-Bremszylinder mittels einem mechanischen Verschieben des Kolbens des Plungers der hydraulischen Fremdkraftbremse bereitgestellt. In einem weiteren Schritt wird das zweite hydraulische Volumen zu dem Haupt-Bremszylinder mittels des mechanischen Verschiebens des Kolbens des Plungers und dem Betätigungs-Aktuator, der auf den Pedalhebel wirkt, um den Pedalhebel aus der Passivposition in die Betätigungsposition zu steuern, transferiert.

Vorteilhafterweise hat dieser Aspekt des Verfahrens den Vorteil, dass er bei Fremdkraftbremsen realisiert werden kann, die kein Rückschlagventil und keine Lippendichtungen aufweisen. Weiterhin vorteilhaft bei diesem Aspekt des Verfahrens ist das ein Unterdrück in der hydraulischen Fremdkraftbremse gesteuert werden kann, um zu vermeiden, dass Bremsbeläge der Bremse aus einer soll Position zurückgezogen werden. Alternativ kann durch die Steuerung des hydraulischen Drucks das Steuern des Pedalhebels aus der Passivposition in die manuelle Betätigungsposition mit einem leichten Überdruck beschleunigt werden. Die Rückstellkraft der Federn des Haupt-Bremszylinders kann immer so ausgelegt werden, dass das der Pedalhebel durch die Rückstellkraft der Federn immer in seine Ausgangsstellung zurückkehrt. Diese Federn des Haupt- Bremszylinders können das Steuern des Pedalhebels aus der Passivposition in die manuelle Betätigungsposition unterstützen.

Dabei kann die erste und/oder die zweite und/oder die dritte hydraulische Verbindung identisch sein. Weiterhin kann das erste und/oder das zweiten und/oder das dritte Hydraulik-Ventil identisch sein.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass das Verschieben des Kolbens des Plungers, während des Bereitstellens des zweiten hydraulischen Volumens an den Haupt-Bremszylinders, so gesteuert wird, dass in der dritten hydraulischen Verbindung zwischen dem Haupt-Bremszylinder und dem Plunger ein minimaler Überdruck nicht überschritten wird.

Dazu kann eine Steuereinheit der Fremdkraftbremse eingerichtet und konfiguriert sein, den Betätigungs-Aktuator und den Kolben des Plungers so zu steuern, dass kein hydraulischer Überdruck in der dritten hydraulischen Verbindung entsteht.

Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit eingerichtet und konfiguriert sein, in Teilschritten des Verfahrens einen bestimmten Über-oder Unterdrück in der dritten hydraulischen Verbindung zwischen dem Haupt-Bremszylinder und dem Plunger einzustellen.

Zur Bestimmung des Drucks kann die Fremdkraftbremse in der Verbindung zwischen dem Haupt-Bremszylinder und dem Plunger einen Drucksensor aufweisen, der einen aktuellen hydraulischen Druck an die Steuereinheit bereitstellt.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass das erste Signal zur Steuerung des Pedalhebels in die Passivposition und das zweite Signal zur Steuerung des Pedalhebels in die Betätigungsposition durch ein Steuergerät einer mobilen Plattform bereitgestellt wird.

Das erste Steuersignal und/oder das zweite Steuersignal kann ein binäres Signal und/oder ein analoges Signal sein.

Es wird eine hydraulische Fremdkraftbremse vorgeschlagen, die einen Betätigungs- Aktuator und einen Plunger und/oder einem Hydraulik-Reservoir und eine Steuereinheit aufweist. Weiterhin weist hydraulische Fremdkraftbremse zumindest ein erstes Hydraulik-Ventil und/oder zweiten Hydraulik-Ventil auf und kann insbesondere einen Drucksensor aufweisen. Dabei ist die Steuereinheit eingerichtet, eines der oben beschriebenen Verfahren auszuführen. Es wird eine Verwendung einer hydraulischen Fremdkraftbremse wie sie oben beschrieben ist zum Bremsen zumindest eines Rades einer mobilen Plattform vorgeschlagen.

Unter einer mobilen Plattform kann ein zumindest teilweise automatisiertes System verstanden werden, welches mobil ist, und/oder ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs. Ein Beispiel kann ein zumindest teilweise automatisiertes Fahrzeug bzw. ein Fahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem sein. Das heißt, in diesem Zusammenhang beinhaltet ein zumindest teilweise automatisiertes System eine mobile Plattform in Bezug auf eine zumindest teilweise automatisierte Funktionalität, aber eine mobile Plattform beinhaltet auch Fahrzeuge und andere mobile Maschinen einschließlich Fahrerassistenzsystemen. Weitere Beispiele für mobile Plattformen können Fahrerassistenzsysteme mit mehreren Sensoren, mobile Multisensor-Roboter wie z.B. Roboterstaubsauger oder Rasenmäher, ein Multisensor- Überwachungssystem, eine Fertigungsmaschine, ein persönlicher Assistent oder ein Zugangskontrollsystem sein. Jedes dieser Systeme kann ein vollständig oder teilweise automatisiertes System sein.

Ausführungsbeispiele

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden mit Bezug auf die Figuren la-d bis 4a-d dargestellt und im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 a) eine Fremdkraftbremse mit Pedalhebel in Betätigungsposition; b) Ventilstellungen der Fremdkraftbremse, um den Pedalhebel in eine Passivposition zu steuern; c) eine Stellung des Haupt-Bremszylinder in Passivposition; d) Ventilstellungen der Fremdkraftbremse in Passivposition.

Figur 2 a) eine Fremdkraftbremse mit Pedalhebel in Betätigungsposition; b) eine veränderte Stellung des Plungers; c) einen Haupt-Bremszylinders und Plunger in Passivposition; d) Ventilstellungen der Fremdkraftbremse in Passivposition.

Figur 3 a) eine Fremdkraftbremse mit Pedalhebel in Passivposition; b) Ventilstellungen, um den Pedalhebel in eine Betätigungsposition zu steuern; c) eine Stellung des Haupt-Bremszylinder in Betätigungsposition; d) die Fremdkraftbremse mit Ventilstellungen in Betätigungsposition.

Figur 4 a) eine Fremdkraftbremse mit Pedalhebel in Passivposition; b) Ventilstellungen, um den Pedalhebel in eine Betätigungsposition zu steuern; c) eine Position des Plungers nach Übergang des Haupt-Bremszylinders in Betätigungsposition; d) die Fremdkraftbremse mit Ventilstellungen in Betätigungsposition.

Figur la skizziert schematisch eine Fremdkraftbremse 1000 die mit einer Fahrdynamikregelung 1100 gekoppelt ist und mit Ventilstellungen in einem Ruhezustand. Die Fremdkraftbremse 1000 ist mit der Fahrdynamikregelung 1100 mittels eines ersten und zweiten Koppelventils der Fremdkraftbremse PSV 1,2 1021 bzw. 1022 und einem ersten und zweiten Koppelventil der Fahrdynamikregelung SCC 1111 und 1112 hydraulisch gekoppelt.

Dabei ist sowohl die Fremdkraftbremse 1000 als auch die Fahrdynamikregelung 1100 zweikreisig ausgelegt.

Ein Hauptzylinder 1050 kann manuell durch ein Pedal, bzw. mit einem Pedalhebel, das/der mit dem Hauptzylinder 1050 mechanisch verbunden ist, betätigt werden, um hydraulisch mittels eines ersten bzw. zweiten Kreistrennungs-Ventils CSV 1, 2 1011 bzw. 1012 mittels jeweils zugeordneter Kreise der Fahrdynamikregelung 1100 auf Bremszylinder 1101, 1102 bzw. 1103 und 1104 zu wirken, um eine Not-Bremswirkung zu erzielen. Dabei ist der Hauptbremszylinder 1050 mit einem Reservoir für Hydraulikflüssigkeit 1030 mittels zweier Schnüffelbohrungen hydraulisch verbunden.

Im Normalbetrieb kann die Bremswirkung an den Bremszylindern 1101, 1102 bzw. 1103 und 1104 mittels eines Plungers 1060 bewirkt werden, indem der Plunger 1060 hydraulisches Volumen über die Koppelventile der Fremdkraftbremse PSV 1,2 1021 bzw. 1022 in die zwei Kreise der Fahrdynamikregelung verschiebt. Der Plunger 1060 kann über ein Ventil POV 1061 mit dem hydraulischen Reservoir RSV 1,2 1030 hydraulisch gekoppelt werden. Der Plunger 1060 ist mit einem Elektromotor gekoppelt, um mittels eines Kolbens hydraulisches Volumen abzugeben oder aufzunehmen zu können. Der Elektromotor kann durch eine Steuerung, die mit einer Sensorik zur Bestimmung der Elektro-Motorstellung RPS 1062 gekoppelt ist, geregelt werden. Der Druck des Hauptzylinders 1050 kann mittels eines Drucksensors 1053 bestimmt werden.

Der zweikreisig ausgelegte Hauptzylinder 1050, kann über ein Ventil SSV 1051 mit einem Bremskraft-Simulator PFS 1052 hydraulisch gekoppelt werden, um einem Fahrer, der das Bremspedal betätigt, einen hydraulischen Druckaufbau zu simulieren. Dabei wird dann das hydraulische Volumen im Normalbetrieb mittels des Plungers 1060 für die Fahrdynamikregelung 1100 bereitgestellt, um an den Bremszylindern 1101, 1102 bzw. 1103 und 1104, die mit der Fahrdynamikregelung 1100 hydraulisch gekoppelt sind, eine Bremswirkung zu erzielen. Eine mechanische Stellung des Bremspedals kann durch einen Wegaufnehmer s/U, der mit dem Bremspedal, bzw. mit dem Pedalhebel, mechanisch gekoppelt ist, bestimmt werden, um den Plunger 1060 zu steuern.

Ein zweiter hydraulischer Druck, der durch den Plunger 1060 generiert wird, kann mit einem Plunger-Drucksensor 1065 bestimmt werden. Mittels eines ersten Rückschlagventils BSV 1,2 1041 bzw. 1042 kann dem hydraulischen System aus Fremdkraftbremse 1000 und Fahrdynamikregelung 1100 Hydraulikflüssigkeit nachgeliefert werden.

Die Fremdkraftbremse 1000 ist mittels des Koppelventils der Fremdkraftbremse PSV 1,2 1021 bzw. 1022 mit einem Koppelventil der Fahrdynamikregelung SCC 1111 bzw. 1112 hydraulisch gekoppelt, und bildet damit eine hydraulische Kopplung zwischen der Fremdkraftbremse 1000 und der Fahrdynamikregelung 1100.

In der Figur la ist somit die Betriebsposition des Pedalhebels und des Haupt- Bremszylinders 1050 der Fremdkraftbremse 1000 im Manual-Betrieb sowie die entsprechenden Ventilstellungen und hydraulischen Volumina skizziert, die ein Fahrer beim Betätigen des Pedalhebels den Hauptzylinder 1050 verschieben kann, um bei geöffnetem Ventil SSV 1051 den Bremskraft-Simulator PFS 1052 zu betätigen.

Für einen Übergang in den automatischen Betrieb der Fremdkraftbremse 1000 kann der Fremdkraftbremse 1000 in diesem Manual-Betrieb ein Signal zum Steuern des Pedalhebels in eine Passivposition mittels eines Betätigung- Aktuators 1070 gegeben werden.

Figur lb skizziert schematisch veränderte Ventilstellungen, um das hydraulische Volumen aus dem Haupt-Bremszylinder 1050 in ein Reservoir für Hydraulikflüssigkeit 1030 zu verschieben. Dazu werden das erste und zweite Kreistrennungs-Ventil CSV 1, 2 1011 bzw. 1012, sowie das erste und zweite Koppelventil der Fremdkraftbremse PSV 1,2 1021 bzw. 1022 ein Koppelventil POV 1061 des Plungers 1060 mit dem hydraulischen Reservoir RSV 1,2 1030 geöffnet und das Ventil SSV 1051 zum Bremskraft-Simulator PFS 1052 geschlossen.

Dabei bleibt die Fahrdynamikregelung (ESP System) 1100 passiv.

Die Figur lc skizziert schematisch wie der Betätigung-Aktuator 1070 den Pedalhebel betätigt, um die hydraulischen Volumina MCI, MC2 aus dem Haupt- Bremszylinder 1050 durch das erste und zweite Kreistrennungs-Ventil CSV 1, 2 1011 bzw. 1012, und das erste und zweite Koppelventil PSV 1,2 1021 bzw. 1022 und das Koppelventil POV 1061 in das Reservoir für Hydraulikflüssigkeit 1030 zu transferieren. Somit muss der Betätigung-Aktuator 1070 nur die Kraft aufbringen, um eine Rückstellfeder des Haupt-Bremszylinders sowie Reibung zu überwinden, da der Haupt-Bremszylinder 1050 vom Bremskraft-Simulator PFS 1052 entkoppelt ist.

Die Figur ld skizziert schematisch die veränderte Stellung der Stößel des Haupt- Bremszylinders 1050 in der Passivposition und die korrespondierende Stellung des Pedalhebels. Die Ventilstellungen der Fremdkraftbremse 1000 entsprechen dem Ausgangszustand, wie er in der Figur la dargestellt ist.

Nach Erreichen der Pedalendstellung in der Passivposition wird die Anforderung des AD-Fahrmodus an die Fremdkraftbremse 1050 gesendet:

Die Fremdkraftbremse 1050 wird nach dem Steuern des Pedalhebels in die Passivposition zurück in den vollen Systemmodus versetzt, aber das Ventil SSV 1051 zum Bremskraft-Simulator PFS 1052 bleibt in dem Modus des hochautomatisierten Fahrens (AD-Fahrmodus) geschlossen, da die Bremskraft- Simulation, die mit dem Bremskraft-Simulator PFS 1052 erfolgen kann, beim hochautomatisierten Fahren nicht benötigt wird.

Die Figur 2a skizziert schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel für das Verfahren zur Steuerung des Pedalhebels.

Der Ausgangspunkt für das Verfahren ist die Betriebsposition des Pedalhebels und des Haupt-Bremszylinders 1050 entsprechend dem Verfahren, das mit der Figur la beschrieben wird. Für einen Übergang in den automatischen Betrieb der Fremdkraftbremse 1000 kann die Fremdkraftbremse in diesem Manual-Betrieb ein Signal zum Steuern des Pedalhebels in eine Passivposition gegeben werden.

Figur 2b skizziert schematisch veränderte Ventilstellungen, um das hydraulische Volumen aus dem Haupt-Bremszylinder 1050 in ein Reservoir für Hydraulikflüssigkeit 1030 zu verschieben.

Dazu werden das erste und zweite Kreistrennungs-Ventil CSV 1, 2 1011 bzw. 1012, sowie das erste und zweite Koppelventil der Fremdkraftbremse PSV 1,2

1021 bzw. 1022 geöffnet und das Ventil SSV 1051 zum Bremskraft-Simulator PFS 1052 und das Koppelventil POV 1061 des Plungers 1060 zum hydraulischen Reservoir RSV 1,2 1030 wird oder bleibt geschlossen.

Dabei bleibt die Fahrdynamikregelung (ESP System) 1100 passiv. In einem vorbereitenden Schritt wird der Kolben des Plungers 1060 so verschoben, dass der Plunger 1060 hydraulisches Volumen des Haupt-Bremszylinders 1050 aufnehmen kann. Ein dabei anfallendes überschüssiges hydraulisches Volumen des Plungers 1060 wird durch das erste und zweite Kreistrennungs-Ventil CSV 1, 2 1011 bzw. 1012, und das erste und zweite Koppelventil PSV 1,2 1021 bzw.

1022 und jeweilige Schnüffelbohrungen des Haupt-Bremszylinders 1050 in das Reservoir für Hydraulikflüssigkeit 1030 transferiert.

Die Figur 2c skizziert schematisch, wie die hydraulischen Volumina MCI, MC2 des Haupt-Bremszylinders 1050 durch die geöffneten erste und zweite Kreistrennungs-Ventile CSV 1, 2 1011 bzw. 1012, sowie das erste und zweite Koppelventil der Fremdkraftbremse PSV 1,2 1021 bzw. 1022 in den Plunger 1060 transferiert werden, wobei der Kolben des Plungers 1060 so gesteuert wird, dass in der hydraulischen Verbindung zwischen dem Haupt-Bremszylinder 1050 und dem Plunger 1060 ein minimaler Überdruck-Wert nicht überschritten wird.

Entsprechend der Figur ld skizziert die Figur 2d schematisch die veränderte Stellung der Stößel des Haupt-Bremszylinders 1050 in der Passivposition und die korrespondierende Stellung des Pedalhebels. Die Ventilstellungen der Fremdkraftbremse 1000 entsprechen dem Ausgangszustand, wie er in der Figur 2a dargestellt ist.

Nach Erreichen der Pedalendstellung in der Passivposition wird die Anforderung des AD-Fahrmodus an die Fremdkraftbremse 1050 gesendet: Die Fremdkraftbremse 1050 wird nach dem Steuern des Pedalhebels in die Passivposition zurück in den vollen Systemmodus versetzt, aber das Ventil SSV 1051 zum Bremskraft-Simulator PFS 1052 bleibt in dem Modus des hochautomatisierten Fahrens (AD-Fahrmodus) geschlossen, da die Bremskraft- Simulation, die mit dem Bremskraft-Simulator PFS 1052 erfolgen kann, beim hochautomatisierten Fahren nicht benötigt wird.

Die Figur 3a skizziert schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel für das Verfahren zur Steuerung des Pedalhebels.

Der Ausgangspunkt für das Verfahren ist eine Passivposition des Pedalhebels und des Haupt-Bremszylinders 1050 der Fremdkraftbremse 1000, die mit den oben beschriebenen Verfahren zur Figur 1 und der Figur 2 erreicht werden kann. Für einen Übergang in den manuellen Betrieb der Fremdkraftbremse 1000 kann die Fremdkraftbremse in diesem automatischen Betrieb ein Signal zum Steuern des Pedalhebels in eine Betätigung-Position gegeben werden.

Figur 3b skizziert schematisch veränderte Ventilstellungen, um ein benötigtes hydraulisches Volumen in den Haupt-Bremszylinder 1050 aus dem Reservoir für Hydraulikflüssigkeit 1030 zu transferieren.

Dazu werden das erste und zweite Kreistrennungs-Ventil CSV 1, 2 1011 bzw. 1012, sowie das erste und zweite Koppelventil der Fremdkraftbremse PSV 1,2 1021 bzw. 1022 geöffnet. Das Koppelventil POV 1061, das den Plungers 1060 mit dem hydraulischen Reservoir RSV 1,2 1030 hydraulisch koppeln kann, und das Ventil SSV 1051 zum Bremskraft-Simulator PFS 1052 werden bzw. bleiben geschlossen.

Dabei bleibt die Fahrdynamikregelung (ESP System) 1100 passiv.

Die Figur 3c skizziert schematisch wie der Betätigung-Aktuator 1070 den Pedalhebel betätigt, um die hydraulischen Volumina MCI, MC2 in den Haupt- Bremszylinder 1050 durch das erste und zweite Kreistrennungs-Ventil CSV 1, 2 1011 bzw. 1012 und das ersten und zweite Rückschlagventil BSV 1,2 1041 bzw. 1042 in das Reservoir für Hydraulikflüssigkeit 1030 zu transferieren. Dabei wird der Betätigung-Aktuator 1070 durch die Rückstellfeder des Haupt-Bremszylinders unterstützt. Die Figur 3d skizziert schematisch die veränderte Stellung der Stößel des Haupt- Bremszylinders 1050 in der Betätigungs-Position und die korrespondierende Stellung des Pedalhebels. Die Ventilstellungen der Fremdkraftbremse 1000 entsprechen dem Ausgangszustand, wie er in der Figur 3a dargestellt ist. Nach Erreichen der Pedalendstellung in der Betätigungs-Position wird die Anforderung des manuellen Fahrmodus an die Fremdkraftbremse 1050 gesendet:

Die Fremdkraftbremse 1050 wird nach dem Steuern des Pedalhebels in die Betätigungs-Position zurück in den vollen Systemmodus versetzt, und das Ventil SSV 1051 zum Bremskraft-Simulator PFS 1052 kann manuellen Modus geöffnet werden, um dem Fahrer der das Bremspedal betätigt, einen hydraulischen Druckaufbau zu simulieren.

Die Figur 4a skizziert schematisch ein viertes Ausführungsbeispiel für das Verfahren zur Steuerung des Pedalhebels.

Der Ausgangspunkt für das Verfahren ist eine Passivposition des Pedalhebels und des Haupt-Bremszylinders 1050 der Fremdkraftbremse 1000, die mit den oben beschriebenen Verfahren zur Figur 1 und der Figur 2 erreicht werden kann. Für einen Übergang in den manuellen Betrieb der Fremdkraftbremse 1000 kann die Fremdkraftbremse in diesem automatischen Betrieb ein Signal zum Steuern des Pedalhebels in eine Betätigung-Position gegeben werden.

Figur 4b skizziert schematisch veränderte Ventilstellungen, um ein benötigtes hydraulisches Volumen in den Haupt-Bremszylinder 1050 aus dem Reservoir für Hydraulikflüssigkeit 1030 zu transferieren.

Dazu werden das erste und zweite Kreistrennungs-Ventil CSV 1, 2 1011 bzw. 1012, sowie das erste und zweite Koppelventil der Fremdkraftbremse PSV 1,2 1021 bzw. 1022 geöffnet. Das Koppelventil POV 1061, das den Plungers 1060 mit dem hydraulischen Reservoir RSV 1,2 1030 hydraulisch koppeln kann, und das Ventil SSV 1051 zum Bremskraft-Simulator PFS 1052 werden bzw. bleiben geschlossen.

Dabei bleibt die Fahrdynamikregelung (ESP System) 1100 passiv.

Die Figur 4c skizziert schematisch wie der Betätigung-Aktuator 1070 den Pedalhebel betätigt, um benötigte hydraulische Volumen MCI, MC2 für den Haupt-Bremszylinder 1050, durch das erste und zweite Kreistrennungs-Ventil CSV 1, 2 1011 bzw. 1012 sowie das erste und zweite Koppelventil der Fremdkraftbremse PSV 1,2 1021 bzw. 1022 mit einem hydraulischen Volumen, aus dem hydraulischen Volumen des Plungers 1060 zu transferieren, in dem der Kolben des Plungers 1060 entsprechend Verfahren wird. Dabei wird der Kolben des Plungers 1060 so gesteuert, dass in der hydraulischen Verbindung zwischen dem Haupt-Bremszylinder 1050 und dem Plunger 1060 ein minimaler Überdruck- Wert nicht überschritten wird.

Der Betätigung-Aktuator 1070 wird durch die Rückstellfeder des Haupt- Bremszylinders unterstützt den jeweiligen Kolben des Haupt-Bremszylinders 1050 in die Betätigungsposition zu steuern. Der Kolben des Plungers 1060 wird in eine Ausgangsposition zum Aktivieren der Bremse zurückgefahren, in dem das benötigte hydraulische Volumen durch das erste und zweite Kreistrennungs- Ventil CSV 1, 2 1011 bzw. 1012 sowie das erste und zweite Koppelventil der Fremdkraftbremse PSV 1,2 1021 bzw. 1022 und die Schnüffelbohrungen des Haupt-Bremszylinders 1050, die in der Betätigungs-Position freigegeben sind aus dem Reservoir für Hydraulikflüssigkeit 1030 transferiert wird.

Die Figur 4 d skizziert schematisch die veränderte Stellung der Stößel des Haupt- Bremszylinders 1050 in der Betätigungs-Position und die korrespondierende Stellung des Pedalhebels. Die Ventilstellungen der Fremdkraftbremse 1000 entsprechen dem Ausgangszustand, wie er in der Figur 4 a dargestellt ist.

Nach Erreichen der Pedalendstellung in der Betätigungs-Position wird die Anforderung des manuellen Fahrmodus an die Fremdkraftbremse 1050 gesendet.

Die Fremdkraftbremse 1050 wird nach dem Steuern des Pedalhebels in die Betätigungs-Position zurück in den vollen Systemmodus versetzt, und das Ventil SSV 1051 zum Bremskraft-Simulator PFS 1052 kann manuellen Modus geöffnet werden, um dem Fahrer der das Bremspedal betätigt, einen hydraulischen Druckaufbau zu simulieren.

Das erste hydraulische Volumen und/oder das zweite hydraulische Volumen und/oder das dritte hydraulische Volumen können gleich sein.