DE102012203779A1

DE102012203779A1 - Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs und Steuervorrichtung für ein Bremssystem eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102012203779A1
Application number: DE201210203779
Authority: DE
Inventors: Dirk Drotleff; Tobias Spoeri; Branimir Tokic
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2013-09-12
Also published as: FR2987800A1; CN103303283A; CN103303283B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs durch Begrenzen eines Bremsdruckaufbaus in einem ersten Bremskreis (10) des Bremssystems auf einen Ansprechdruck eines Speichervolumens (46) des ersten Bremskreises (10) während einer Betätigung eines an einem Hauptbremszylinder (18) des Bremssystems angeordneten Bremsbetätigungselements (22) durch einen Fahrer des Fahrzeugs, wobei ein zusätzliches Reduzieren eines Bremsdrucks in dem ersten Bremskreis (10) ausgeführt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Steuervorrichtung (100) für ein Bremssystem eines Fahrzeugs.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Steuervorrichtung für ein Bremssystem eines Fahrzeugs.
Stand der Technik
In der DE 196 04 134 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs mit einem elektrischen Antrieb beschrieben. Bei einem Abbremsen des Fahrzeugs unter Einsatz des elektrischen Antriebs zum gleichzeitigen Aufladen einer Batterie soll das von dem mindestens einen Radbremszylinder der hydraulischen Bremsanlage auf mindestens ein Rad ausgeübte hydraulische Bremsmoment trotz einer Betätigung des Bremspedals reduziert/deaktiviert werden. Dazu soll dem durch die Betätigung des Bremspedals aus dem Hauptbremszylinder zu den Radbremsen verschobenen Druckmittel entgegengewirkt werden, indem durch Öffnen der Radauslassventile der hydraulischen Bremsanlage das aus dem Hauptbremszylinder verschobene Druckmittel über den mindestens einen Radbremszylinder in mindestens eine Speicherkammer überführt wird. Auf diese Weise soll eine von dem elektrischen Antrieb ausgeführte regenerative Abbremsung verblendbar sein.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Steuervorrichtung für ein Bremssystem eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 11.
Vorteile der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ermöglicht das Einstellen eines Bremsdrucks unter einem Ansprechdruck des Speichervolumens des ersten Bremskreises trotz der Betätigung des an dem Hauptbremszylinder angeordneten/angebundenen Bremsbetätigungselements. Somit ist trotz des direkten Einbremsens des Fahrers in den Hauptbremszylinder ein Bremsdruckaufbau sowohl in dem ersten Bremskreis als auch in dem zweiten Bremskreis verlässlich verhinderbar/unterbindbar. Insbesondere kann trotz der erfolgten Betätigung des Bremsbetätigungselements, wie beispielsweise eines Bremspedals, ein Bremsdruck von nahezu Null in den beiden Bremskreisen eingehalten werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechende Steuervorrichtung sind besonders für ein rekuperatives Bremssystem vorteilhaft. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Verwendbarkeit der vorliegenden Erfindung nicht auf rekuperative Bremssysteme limitiert ist.
Bei einem Ausführen der vorliegenden Erfindung verbleiben keine Restschleifmomente, welche herkömmlicher Weise bei einem Verblenden entsprechend der Ansprechkraft/Federkraft eines Speichervolumens auftreten. Stattdessen können die Bremsdrücke an beiden Achsen bis auf 0 bar abgebaut werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird während des Begrenzens des Druckaufbaus in dem ersten Bremskreis und/oder während des zusätzlichen Reduzierens des Bremsdrucks in dem ersten Bremskreis ein Generator-Bremsmoment ungleich Null mittels eines Generators auf das Fahrzeug ausgeübt. Der gegenüber dem Stand der Technik reduzierte Bremsdruck in den beiden Bremskreisen kann somit dazu genutzt werden, ein vergleichsweise großes Generator-Bremsmoment auf das Fahrzeug auszuüben, ohne dass ein von dem Fahrer vorgegebenes Soll-Gesamt-Bremsmoment überschritten wird. Das vorteilhafte Verfahren ermöglicht somit beispielsweise ein schnelleres Aufladen einer Fahrzeugbatterie.
Beispielsweise kann mindestens ein Radauslassventil als das mindestens eine Ventil während des Begrenzens des Druckaufbaus in dem ersten Bremskreis in den geöffneten Zustand gesteuert werden. Somit kann zum Ausführen des Verfahrens ein in der Regel bereits in dem ersten Bremskreis vorhandenes Ventil genutzt werden. Das Ausführen des Verfahrens erfordert somit keine zusätzliche Komponente an dem Bremssystem.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird nach dem zusätzlichen Reduzieren des Bremsdrucks in dem ersten Bremskreis ein Bremsdruckaufbau in dem ersten Bremskreis auf den Ansprechdruck des Speichervolumens des ersten Bremskreises ausgeführt durch die Schritte: Steuern des Druckausgleichventils in einen geschlossenen Zustand, Steuern des Trennventils in den geöffneten Zustand, und Betreiben einer Pumpe des zweiten Bremskreises. Mittels der hier beschriebenen Verfahrensschritte kann Bremsflüssigkeit entsprechend der zuvor über das Druckausgleichventil in den Bremsflüssigkeitsbehälter abgelassenen Menge in den ersten Bremskreis, bzw. eine an dem ersten Bremskreis angebundene Druckkammer des Hauptbremszylinders, zurückgeführt werden.
Bevorzugter Weise wird während des Bremsdruckaufbaus in dem ersten Bremskreis zusätzlich mindestens ein Radeinlassventil des zweiten Bremskreises in einen geschlossenen Zustand gesteuert. Somit ist ein unerwünschter Bremsdruckaufbau in mindestens einem Radbremszylinder des zweiten Bremskreises auf einfache Weise verlässlich unterbindbar.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird ein zusätzlicher Druckaufbau in dem ersten Bremskreis ausgeführt durch die Schritte: Steuern des Trennventils in den geschlossenen Zustand, und zusätzliches Betreiben der Pumpe des ersten Bremskreises. Mittels der hier beschriebenen Verfahrensschritte kann vergleichsweise schnell ein relativ hoher Bremsdruck in dem ersten Bremskreis aufgebaut werden. Beispielsweise kann mittels der hier beschriebenen Verfahrensschritte schnell auf eine Reduzierung des maximal ausführbaren Generator-Bremsmoments durch das Bewirken eines hydraulischen Bremsmoments der Radbremszylinder des ersten Bremskreises reagiert werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform werden das Begrenzen des Bremsdruckaufbaus in dem ersten Bremskreis und/oder das zusätzliche Reduzieren des Bremsdrucks in dem ersten Bremskreis ausschließlich ausgeführt, sofern eine Bremsbetätigungsstärke der Betätigung des Bremsbetätigungselements unter einem vorgegebenen Schwellwert liegt. In diesem Fall weist das Bremssystem aufgrund des mittels des hier beschriebenen Verfahrens gezielten Schaltens der Ventile, bzw. seines Hydraulik-Schaltplans, einen zusätzlichen/erhöhten „hydraulischen“ Leerweg auf. Eine Ausbildung eines zusätzlichen mechanischen Leerwegs an dem Bremssystem ist somit nicht mehr notwendig. Der Fahrer des mit dem Bremssystem ausgestatteten Fahrzeugs hat somit aufgrund des Jump-In-Effekts ein standardgemäßes Bremsbetätigungsgefühl/Pedalgefühl. Aufgrund der hydraulischen Ausbildung des Leerwegs ist gewährleistet, dass Änderungen des Leerwegs gegenüber Änderungen eines mechanischen Leerwegs einfacher und kostengünstiger ausführbar und bedarfsgerecht je nach aktueller Situation darstellbar sind.
Beispielsweise kann der vorgegebene Schwellwert einem Jump-in-Grenzwert entsprechen. Insbesondere kann der vorgegebene Schwellwert einer Fahrzeugverzögerung zwischen 0,15 g und 0,2 g entsprechen. Das hier beschriebene Verfahren ist somit ausführbar, ohne dass dies mit einem geänderten Bremsbetätigungsgefühl/Pedalgefühl für den Fahrer wahrnehmbar ist. Insbesondere kann der Schwellwert beliebig hoch gewählt werden, wenn der Bremskraftverstärker/die Verstärkereinrichtung entsprechend der Druckreduzierung die Verstärkerkraft reduzieren kann.
Die in den oberen Absätzen beschriebenen Vorteile sind auch bei einer entsprechenden Steuervorrichtung für ein rekuperatives Bremssystem eines Fahrzeugs gewährleistet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Steuervorrichtung;
2a bis 2e fünf Koordinatensysteme zum Darstellen einer ersten Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben eines rekuperativen Bremssystems; und
3a bis 3e fünf Koordinatensysteme zum Darstellen einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben eines Bremssystems.
Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Steuervorrichtung.
Die in 1 schematisch wiedergegebene Steuervorrichtung 100 und das damit zusammenwirkende Bremssystem sind beispielsweise in einem Hybrid- oder in einem Elektrofahrzeug vorteilhaft einsetzbar. Die Einsetzbarkeit des im Weiteren beschriebenen Bremssystems ist jedoch nicht auf die Verwendung in einem Hybrid- oder in einem Elektrofahrzeug beschränkt.
Das Bremssystem hat einen ersten Bremskreis 10 und einen zweiten Bremskreis 12 mit jeweils mindestens einem Radbremszylinder 14a, 14b, 16a und 16b. Optionaler Weise weist jeder der beiden Bremskreise 10 und 12 zwei Radbremszylinder 14a, 14b, 16a und 16b auf. Bevorzugter Weise sind in diesem Fall der erste Radbremszylinder 14a des ersten Bremskreises 10 und der zweite Radbremszylinder 16a des ersten Bremskreises 10 einer ersten Fahrzeugachse zugeordnet, während der dritte Radbremszylinder 14b des zweiten Bremskreises 12 und der vierte Radbremszylinder 16b des zweiten Bremskreises 12 einer anderen Fahrzeugachse zugeordnet sind. Beispielsweise können der erste Radbremszylinder 14a und der zweite Radbremszylinder 16a der Vorderachse zugeordnet sein, während der dritte Radbremszylinder 14b und der vierte Radbremszylinder 16b der Hinterachse zugeordnet sind. Das im Weiteren beschriebene Bremssystem ist jedoch nicht auf eine derartige Bremskreisaufteilung beschränkt. Die einem Bremskreis 10 und 12 zugeordneten Räder können beispielsweise auch diagonal am Fahrzeug oder auf einer Seite des Fahrzeugs angeordnet sein.
Das Bremssystem weist einen Hauptbremszylinder 18 auf, welcher beispielsweise als Tandemhauptbremszylinder ausführbar ist. Der Hauptbremszylinder 18 kann mindestens einen verstellbaren Kolben haben, welcher zumindest teilweise in mindestens eine Druckkammer 18a oder 18b des Hauptbremszylinders 18 verstellbar ist. Bevorzugter Weise umfasst der Hauptbremszylinder 18 einen als Stangenkolben bezeichenbaren ersten verstellbaren Kolben, welcher zumindest teilweise in eine dem ersten Bremskreis 10 zugeordnete erste Druckkammer 18a des Hauptbremszylinders 18 hineinragt, und einen als Schwimmkolben bezeichenbaren zweiten verstellbaren Kolben, der zumindest teilweise in eine dem zweiten Bremskreis 12 zugeordnete zweite Druckkammer 18b des Hauptbremszylinders 18 hineinragt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schwimmkolben so verstellbar, dass bei einem Verstellen des Schwimmkolbens in eine erste Richtung das erste Innenvolumen der ersten Druckkammer 18a abnimmt, während das Innenvolumen der zweiten Druckkammer 18b zunimmt. Entsprechend kann über ein Verstellen des Schwimmkolbens in eine zweite Richtung das Innenvolumen der ersten Druckkammer 18a bei einer Abnahme des Innenvolumens der zweiten Druckkammer 18b zunehmen. Die Einsetzbarkeit der Steuervorrichtung 100 ist jedoch nicht auf die Verwendung eines Tandemhauptbremszylinders oder auf eine bestimmte Ausbildung des Hauptbremszylinders 18 beschränkt. Der Hauptbremszylinder 18 kann über mindestens eine Bremsflüssigkeit-Austauschöffnung, wie beispielsweise eine Schnüffelbohrung, mit einem Bremsflüssigkeitsreservoir 20 verbunden sein.
Das Bremssystem weist vorzugsweise ein an dem Hauptbremszylinder 18 angeordnetes Bremsbetätigungselement 22, wie beispielsweise ein Bremspedal, auf. Vorteilhafterweise ist das Bremsbetätigungselement 22 derart an dem Hauptbremszylinder 18 angeordnet, dass bei einem Betätigen des Bremsbetätigungselements 22 mit zumindest einer Mindest-Bremsbetätigungsstärke eine auf das Bremsbetätigungselement 22 aufgebrachte Fahrerbremskraft auf den mindestens einen verstellbaren Kolben, wie beispielsweise auf den Stangenkolben und den Schwimmkolben, so übertragbar ist, dass der Kolben mittels der Fahrerbremskraft verstellbar ist. Bevorzugter Weise wird mittels dieses Verstellens des Kolbens ein Innendruck in mindestens einer Druckkammer 18a und 18b des Hauptbremszylinders 18 gesteigert.
Bevorzugter Weise umfasst das Bremssystem auch mindestens einen Bremsbetätigungselement-Sensor 24, mittels welchem die Betätigungsstärke der Betätigung des Bremsbetätigungselements 22 durch den Fahrer ermittelbar ist. Der Bremsbetätigungselement-Sensor 24 kann beispielsweise einen Pedalwegsensor, einen Differenzwegsensor und/oder einen Stangenwegsensor umfassen. Zur Erfassung der Betätigungsstärke, welche dem Fahrerbremswunsch entspricht, ist jedoch auch eine anders geartete Sensorik anstelle oder zusätzlich zu den hier aufgezählten Sensortypen einsetzbar.
Das dargestellte Bremssystem weist auch einen Bremskraftverstärker 26, vorzugsweise eine elektromechanischen Bremskraftverstärker 26, auf. Der Bremskraftverstärker 26 kann insbesondere ein stetig regelbarer/stetig steuerbarer Bremskraftverstärker sein. Ein elektromechanischer Bremskraftverstärker 26 zeichnet sich durch eine variable Verstärkung aus. Damit ist es mittels eines elektromechanischen Bremskraftverstärkers 26 möglich, die für den Fahrer wahrnehmbare Bremsbetätigungskraft während eines Bremsens auf einfache Weise zu beeinflussen. Anstelle eines elektromechanischen Bremskraftverstärkers 26 kann das mit der Steuervorrichtung 100 zusammenwirkende Bremssystem auch einen Bremskraftverstärker 26 eines anderen Typs haben.
Nachfolgend werden mit Bezug zu 1 weitere Komponenten der Ausführungsform des Bremssystems beschrieben. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die im Weiteren beschriebenen Komponenten des Bremssystems lediglich ein Beispiel für eine mögliche Ausbildung des vorteilhaften Bremssystems darstellen. Ein Vorteil der unten ausführlicher beschriebenen Steuervorrichtung 100 liegt darin, dass die damit zusammenwirkenden Bremskreise 10 und 12 nicht auf eine bestimmte Ausbildung oder auf das Einsetzen bestimmter Komponenten festgelegt sind. Stattdessen können die Bremskreise 10 und 12 mit einer hohen Wahlfreiheit modifiziert werden, ohne dass die Einsetzbarkeit und die Vorteile der Steuervorrichtung 100 beeinträchtigt werden:
Jeder der Bremskreise 10 und 12 ist so ausgebildet, dass der Fahrer, sofern dies erwünscht ist, über den Hauptbremszylinder 18 direkt in die Radbremszylinder 14a, 14b, 16a und 16b hineinbremsen kann. Der erste Bremskreis 10 weist ein Hochdruckschaltventil 28 und ein Umschaltventil 30 auf, während der zweite Bremskreis 12 vorzugsweise ohne ein entsprechendes Ventil ausgebildet ist. In dem ersten Bremskreis 10 sind dem ersten Radbremszylinder 14a ein erstes Radeinlassventil 32a und dem zweiten Radbremszylinder 16a ein zweites Radeinlassventil 34a, jeweils mit einer parallel dazu verlaufenden Bypassleitung 36a und einem in jeder Bypassleitung 36a angeordneten Rückschlagventil 38a zugeordnet. Zusätzlich sind ein erstes Radauslassventil 40a dem ersten Radbremszylinder 14a und ein zweites Radauslassventil 42a dem zweiten Radbremszylinder 16a zugeordnet. Entsprechend können auch in dem zweiten Bremskreis 12 ein drittes Radeinlassventil 32b dem dritten Radbremszylinder 14b und ein viertes Radeinlassventil 34b dem vierten Radbremszylinder 16b zugeordnet sein. Parallel zu jedem der beiden Radeinlassventile 32b und 34b des zweiten Bremskreises 12 kann jeweils eine Bypassleitung 36b mit einem darin angeordneten Rückschlagventil 38b verlaufen. Des Weiteren können auch in dem zweiten Bremskreis 12 ein drittes Radauslassventil 40b dem dritten Radbremszylinder 14b und ein viertes Radauslassventil 42b dem vierten Radbremszylinder 16b zugeordnet sein.
Außerdem umfasst jeder der Bremskreise 10 und 12 eine Pumpe 44a und 44b, deren Ansaugseite mit den Radauslassventilen 40a und 42a oder 40b und 42b verbunden ist und deren Förderseite zu den Radeinlassventilen 32a und 34a oder 32b und 34b gerichtet ist. Der erste Bremskreis 10 weist zusätzlich noch eine zwischen den Radauslassventilen 40a und 42a und der Pumpe 44a angeordnete Speicherkammer 46 (z.B. ein Niederdruckspeicher) und ein zwischen der Pumpe 44a und der Speicherkammer 46 liegendes Überdruckventil 48 auf. Es wird darauf hingewiesen, dass die Speicherkammer 46 als ESP-Speicherkammern des ersten Bremskreises 10 nutzbar ist.
Die Pumpen 44a und 44b können auf einer gemeinsamen Welle 50 eines Motors 52 angeordnet sein. Jede der Pumpen 44a und 44b kann als Drei-Kolben-Pumpen ausgebildet sein. Anstelle von einer Drei-Kolben-Pumpe kann jedoch auch ein anderer Pumpentyp für mindestens eine der Pumpen 44a und 44b verwendet werden. Anders ausgeführte Modulationssysteme, wie z. B. Pumpen mit mehreren oder weniger Kolben, asymmetrische Pumpen oder Zahnradpumpen sind ebenfalls einsetzbar. Das mit der Steuervorrichtung 100 zusammenwirkende Bremssystem ist somit als ein modifiziertes Standard-Modulationssystem, insbesondere als Sechs-Kolben-ESP-System, ausführbar.
Der zweite Bremskreis 12 umfasst noch ein Trennventil 54, über welches die vorausgehend beschriebenen Komponenten des zweiten Bremskreises 12 mit dem Hauptbremszylinder verbunden sind. Vorzugsweise ist das Trennventil 54 zwischen dem Hauptbremszylinder und den Radeinlassventilen 32b und 34b des zweiten Bremskreises 12 angeordnet. Außerdem ist der zweite Bremskreis 12 über ein Druckausgleichventil 56 an das Bremsflüssigkeitsreservoir 20 angebunden. Bevorzugter Weise ist das Druckausgleichventil 56 dem Bremsflüssigkeitsreservoir 20 und einer Förderseite der (von den Einlassventilen angeordneten) Pumpe 44b des zweiten Bremskreises 12 zwischengeschaltet. Über eine parallel zu dem Druckausgleichventil 56 geführte Leitung 58 ist die Saugseite der Pumpe 44b des zweiten Bremskreises 12 mit dem Bremsflüssigkeitsreservoir 20 verbunden. Bevorzugter Weise ist das Druckausgleichventil 56 ein stetig regelbares/stetig steuerbares Ventil. Allerdings ist die Ausbildbarkeit des Druckausgleichventils 56 nicht auf einen bestimmten Ventiltyp limitiert. Außerdem kann jeder der beiden Bremskreise 10 und 12 noch mindestens einen Drucksensor 60, insbesondere zum Ermitteln eines Vordrucks und/oder eines Kreisdrucks, umfassen.
Das oben beschriebene Bremssystem ist mittels der im Weiteren ausgeführten Steuervorrichtung 100 ansteuerbar. Es wird jedoch nochmals darauf hingewiesen, dass die Einsetzbarkeit der im Weiteren beschriebenen Steuervorrichtung 100 nicht auf das Zusammenwirken mit einem derart ausgebildeten Bremssystem limitiert ist. Stattdessen kann die Steuervorrichtung 100 auch für eine Vielzahl von verschieden ausgebildeten Bremssystemen mit einem an dem Hauptbremszylinder 18 festgekoppelten/unlösbar angebundenen ersten Bremskreis 10, welcher mindestens ein Speichervolumen (Speicherkammer 46) aufweist, und einem von dem Hauptbremszylinder entkoppelbaren/abtrennbaren/abbindbaren zweiten Bremskreis 12 (By-wire-Bremskreis), der mit einem Trennventil 54 ausgestattet ist, verwendet werden:
Die Steuervorrichtung 100 umfasst eine Ventil- und/oder Pumpenansteuereinrichtung 102, mittels welcher das Bremssystem in einen Begrenzten-Bremsdruckaufbau-Modus steuerbar ist, indem mindestens ein Ventil 40a und 42a des ersten Bremskreises 10 mittels eines ersten Steuersignals 104 in einen geöffneten Zustand steuerbar ist. Während einer Betätigung des an dem Hauptbremszylinder 18 angeordneten Bremsbetätigungselements 22 durch einen Fahrer des Fahrzeugs ist somit Bremsflüssigkeit über das mindestens eine geöffnete Ventil 40a und 42a aus dem Hauptbremszylinder 18 und/oder dem ersten Bremskreis 10 in die Speicherkammer 46 als Speichervolumen des ersten Bremskreises 10 verschiebbar. Damit ist nach einem Steuern des Bremssystems in den Begrenzten-Bremsdruckaufbau-Modus trotz der Betätigung des Bremsbetätigungselements 22 ein Bremsdruckaufbau in dem ersten Bremskreis 10 auf einen Ansprechdruck der als Speichervolumen des ersten Bremskreises 10 genutzten Speicherkammer 46 begrenzbar.
Außerdem ist mittels der Ventil- und/oder Pumpenansteuereinrichtung 102 das Trennventil 54, über welches der zweite Bremskreis 12 mit dem Hauptbremszylinder 18 hydraulisch verbunden ist, mittels eines zweiten Steuersignals 106 in einen geschlossenen Zustand steuerbar. Somit kann ein Bremsdruckaufbau trotz der Betätigung des Bremsbetätigungselements 22 auch in dem zweiten Bremskreis 12 verhindert werden.
Des Weiteren ist das Bremssystem mittels der Ventil- und/oder Pumpenansteuereinrichtung 102 zusätzlich in einen Druckreduzier-Modus steuerbar, indem das mindestens eine zuvor mittels des ersten Steuersignals 104 angesteuerte Ventil 40a und 42a des ersten Bremskreises 10 mittels eines dritten Steuersignals 108 in den geschlossenen Zustand, das Trennventil 54 mittels eines vierten Steuersignals 110 in einen geöffneten Zustand, und das Druckausgleichventil 56 des zweiten Bremskreises 12, über welches der zweite Bremskreis 12 mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter 20 verbunden ist, (mittels eines fünften Steuersignals 112) in einen geöffnete Zustand steuerbar sind. Dies bewirkt eine Bremsflüssigkeitsverschiebung (aus dem ersten Bremskreis 10 in die erste Druckkammer 18a verbunden und aus der zweiten Druckkammer 18b über den zweiten Bremskreis 12 in den Bremsflüssigkeitsbehälter), wodurch der in dem ersten Bremskreis 10 vorliegende Druck zusätzlich unter den Ansprechdruck der als Speichervolumen des ersten Bremskreises 10 genutzten Speicherkammer 46 reduzierbar ist. Diese Bremsdruckreduzierung kann für eine Steigerung eines mittels eines (nicht skizzierten) Generators ausgeführten Generator-Bremsmoments genutzt werden. Somit kann eine Batterie des mit dem Bremssystem ausgestatteten Fahrzeugs schneller aufgeladen werden, ohne dass dabei eine von einem Fahrer mittels einer Betätigung des Bremsbetätigungselements 22 vorgegebene Fahrzeugverzögerung überschritten wird.
Das mit der Steuervorrichtung 100 ausgestattete Bremssystem vereint somit die Vorteile einer hohen Rekuperationseffizienz mit der Ausführbarkeit einer Vorderachsverblendung. Außerdem ist es mittels des Einsetzens der Steuervorrichtung 100 möglich, eine Verblendung an mindestens einer Achse, wie z.B. der Vorderachse, durchzuführen, ohne dass Rückwirkungen davon am Bremsbetätigungselement 22 spürbar sind.
Beispielsweise kann mindestens ein Radauslassventil 40a und 42a des ersten Bremskreises 10 oder mindestens ein Hochdruckschaltventil 28 des ersten Bremskreises 10 als das mindestens eine Ventil 40a und 42a mittels des ersten Steuersignals 104 und des dritten Steuersignals 108 ansteuerbar sein. Anstelle der hier genannten Ventile 40a und 42a können jedoch auch andere Ventiltypen mittels der Steuersignale 104 und 108 ansteuerbar sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Bremssystem mittels der Ventil- und/oder Pumpenansteuereinrichtung 102 zusätzlich in einen ersten Druckaufbau-Modus steuerbar sein, indem das Druckausgleichventil 56 in einen geschlossenen Zustand und das Trennventil 54 in den geöffneten Zustand steuerbar sind und die Pumpe 44b des zweiten Bremskreises 12 in einen aktiven Modus steuerbar ist. Nach dem Druckreduzier-Modus ist somit ein Bremsdruckaufbau in dem ersten Bremskreis 10 zumindest auf den Ansprechdruck der als Speichervolumen des ersten Bremskreises 10 genutzten Speicherkammer 46 (mittels des Betreibens der Pumpe 44b des zweiten Bremskreises 12) ausführbar. Dabei werden vorteilhafter Weise die Einlassventile 32b und 34b des zweiten Bremskreises 12 geschlossen um einen Druckaufbau in den Radbremszylindern 14b und 16b zu verhindern. Außerdem kann das Bremssystem mittels der Ventil- und/oder Pumpenansteuereinrichtung 102 zusätzlich in einen zweiten Druckaufbau-Modus steuerbar sein, indem das Trennventil 54 in den geschlossenen Zustand steuerbar ist und die Pumpe 44a des ersten Bremskreises 10 in einen aktiven Modus so steuerbar ist, dass nach dem Begrenzten-Bremsdruckaufbau-Modus und/oder dem ersten Druckaufbau-Modus ein (weiterer) Druckaufbau in dem ersten Bremskreis 10 ausführbar ist. Beispielsweise kann mittels des Druckaufbaus in dem ersten Bremskreis 10 eine Reduzierung des Generator-Bremsmoments ausgeglichen werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann die Steuervorrichtung zusätzlich eine Vergleichseinrichtung 114 umfassen, mittels welcher eine (z.B. von dem Sensor 24) bereitgestellte Bremsbetätigungsstärke 116 bezüglich der Betätigung des Bremsbetätigungselements mit einem vorgegebenen Schwellwert 118 vergleichbar ist. (Der Schwellwert 118 kann von einer Speichereinheit 117 bereitgestellt sein.) Sofern die Bremsbetätigungsstärke 116 unter dem Schwellwert 118 liegt, kann mittels der Vergleichseinrichtung 114 ein entsprechendes Vergleichssignal 120 an die Ventil- und/oder Pumpenansteuereinrichtung 102 ausgebbar sein. In diesem Fall ist die Ventil- und/oder Pumpenansteuereinrichtung 102 vorzugsweise dazu ausgelegt ist, das Bremssystem ausschließlich in den Begrenzten-Bremsdruckaufbau-Modus und/oder den Druckreduzier-Modus zu steuern, sofern die Bremsbetätigungsstärke 116 unter dem Schwellwert 118 liegt. Wie unten genauer ausgeführt wird, ist bei dieser Ausführungsform mittels des Druckvariierens in dem ersten Bremskreis 10 unter Berücksichtigung der Bremsbetätigungsstärke 116 auch ein Bremsbetätigungsgefühl bewirkbar, welches dem Ansprechverhalten eines mit einem Leerweg ausgebildeten Bremssystems entspricht. Bei einer Nutzung der Weiterbildung der Steuervorrichtung 100 ist deshalb auch in einem niederen Verzögerungsbereich ein „hydraulischer“ Leerweg realisierbar, welcher eine hohe rekuperative Effizienz gewährleistet. Die konstruktive Umsetzung des „hydraulischen“ Leerwegs ist mit keinem mechanischen Aufwand verbunden. Insbesondere müssen keine Aktuationskomponenten, bzw. deren Spezifikationen, an einen mechanischen Leerweg angepasst werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass bei einem Verwenden der Weiterbildung der Steuervorrichtung 100 im realisierbaren „hydraulischen“ Jump-in-Bereich die vom Fahrer aufzubringende Fahrerbremskraft/Pedalkraft nahezu konstant ist. Der Fahrer kann somit im realisierbaren „hydraulischen“ Jump-in-Bereich die Verzögerung rein über den Bremsbetätigungsweg/Pedalweg einstellen. Die Übersetzung zwischen einer auf das Bremsbetätigungselement 22 aufgebrachten Fahrerbremskraft und der Verstärkerkraft des Bremskraftverstärkers 26 ist in diesem Bereich theoretisch unendlich. Gleichzeitig können im Jump-in-Bereich Druckvariationen im Bremssystem weitgehend unmerklich für den Fahrer durchgeführt werden.
Für ein Standardsystem (standardmäßiges ESP-System) und eine Hybridvariante kann mittels der hier beschriebenen Technologie die gleiche Aktuation verwendet werden. Somit ist kein Doppelaufwand für eine zweite Aktuation mit einem erhöhten Leerweg erforderlich.
Außerdem kann die Steuervorrichtung 100 zusätzlich dazu ausgelegt sein, die im Weiteren beschriebenen Verfahrensschritte auszuführen. Auf eine genauere Beschreibung weiterer realisierbarer Funktionsweisen der Steuervorrichtung 100 wird deshalb hier verzichtet.
2a bis 2e zeigen fünf Koordinatensysteme zum Darstellen einer ersten Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben eines rekuperativen Bremssystems.
Der besseren Anschaulichkeit wegen wird das Verfahren unter Verwendung des oben beschriebenen rekuperativen Bremssystems beschrieben, wobei der erste Radbremszylinder und der zweite Radbremszylinder einer als Vorderachse ausgebildeten ersten Achse und der dritte Radbremszylinder und der vierte Radbremszylinder einer als Hinterachse ausgebildeten zweiten Achse zugeordnet sind. Die Ausführbarkeit des Verfahrens ist jedoch nicht auf die Verwendung des oben beschriebenen Bremssystems oder auf diese Zuordnung der Radbremszylinder limitiert.
Bei den Koordinatensystemen der 2a bis 2d ist die Abszisse die Zeitachse t. Die Ordinate des Koordinatensystems der 2a gibt ein Bremsmoment b wieder, während die Ordinaten der 2b bis 2d eine (normierte) Stromstärke I anzeigt. Die Abszisse des Koordinatensystems der 2e ist ein auf die erste Achse ausgeübtes erstes Achsenbremsmoment ba1, während die Ordinate des Koordinatensystems der 2e ein auf die zweite Achse ausgeübtes Achsenbremsmoment ba2 darstellt.
Bis zu einem Zeitpunkt t0 liegt das Bremsbetätigungselement des mittels des Verfahrens betriebenen Bremssystems in seiner Ausgangsstellung/Nicht-Betätigungstellung vor. Somit übt der Fahrer bis zum Zeitpunkt t0 keine Kraft auf das Bremsbetätigungselement auf.
Ab dem Zeitpunkt t0 übt der Fahrer eine zunehmende Kraft auf das Bremsbetätigungselement aus, wodurch dieses verstellt wird. Zwischen den Zeiten t0 und t1 liegt das vom Fahrer angeforderte Soll-Gesamt-Bremsmoment bges jedoch unter einem mittels eines Generators (z.B. auf die erste Achse) maximal ausführbaren Kann-Generator-Bremsmoment bkann. Somit kann zwischen den Zeiten t0 und t1 das (ausgeführte) Generator-Bremsmoment bgen entsprechend dem Soll-Gesamt-Bremsmoment bges eingestellt werden und der komplette Fahrerbremswunsch rein regenerativ ausgeführt werden.
Zum Ausführen des rein regenerativen Bremsens wird zwischen den Zeiten t0 und t1 ein Bremsdruckaufbau in dem ersten Bremskreis des Bremssystems (trotz der Betätigung des an dem Hauptbremszylinder des Bremssystems angeordneten Bremsbetätigungselements durch einen Fahrer des Fahrzeugs) auf einen Ansprechdruck des Speichervolumens des ersten Bremskreises begrenzt. Dies geschieht durch Steuern des mindestens einen Radauslassventils des ersten Bremskreises so in einen geöffneten Zustand, dass Bremsflüssigkeit über das mindestens eine geöffnete Radauslassventil aus dem Hauptbremszylinder und/oder dem ersten Bremskreis in das Speichervolumen des ersten Bremskreises verschoben wird. Bei einer Ausbildung des mindestens einen Radauslassventils des ersten Bremskreises als stromlos geschlossenes Ventil wird dazu ein Steuersignal Iav ungleich Null zwischen den Zeiten t0 und t1 (als erstes Steuersignal) an das mindestens eine Radauslassventil des ersten Bremskreises ausgegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass anstelle des mindestens einen Radauslassventils auch ein anderes Ventil des ersten Bremskreises zum Transferieren von Bremsflüssigkeit in das Speichervolumen des ersten Bremskreises verwendbar ist.
Zwischen den Zeiten t0 und t1 wird der zweite Bremskreis, welcher als By-wire-Bremskreis ausgebildet ist, von dem Hauptbremszylinder abgekoppelt. Dies erfolgt durch Schließen des Trennventils, über welches der zweite Bremskreis des Bremssystems mit dem Hauptbremszylinder hydraulisch verbunden ist, während des Begrenzens des Druckaufbaus in dem ersten Bremskreis auf den Ansprechdruck des Speichervolumens des ersten Bremskreises. Bei einer Ausbildung des Trennventils als stromlos offenes Ventil kann dazu ein Stromsignal It ungleich Null (als zweites Steuersignal) an das Trennventil bereitgestellt werden. Außerdem kann das Druckausgleichventil des zweiten Bremskreises, über welches der zweite Bremskreis mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter des Bremssystems verbunden ist, zwischen den Zeiten t0 und t1 in einen geschlossenen Zustand verbleiben. Bei einer Ausbildung des Druckausgleichventils als stromlos geschlossenes Ventil ist somit kein Anlegen eines Stromsignals Id ungleich Null an das Druckausgleichventil erforderlich.
Zwischen den Zeiten t0 und t1 verschiebt der Fahrer somit mittels seines Einbremsens in den ersten Bremskreis ein Bremsflüssigkeitsvolumen aus dem Hauptbremszylinder. Jedoch bewirkt dies keinen Aufbau eines Bremsdrucks in den Radbremszylindern über den Ansprechdruck des vorzugsweise als Niederdruckspeicher ausgebildeten Speichervolumens. Zwischen den Zeiten t0 und t1 kann somit aufgrund des bewirkten Begrenzens des Druckaufbaus in dem ersten Bremskreis ein Generator-Bremsmoment ungleich Null mittels mindestens eines (nicht dargestellten) Generators auf das Fahrzeug ausgeübt werden. Trotz des Ausübens des Generator-Bremsmoments ungleich Null ist aufgrund der zuvor beschriebenen Verfahrensschritte verlässlich gewährleistet, dass ein von dem Fahrer mittels der Bremsbetätigung vorgegebenes Soll-Gesamt-Bremsmoment bges nicht überschritten wird.
Außerdem kann der Bremsdruck in dem ersten Bremskreis zwischen den Zeiten t1 und t2 zusätzlich (unter dem Ansprechdruck des Speichervolumens des ersten Bremskreises) reduziert werden. Dies ist möglich durch das Steuern des mindestens einen Radauslassventils des ersten Bremskreises, welches während des Begrenzens des Druckaufbaus in dem ersten Bremskreis in den geöffneten Zustand gesteuert wird, in den geschlossenen Zustand. Bevorzugter Weise geschieht dies durch ein Stromsignal Iav gleich Null (als drittes Steuersignal). Außerdem wird zwischen den Zeiten t1 und t2 das Trennventil in einen geöffneten Zustand gesteuert. Dies ist verlässlich durch ein Stromsignal It ungleich Null (als viertes Steuersignal) ausführbar. Für die gewünschte Druckreduzierung wird zwischen den Zeiten t1 und t2 auch das Druckausgleichventil des zweiten Bremskreises in einen geöffneten Zustand gesteuert. Ausführbar ist dies durch ein zwischen den Zeiten t1 und t2 an das Druckausgleichventil angelegtes Stromsignal Id ungleich Null. Auf diese Weise kann der Restdruck im ersten Bremskreis, welcher dem Ansprechdruck/der Ansprechkraft des Speichervolumens, z. B. einer Niederdruckspeicherfeder des als Niederdruckspeicherkammer ausgebildeten Speichervolumens entspricht, abgebaut werden. In diesem Fall bewirken die Radbremszylinder des zweiten Bremskreises (der Hinterachse) auch bei geöffneten Radeinlassventilen des zugehörigen Bremskreises kein hydraulisches Bremsmoment, da das Losbrechmoment der Radbremszylinder in der Regel höher als der „Reservoirdruck“ (Atmosphärendruck) bei einem geöffneten Druckausgleichventil ist.
Das zusätzliche Reduzieren des Bremsdrucks in dem ersten Bremskreis unter dem Ansprechdruck des Speichervolumens kann zur Steigerung der Effizienz während des Rekuperierens genutzt werden. Das vom Fahrer angeforderte Soll-Gesamt-Bremsmoment bges kann somit zwischen den Zeiten t1 und t2 im Idealfall zu 100% als Generator-Bremsmoment bgen aufgebracht werden.
Bei der hier wiedergegebenen Ausführungsform des Verfahrens werden das Begrenzen des Bremsdruckaufbaus in dem ersten Bremskreis und/oder das zusätzliche Reduzieren des Bremsdrucks in dem ersten Bremskreis ausschließlich ausgeführt, sofern eine Bremsbetätigungsstärke der Betätigung des Bremsbetätigungselements unter einem vorgegebenen Schwellwert liegt. Als Schwellwert kann beispielsweise eine Grenz-Fahrzeugverzögerung b0, insbesondere zwischen 0,15 g und 0,2 g, vorgegeben werden.
Bei einem Ausführen des hier beschriebenen Verfahrens kann somit durch ein gezieltes Schalten der Ventile ein „hydraulischer“ Leerweg für den Fahrer bewirkt werden. Dies ist ausführbar, ohne dass Pedalkraftschwankungen während des mittels der Grenz-Fahrzeugverzögerung b0 vorgegebenen Jump-in-Bereichs auftreten. Der Fahrer hat somit ein standardgemäßes Bremsbetätigungsgefühl/Pedalgefühl.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Begrenzung der Reduzierung/Begrenzung des Bremsdruckaufbaus auf einen vorgegebenen Schwellwert entfallen, wenn der Bremskraftverstärker 26 durch eine geeignete Ansteuerung mittels einer Reduzierung der Verstärkung die reduzierte Pedalkraft kompensiert.
Ab der Zeit t2 nähert sich das von dem Fahrer vorgegebene steigende Soll-Gesamt-Bremsmoment bges der Grenz-Fahrzeugverzögerung b0 an. Um dem Fahrer weiterhin ein standardgemäßes Bremsbetätigungsgefühl/Pedalgefühl zu geben, wird deshalb ab der Zeit t2 ein Bremsdruckaufbau in dem ersten Bremskreis ausgeführt.
Das Aufbauen eines für den Fahrer wahrnehmbaren Bremsdrucks in dem ersten Bremskreis kann in zwei Phasen erfolgen. Zwischen den Zeiten t2 und t3 wird ein Bremsdruck gleich dem Ansprechdruck des Speichervolumens des ersten Bremskreises in dem ersten Bremskreis aufgebaut. Dazu werden das Druckausgleichventil in einen geschlossenen Zustand und das Trennventil in den geöffneten Zustand gesteuert. (Die an die Ventile bereitgestellten Stromsignale It und Id sind deshalb zwischen den Zeiten t2 und t3 gleich Null). Außerdem wird zwischen den Zeiten t2 und t3 die mindestens eine Pumpe des zweiten Bremskreises mittels eines Pump-Steuersignals Ip ungleich Null in einen (aktiven) Betrieb gesteuert. Vorzugsweise wird zwischen den Zeiten t2 und t3 auch das mindestens eine Radeinlassventil des zweiten Bremskreises in einen geschlossenen Zustand gesteuert. Auf diese Weise ist verhinderbar, dass die Betätigung der Pumpe des ersten Bremskreises zu einem Bremsdruckaufbau in mindestens einem Radbremszylinder des zweiten Bremskreises führt. Zum Steuern des mindestens einen Radeinlassventils des zweiten Bremskreises in den bevorzugten geschlossenen Zustand kann bei einer Ausbildung des mindestens einen Radauslassventils des zweiten Bremskreises als stromlos offenes Ventil ein Stromsignal Iev ungleich Null an dieses bereitgestellt werden.
Durch die oben ausgeführten Verfahrensschritte kann ein Bremsflüssigkeitsvolumen gleich der zuvor in den Bremsflüssigkeitsbehälter abgelassenen Menge zurück in den ersten Bremskreis und/oder eine dem ersten Bremskreis zugeordnete Druckkammer des Hauptbremszylinders gefördert werden.
Zwischen den Zeiten t3 und t4 wird eine zweite Druckaufbauphase aufgeführt. (Der Fahrer spürt somit ab der Zeit t4 einen Gegendruck während des Einbremsens in den Hauptbremszylinder.) Dabei wird für einen zusätzlichen Druckaufbau in dem ersten Bremskreis das Trennventil in den geschlossenen Zustand gesteuert. Bei der in 1 wiedergegebenen Ausbildung des Trennventils als stromlos offenes Ventil wird dazu zwischen den Zeiten t3 und t4 ein Stromsignal It ungleich Null an das Trennventil angelegt. Außerdem wird zwischen den Zeiten t3 und t4 die Pumpe des ersten Bremskreises so betrieben, dass mittels ihr die in das Speichervolumen des ersten Bremskreises eingefüllte Bremsflüssigkeit zumindest teilweise in den ersten Bremskreis zurückgefördert wird. Sofern dies gewünscht wird, kann das Speichervolumen des ersten Bremskreises auf diese Weise vollständig entleert werden. Außerdem kann das Druckausgleichventil des zweiten Bremskreises während dieses Vorgangs, beispielsweise mittels eines Stromsignals Id ungleich Null, geöffnet werden, um zu verhindern, dass mittels des Betreibens der ersten Pumpe des ersten Bremskreises ein Druck in dem zweiten Bremskreis aufgebaut wird.
Die in dem oberen Absatz beschriebenen Vorgänge können so ausgeführt werden, dass bei einem Erreichen eines von dem Fahrer angeforderten Soll-Gesamt-Bremsmoments bges gleich der Grenz-Gesamtverzögerung b0 das zuvor in das Speichervolumen des ersten Bremskreises verschobene Volumen vollständig in den ersten Bremskreis zurückgefördert ist, und damit ein standardgemäßer Bremsdruck in dem ersten Bremskreis aufgebaut ist, welcher die gewohnheitsgemäße Gegenkraft am Bremsbetätigungselement bewirkt. Parallel dazu kann das Generator-Bremsmoment entsprechend dem Bremsmomentaufbau an bewirkten ersten hydraulischen Bremsmoment bh1 der Radbremszylinder des ersten Bremskreises reduziert werden. Dies kann so erfolgen, dass die Bremsmomentverteilung auf der Fahrzeugebene und die Gesamtverzögerung konstant bleiben.
Bei einem von dem Fahrer vorgegebenen Soll-Gesamt-Bremsmoment bges gleich der Grenz-Gesamtverzögerung b0 zum Zeitpunkt t4 wird das Druckausgleichventil geschlossen. Das Trennventil bleibt geschlossen. Dadurch befindet sich das Bremssystem in einem Brake-By-wire-Modus. Das auf die zugeordnete Achse ausgeübte zweite hydraulische Bremsmoment bh2 der Radbremszylinder des zweiten Bremskreises bleibt somit gleich Null.
Die Erhöhung des Soll-Gesamt-Bremsmoments bges durch den Fahrer zwischen den Zeiten t4 und t5 bewirkt somit ein direktes Einbremsen des Fahrers in den ersten Bremskreis. Gleichzeitig kann das Generator-Bremsmoment bgen zwischen den Zeiten t4 und t5 entsprechend dem theoretischen Anteil des zweiten Bremskreises/theoretischen Hinterachsbremsanteils erhöht werden. Dies kann in einer Strategie entsprechend der installierten Bremskraftverteilung erfolgen (siehe 2e). Alternativ dazu kann auch eine (theoretische) Überbremsung der Achse des zweiten Bremskreises/Hinterachse zur Erhöhung der rekuperativen Effizienz ausgeführt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass der komplette (theoretische) Anteil des zweiten Bremskreises/Hinterachsanteil auch bei einem Soll-Gesamt-Bremsmoment bges über der Grenz-Gesamtverzögerung b0/außerhalb des Jump-In-Bereichs regenerativ genutzt und verblendet werden kann.
Zwischen den Zeiten t5 und t6 ist das Soll-Gesamt-Bremsmoment bges konstant. Zwischen den Zeiten t6 und t7 reduziert der Fahrer das angeforderte Soll-Gesamt-Bremsmoment bges auf einen Wert gleich der Grenz-Gesamtverzögerung b0. Man kann dies auch so umschreiben, dass das angeforderte Soll-Gesamt-Bremsmoment bges ab der Zeit t7 wieder in den Jump-in-Bereich eintritt. Bei einem Soll-Gesamt-Bremsmoment bges unter der Grenz-Gesamtverzögerung b0 kann wieder ohne Pedalrückwirkung in den Jump-in-Bereich geschaltet werden. Dazu wird zwischen den Zeiten t7 und t8 das mindestens eine zum Ausführen des Begrenzen des Bremsdruckaufbaus auf den Ansprechdruck des Speichervolumens verwendete Ventil des ersten Bremskreises, in diesem Fall das mindestens eine Radauslassventil des ersten Bremskreises, in einen zumindest teil-offenen Zustand gesteuert. (Unter dem Begriff offener Zustand ist ein Zustand zu verstehen, in welchem das jeweilige Ventil mindestens teilweise geöffnet ist.) Dies geschieht beispielsweise mittels eines Stromsignals Iav ungleich Null zwischen den Zeiten t7 und t8. Auf diese Weise kann Bremsflüssigkeit aus dem ersten Bremskreis in das Speichervolumen des ersten Bremskreises, beispielsweise in eine Niederdruckspeicherkammer, abgelassen werden. Das bewirkte wegfallende erste hydraulische Bremsmoment bh1 des ersten Bremskreises kann parallel dazu durch die rekuperative Bremse, d. h. ein steigendes Generator-Bremsmoment bgen, aufgebracht werden. Um den aufgrund der Ansprechkraft des Speichervolumens des ersten Bremskreises verbleibenden Restdruck weiter abzubauen, kann zwischen den Zeiten t8 und t9 zusätzlich noch das oben beschriebene zusätzliche Reduzieren des Bremsdrucks in dem ersten Bremskreis ausgeführt werden. Dazu wird das Druckausgleichventil des zweiten Bremskreises in einen geöffneten Zustand gesteuert. Beispielsweise wird dazu zwischen den Zeiten t8 und t9 ein Stromsignal Id ungleich Null an das Druckausgleichventil des zweiten Bremskreises angelegt. Außerdem wird das vor dem Zeitpunkt t8 in einen geschlossenen Zustand gesteuerte Trennventil zwischen den Zeiten t8 und t9 in den geöffneten Zustand, beispielsweise mittels eines Stromsignals It gleich Null, gesteuert. Ab dem Zeitpunkt t9 liegt somit in beiden Bremskreisen ein Bremsdruck vor, welcher zumindest kleiner als der Ansprechdruck des Speichervolumens des ersten Bremskreises ist. Insbesondere kann der Druck in den beiden Bremskreisen gleich dem Atmosphärendruck sein. Man kann dies auch so umschreiben, dass alle Raddrücke der Radbremszylinder der beiden Bremskreise auf (nahezu) 0 bar zurückgefahren sind. Ab dem Zeitpunkt t9 kann somit die entfallende Bremswirkung der Radbremszylinder der beiden Bremskreise für ein maximales Betreiben des Generators genutzt werden. Auf diese Weise ist die Effizienz der rekuperativen Bremse maximierbar.
3a bis 3e zeigen fünf Koordinatensysteme zum Darstellen einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben eines Bremssystems. Bezüglich der Abszissen und Ordinaten der Koordinatensysteme der 3a bis 3e wird auf die oberen Ausführungen verwiesen.
Das in 3a bis 3e wiedergegebene Verfahren weist zwischen den Zeiten t0 bis t6 die oben schon beschriebenen Verfahrensschritte auf. Auf eine erneute Beschreibung dieser Verfahrensschritte wird deshalb hier verzichtet.
Ab dem Zeitpunkt t6 nimmt das maximal ausführbare Kann-Generator-Bremsmoment bkann ab, beispielsweise aufgrund eines Aufladezustands einer mittels des Generators aufladbaren Fahrzeugbatterie und/oder einer Reduzierung der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs nahe einer Generator-Einsetz-Mindestgeschwindigkeit. Wie nachfolgend jedoch beschrieben wird, kann das Verfahren auch auf eine derartige Situation reagieren.
Zum Zeitpunkt t11 wird das maximal ausführbare Kann-Generator-Bremsmoment bkann gleich dem ausgeführten Generator-Bremsmoment bgen. Eine weitere Reduzierung des maximal ausführbaren Kann-Generator-Bremsmoments bkann kann jedoch durch einen zusätzlichen Druckaufbau in dem ersten Bremskreis und/oder durch einen Druckaufbau in dem von dem Hauptbremszylinder entkoppelten zweiten Bremskreis (By-wire-Bremskreis) kompensiert werden. Somit kann trotz des Abnehmens des maximal ausführbaren Kann-Generator-Bremsmoments bkann das von dem Fahrer angeforderte Soll-Gesamt-Bremsmoment bges verlässlich eingehalten werden. In der Ausführungsform der 3a bis 3e wird dazu die mindestens eine Pumpe des zweiten Bremskreises mittels eines Pump-Ansteuersignals Ip ungleich Null aktiviert, um durch das Pumpen von Bremsflüssigkeit aus dem Bremsflüssigkeitsreservoir in den zweiten Bremskreis einen Bremsdruck ungleich Null in den Radbremszylindern des zweiten Bremskreises aufzubauen. Auf diese Weise kann ab dem Zeitpunkt t11 ein zweites hydraulisches Bremsmoment bh2 des zweiten Bremskreises ungleich Null aufgebaut werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass auch während des „theoretischen“ Jump-in-Bereichs auf ein abnehmendes maximal ausführbares Kann-Generator-Bremsmoment bkann reagiert werden kann, indem in dem ersten Bremskreis und/oder in dem von dem Hauptbremszylinder entkoppelten zweiten Bremskreis ein Bremsdruck aufgebaut wird. Bevorzugter Weise werden in diesem Fall zum Aufbauen eines Bremsdrucks in dem ersten Bremskreis die Radauslassventile des ersten Bremskreises geschlossen, nachdem das dem verfügbaren Generator-Bremsmoment entsprechende hydraulische Volumen in das Speichervolumen des ersten Bremskreises verschoben ist. Anschließend kann der Fahrer wieder hydraulisch in den ersten Bremskreis einbremsen und der Bremsdruck kann mittels der mindestens einen Pumpe des ersten Bremskreises eingeregelt werden. Bevorzugter Weise wird immer zuerst die an dem Hauptbremszylinder fest angebundene Achse/der erste Bremskreis wieder hydraulisch befüllt, bevor in dem zweiten Bremskreis/in den By-wire-Bremskreis aktiv Druck aufgebaut wird.
Das Ausführen der oben beschriebenen Verfahren gewährleistet eine vorteilhafte Rückgewinnung der Bremsenergie durch ein rekuperatives Bremsen. Dabei kann der Generator, welcher in der Regel als elektrischer Antriebsmotor des Fahrzeugs dient, so betrieben werden, dass ein Bremsmoment generiert wird. Die dadurch erzeugte elektrische Energie kann in einen Speicher zurückgespeist werden. Bei einem späteren Bedarf kann diese Energie, beispielsweise zum Beschleunigen des Fahrzeuges, verwendet werden. Die oben beschriebenen Verfahren bieten somit vorteilhafte Maßnahmen zur Verringerung eines Kraftstoffverbrauchs und einer Schadstoffemission während einer Fahrt eines Fahrzeugs.
Die ausgeführten Verfahren bieten auch den Vorteil, dass das zu verblendende Volumen nahezu voll in dem zugehörigen Bremskreis gespeichert/versteckt wird. Deshalb muss zum Ausführen der Verfahren vergleichsweise wenig Bremsflüssigkeit zwischen dem Reservoir/Hauptbremszylinder und den Bremskreisen verschoben werden. Dies gewährleistet auch eine schnelle Ausführbarkeit und eine geringe Belastung der eingesetzten Pumpen.
Es wird darauf hingewiesen, dass sich die oben beschriebenen Verfahren auch auf Fahrzeuge anwenden lassen, bei welchen der Generator an der Hinterachse liegt. Ebenso sind die oben beschriebenen Verfahren anwendbar auf Fahrzeuge, bei welchen der Generator auf alle vier Räder einwirkt. Insbesondere bei einer Anordnung des Generators an der Hinterachse kann auch eine Strategie einer Überbremsung der Hinterachse angewendet werden, um die Rekuperationseffizienz zu erhöhen. Auch bei einer derartigen Ausführung des Verfahrens ist es möglich, auf einen zusätzlichen Leerweg in der Aktuation zu verzichten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19604134 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit dem Schritt: Begrenzen eines Bremsdruckaufbaus in einem ersten Bremskreis (10) des Bremssystems auf einen Ansprechdruck eines Speichervolumens (46) des ersten Bremskreises (10) während einer Betätigung eines an einem Hauptbremszylinder (18) des Bremssystems angeordneten Bremsbetätigungselements (22) durch einen Fahrer des Fahrzeugs durch Steuern mindestens eines Ventils (40a, 42a) des ersten Bremskreises (10) so in einen geöffneten Zustand, dass Bremsflüssigkeit über das mindestens eine geöffnete Ventil (40a, 42a) aus dem Hauptbremszylinder (18) und/oder dem ersten Bremskreis (10) in das Speichervolumen (46) des ersten Bremskreises (10) verschoben wird; gekennzeichnet durch die Schritte: Schließen eines Trennventils (54), über welches ein zweiter Bremskreis (12) des Bremssystems mit dem Hauptbremszylinder (18) hydraulisch verbunden ist, während des Begrenzens des Druckaufbaus in dem ersten Bremskreis (10) auf den Ansprechdruck des Speichervolumens (46) des ersten Bremskreises (10); und Zusätzliches Reduzieren eines Bremsdrucks in dem ersten Bremskreis (10) durch die Schritte: Steuern des mindestens einen Ventils (40a, 42a) des ersten Bremskreises (10), welches während des Begrenzens des Druckaufbaus in dem ersten Bremskreis (10) in den geöffneten Zustand gesteuert wird, in einen geschlossenen Zustand; Steuern des Trennventils (54) in einen geöffneten Zustand; und Steuern eines Druckausgleichventils (56) des zweiten Bremskreises (12), über welches der zweite Bremskreis(12) mit einem Bremsflüssigkeitsbehälter (20) des Bremssystems verbunden ist, in einen geöffneten Zustand.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei während des Begrenzens des Druckaufbaus in dem ersten Bremskreis (10) und/oder während des zusätzlichen Reduzierens des Bremsdrucks in dem ersten Bremskreis (10) ein Generator-Bremsmoment (bgen) ungleich Null mittels eines Generators auf das Fahrzeug ausgeübt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens ein Radauslassventil (40a, 42a) als das mindestens eine Ventil (40a, 42a) während des Begrenzens des Druckaufbaus in dem ersten Bremskreis (10) in den geöffneten Zustand gesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach dem zusätzlichen Reduzieren des Bremsdrucks in dem ersten Bremskreis (10) ein Bremsdruckaufbau in dem ersten Bremskreis (10) auf den Ansprechdruck des Speichervolumens (46) des ersten Bremskreises (10) ausgeführt wird durch die Schritte: Steuern des Druckausgleichventils (56) in einen geschlossenen Zustand; Steuern des Trennventils (54) in den geöffneten Zustand; und Betreiben einer Pumpe (44b) des zweiten Bremskreises (12).
Verfahren nach Anspruch 4, wobei während des Bremsdruckaufbaus in dem ersten Bremskreis (10) zusätzlich mindestens ein Radeinlassventil (32b, 34b) des zweiten Bremskreises (12) in einen geschlossenen Zustand gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei ein zusätzlicher Druckaufbau in dem ersten Bremskreis (10) ausgeführt wird durch die Schritte: Steuern des Trennventils (54) in den geschlossenen Zustand; und Zusätzliches Betreiben der Pumpe (44a) des ersten Bremskreises.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Begrenzen des Bremsdruckaufbaus in dem ersten Bremskreis (10) und/oder das zusätzliche Reduzieren des Bremsdrucks in dem ersten Bremskreis (10) ausschließlich ausgeführt werden, sofern eine Bremsbetätigungsstärke (116) der Betätigung des Bremsbetätigungselements (22) unter einem vorgegebenen Schwellwert (118, b0) liegt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der vorgegebene Schwellwert (118, b0) einem Jump-In-Grenzwert entspricht.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der vorgegebene Schwellwert (118, b0) einer Fahrzeugverzögerung zwischen 0,15g und 0,2g entspricht.
Steuervorrichtung (100) für ein Bremssystem eines Fahrzeugs mit: einer Ventil- und/oder Pumpenansteuereinrichtung (102), mittels welcher das Bremssystem in einen Begrenzten-Bremsdruckaufbau-Modus steuerbar ist, indem mindestens ein Ventil (40a, 42a) eines ersten Bremskreises (10) des Bremssystems mittels eines ersten Steuersignals (104) so in einen geöffneten Zustand steuerbar ist, dass während einer Betätigung eines an einem Hauptbremszylinder (18) des Bremssystems angeordneten Bremsbetätigungselements (22) durch einen Fahrer des Fahrzeugs Bremsflüssigkeit über das mindestens eine geöffnete Ventil (40a, 42a) aus dem Hauptbremszylinder (18) und/oder dem ersten Bremskreis (10) in ein Speichervolumen (46) des ersten Bremskreises (10) verschiebbar ist und ein Bremsdruckaufbau in dem ersten Bremskreis (10) auf einen Ansprechdruck des Speichervolumens (46) des ersten Bremskreises (10) begrenzbar ist, und ein Trennventil (54), über welches ein zweiter Bremskreis (12) des Bremssystems mit dem Hauptbremszylinder (18) hydraulisch verbunden ist, mittels eines zweiten Steuersignals (106) in einen geschlossenen Zustand steuerbar ist; wobei das Bremssystem mittels der Ventil- und/oder Pumpenansteuereinrichtung (102) zusätzlich in einen Druckreduzier-Modus steuerbar ist, indem das mindestens eine zuvor mittels des ersten Steuersignals (104) angesteuerte Ventil (40a, 42a) des ersten Bremskreises (10) mittels eines dritten Steuersignals (108) in den geschlossenen Zustand, das Trennventil (54) mittels eines vierten Steuersignals (110) in einen geöffneten Zustand, und ein Druckausgleichventil (56) des zweiten Bremskreises (12), über welches der zweite Bremskreis (12) mit einem Bremsflüssigkeitsbehälter (20) des Bremssystems verbunden ist, mittels eines fünften Steuersignals 112 in einen geöffnete Zustand steuerbar sind.
Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 10, wobei mindestens ein Radauslassventil (40a, 42a) oder mindestens ein Hochdruckschaltventil (28) als das mindestens eine Ventil (40a, 42a) mittels des ersten Steuersignals (104) und des dritten Steuersignals (108) ansteuerbar sind.
Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 10 oder 11, wobei das Bremssystem mittels der Ventil- und/oder Pumpenansteuereinrichtung (102) zusätzlich in einen ersten Druckaufbau-Modus steuerbar ist, indem das Druckausgleichventil (56) in einen geschlossenen Zustand und das Trennventil (54) in den geöffneten Zustand steuerbar sind, und eine Pumpe (44b) des zweiten Bremskreises (12) in einen aktiven Modus so steuerbar ist, dass nach dem Druckreduzier-Modus in dem ersten Bremskreis (10) ein Bremsdruckaufbau auf den Ansprechdruck des Speichervolumens (46) des ersten Bremskreises (10) ausführbar ist.
Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 12, wobei das Bremssystem mittels der Ventil- und/oder Pumpenansteuereinrichtung (102) zusätzlich in einen zweiten Druckaufbau-Modus steuerbar ist, indem das Trennventil (54) in den geschlossenen Zustand steuerbar ist und die Pumpe (44a) des ersten Bremskreises (10) in einen aktiven Modus so steuerbar ist, dass nach dem Begrenzten-Bremsdruckaufbau-Modus und/oder dem ersten Druckaufbau-Modus ein Druckaufbau in dem ersten Bremskreis (10) ausführbar ist.
Steuervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Steuervorrichtung (100) zusätzlich eine Vergleichseinrichtung (114) umfasst, mittels welcher eine bereitgestellte Bremsbetätigungsstärke (116) bezüglich der Betätigung des Bremsbetätigungselements (22) mit einem vorgegebenen Schwellwert (118, b0) vergleichbar ist und, sofern die Bremsbetätigungsstärke (116) unter dem Schwellwert (118, b0) liegt, ein entsprechendes Vergleichssignal (120) an die Ventil- und/oder Pumpenansteuereinrichtung (102) ausgebbar ist, und wobei die Ventil- und/oder Pumpenansteuereinrichtung (120) dazu ausgelegt ist, das Bremssystem ausschließlich in den Begrenzten-Bremsdruckaufbau-Modus und/oder den Druckreduzier-Modus zu steuern, sofern die Bremsbetätigungsstärke (116) unter dem Schwellwert (118, b0) liegt.