DE102005057285B4 - Verfahren zur Steuerung eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Steuerung eines Bremssystems (1) eines Kraftfahrzeugs, das eine Anzahl von hydraulischen, elektronisch steuerbaren, jeweils einer Fahrzeugachse (8, 10) zugeordneten Reibbremsen (2, 4) und einen Generator (20) umfasst, der kraftflussseitig mit einer ersten Fahrzeugachse (8) permanent und mit der anderen, zweiten Fahrzeugachse (10) über eine elektronisch ansteuerbare Allradkupplung (28) verbunden ist, bei dem nach der Vorgabe eines situationsabhängig ermittelten Sollbremsmoments für den Generator (20) die Allradkupplung (28) mit einem vorgegebenen Stellwert beaufschlagt wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für die Steuerung eines regenerativen Bremssystems eines Kraftfahrzeugs mit elektronisch zuschaltbarer Allradkupplung, das eine Anzahl von hydraulischen, elektronisch steuerbaren, jeweils einer Fahrzeugachse zugeordneten Reibbremsen und einen Generator umfasst, der kraftflussseitig mit einer ersten Fahrzeugachse permanent und mit der anderen, zweiten Fahrzeugachse über eine elektronisch ansteuerbare Allradkupplung verbunden ist. Sie betrifft weiterhin ein regeneratives Bremssystem für ein Kraftfahrzeug.
• Aus der DE 19706720 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs mit einer elektronisch ansteuerbaren Allradkupplung bekannt, bei dem nach einer situationsabhängigen Vorgabe eines Grundübertragungsmoments die Allradkupplung mit einem vorgegebenen Stellwert beaufschlagt wird. Bei einer Bremsung wird die Kopplung geöffnet.
• Aus der DE 10 2004 054 592 A1 ist bekannt zum regenerativen Bremsen eines Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb, welcher separate Motoren für Front und Heck aufweist, die folgenden Schritte durchzuführen: Feststellen, ob das Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb gebremst wird; Feststellen des eingekuppelten/ausgekuppelten Zustands der Kupplung, wenn das Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb gebremst wird; und Steuern von regenerativem Bremsen des Front- und Heckmotors auf der Grundlage des eingekuppelten/ausgekuppelten Zustands der Kupplung.
• Aus der DE 3427725 C2 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs mit einer elektronisch ansteuerbaren Allradkupplung bekannt, bei dem nach Vorgabe eines Verhältnisses des Schlupfs der Vorderachse und der Hinterachse die Allradkupplung mit einem vorgegebenen Stellwert beaufschlagt wird.
• In Kraftfahrzeugen können so genannte regenerative Bremssysteme zum Einsatz kommen, bei denen zumindest ein Teil der beim Bremsen aufgebrachten Energie im Fahrzeug gespeichert und später für den Antrieb des Fahrzeug wiederverwendet werden kann. Dadurch kann der Energieverbrauch des Fahrzeugs insgesamt gesenkt, der Wirkungsgrad erhöht und der Betrieb damit wirtschaftlicher gestaltet werden. Kraftfahrzeuge mit einem regenerativen Bremssystem weisen im Hinblick auf variierende Systemanforderungen dazu in der Regel verschiedene Arten von auch als Bremsaktuatoren bezeichneten Bremsen, nämlich üblicherweise einerseits hydraulisch betätigte Reibbremsen und andererseits eine elektrisch-regenerative Bremse, auf.
• Der Bremsdruck für die Reibbremsen wird in derartigen Systemen zumindest teilweise wie bei konventionellen Reibbremsen über ein Bremsdruckerzeugungsmittel und über die Bremspedalbewegung aufgebracht. Die elektrisch-regenerative Bremse ist in der Regel als elektrischer Generator ausgebildet, über den zumindest ein Teil der gesamten Bremsleistung aufgebracht wird. Die gewonnene elektrische Energie wird in ein Speichermedium wie beispielsweise eine Bordbatterie ein- oder zurückgespeist und kann für den Antrieb des Kraftfahrzeuges über einen geeigneten Antrieb wiederverwendet werden.
• In derartigen Fahrzeugen mit unterschiedlichen Bremsaktuatoren ist üblicherweise die Bremskraft-Anforderung in geeigneter Form auf die einzelnen Bremsaktuatoren zu verteilen. Die Aufteilung der Bremsenergie in Anteile der Reibbremsen und in Anteile des elektrischen Generators ist dabei in der Regel vom Sollbremsmoment, dem Ladezustand der Batterie und insbesondere auch dem Betriebsbereich und anderen speziellen Eigenschaften des Generators abhängig. Bevorzugt ist dabei üblicherweise eine weitgehende Nutzung der elektro-regenerativen Bremsen oder Generatorbremse, deren Bremsleistung möglichst weitgehend zum Einsatz kommen soll, um somit ein besonders hohes Maß an Bremsenergie zurückgewinnen zu können. Erst wenn das Bremsmoment der Generatorbremse nicht mehr ausreicht, wird das System der Reibungsbremsen zugeschaltet. Das Generatorbremsmoment wird allerdings hierbei in der Regel nur an einer Fahrzeugachse, insbesondere an der Vorderachse umgesetzt.
• Dies gilt auch für Kraftfahrzeuge mit schaltbarer 4x4- oder Allradkupplung, bei denen der Generator kraftflussseitig permanent mit einer ersten Fahrzeugachse, üblicherweise der Vorderachse, und über die Allradkupplung mit der zweiten Fahrzeugachse, üblicherweise der Hinterachse, verbunden ist. Bei derartigen Fahrzeugen wird üblicherweise die Allradkupplung beim Bremsen voll geöffnet, so dass das Generatormoment auch bei diesen Fahrzeugen ausschließlich auf die erste Fahrzeugachse oder Vorderachse wirkt.
• Bei derartigen Systemen stellt sich jedoch üblicherweise eine vergleichsweise starke Abweichung von einer voreingestellten oder als ideal angesehenen Bremskraftverteilung ein. Darüber hinaus kann es vergleichsweise frühzeitig zu einer Überbremsung der Vorderachse und damit zu einem frühzeitigen Eintritt des Anti-Blockier-Systems (ABS) kommen. Sobald das ABS zugeschaltet wird, was üblicherweise mit einer Aktivierung der Reibbremsen und einer Neuverteilung der Bremsmomente einhergeht, kann es zu einem Nickeffekt kommen, da schlagartig eine voreingestellte Bremskraftverteilung zwischen den Achsen eingenommen wird. Da bei derartigen Systemen zudem die Reibbremsen vorzugsweise nur an der Hinterachse zugeschaltet werden, kann es zudem zu stark unterschiedlicher Abnutzung der Bremsbeläge an Vorder- und Hinterachse kommen.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung des Bremssystems eine Kraftfahrzeugs der oben genannten Art anzugeben, mit dem ein besonders günstiges Bremsverhalten bei Nutzung der Generatorbremse oder elektrisch-regenerativen Bremse erreichbar ist. Zudem soll ein zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignetes Bremssystem für ein Kraftfahrzeug der genannten Art angegeben werden.
• Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst, indem nach der Vorgabe eines situationsabhängig ermittelten Sollbremsmoments für den Generator die Allradkupplung mit einem vorgegebenen Stellwert beaufschlagt wird.
• Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass gerade bei einem Kraftfahrzeug mit zuschaltbarer Allradkupplung ein besonders günstiges Bremsverhalten einer elektrisch-regenerativen Bremse erreichbar ist, indem das situationsbedingt vorgesehene Generatorbremsmoment geeignet auf beide Fahrzeugachsen, also insbesondere auf Vorder- und Hinterachse, verteilt wird. Dabei kann insbesondere auch die Einhaltung eines ohnehin als besonders günstig oder ideal angesehenen Bremskraftverhältnisses bei der Beaufschlagung der Fahrzeugachsen mit Generatorbremsmoment angestrebt sein. Um dies zu ermöglichen, sollte der Generator kraftflussseitig geeignet mit den Fahrzeugachsen verbunden werden. Dazu ist vorgesehen, die ohnehin elektrisch ansteuerbare Allradkupplung geeignet zu nutzen. Zu diesem Zweck sollte die Allradkupplung mit einem geeignet gewählten Stellwert derart beaufschlagt werden, dass sich eine besondere günstige Bremsmomentenverteilung des Generators auf die Fahrzeugachsen ergibt.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Stellwert für die Allradkupplung dabei derart vorgegeben werden, dass der Generator in einem fest vorgegebenen Momentenverhältnis, vorzugsweise entsprechend einem vorgegebenen idealen Bremskraftverhältnis, insbesondere in einem Momentenverhältnis von etwa 70:30, auf die Fahrzeugachsen wirkt. Alternativ kann der Stellwert vorteilhafterweise aber auch situationsabhängig und/oder verzögerungsabhängig ermittelt und geeignet der Allradkupplung vorgegeben werden.
• Im Hinblick auf sonstige Randbedingungen wie beispielsweise insgesamt verfügbares Generatorbremsmoment, durch den Fahrerwunsch vorgegebenes Gesamtsollbremsmoment und dergleichen, kann die Allradkupplung vorteilhafterweise verzögerungsabhängig entsprechend eines anhand sonstiger Bedingungen, auf der Grundlage von Erfahrungswissen oder situationsabhängig ermittelten idealen Bremskraftverhältnisses angesteuert werden. Dadurch lässt sich beim regenerativen Bremsen insbesondere auch der volle Fahrbahnreibwert ausnutzen, wobei zudem ein Maximum an Generatorleistung umgesetzt werden kann. Insbesondere wenn das vom Fahrer angeforderte Gesamtsollbremsmoment das verfügbare Generatorbremsmoment überschreitet, muss ein Teil des Gesamtbremsmoments durch einen zusätzlichen Reibbremsanteil abgedeckt werden. Insbesondere in derartigen Situationen wird vorteilhafterweise der Stellwert für die Allradkupplung derart vorgegeben, dass das Generatorbremsmoment mit einem situationsabhängig aus einem vorgegebenen oder idealen Bremskraftverhältnis ermittelten Bremsmoment auf die erste, permanent mit dem Generator verbundene Fahrzeugachse, insbesondere die Vorderachse, einwirkt. Die Allradkupplung wird dabei vorzugsweise derart angesteuert, dass der Generator mit dem restlichen verfügbaren Generatorbremsmoment auf die zweite Fahrzeugachse wirkt, wobei das im Hinblick auf das angeforderte Gesamtsollbremsmoment und die ideale Bremskraftverteilung noch zusätzlich für die zweite Fahrzeugachse oder Hinterachse benötigte Bremsmoment über die der Hinterachse zugeordneten Reibbremsen aufgebracht wird. Dazu werden die der zweiten Fahrzeugachse zugeordneten Reibbremsen vorteilhafterweise geeignet zugeschaltet, so dass insgesamt ein situationsabhängig aus einem vorgegebenen Bremskraftverhältnis ermitteltes Bremsmoment auf die zweite Fahrzeugachse wirkt.
• Vorteilhafterweise wird der Stellwert für die Allradkupplung erst dann ausgegeben, wenn das insgesamt angeforderte Bremsmoment einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Damit kann eine übermäßige Erhöhung der Lastwechselzahlen der Allradkupplung vermieden werden. Die Aktivierung der Allradkupplung oberhalb des vorgegebenen Grenzwerts erfolgt dabei vorteilhafterweise derart, dass ab Erreichen des Grenzwerts zunächst das Kupplungsverhältnis so in Abhängigkeit vom angeforderten Bremsmoment angesteuert wird, dass das an der ersten Fahrzeugachse oder Vorderachse applizierte Generatormoment konstant bleibt und lediglich an der zweiten Fahrzeugachse oder Hinterachse weiteres Generatormoment aufgebaut wird, bis das Momentenverhältnis an den Fahrzeugachsen der idealen Bremskraftverteilung entspricht.
• Bezüglich des Bremssystems wird die genannte Aufgabe gelöst, indem die elektronisch ansteuerbare Allradkupplung, die die zweite Fahrzeugachse kraftschlussseitig betriebspunktabhängig mit dem Generator verbindet, von einer Bremsensteuereinheit mit einem Stellwert beaufschlagt ist. Bei einem derartigen Bremssystem ist die Bremsensteuereinheit somit derart ausgelegt, dass sie der Allradkupplung einen Stellwert zuführen kann, so dass die Ansteuerung der Allradkupplung im Rahmen des Bremsenkonzepts überhaupt ermöglicht ist.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Beaufschlagung der Allradkupplung mit einem Stellwert in Abhängigkeit von den Bremserfordernissen die elektrisch-regenerative Bremse in besonders günstiger Weise nutzbar ist. Die Allradkupplung wird dabei bei Bremsungen, die ganz oder teilweise über die regenerative Bremse erfolgen, zu einem gewissen Grad derart geschlossen, dass sich das Bremsmoment des regenerativen Bremsens in einem bestimmten, als besonders günstig erachteten Verhältnis auf beide Fahrzeugachsen verteilt.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
• 1 schematisch ein Bremssystem eines Kraftfahrzeugs, und
• 2 ein Diagramm zur Verteilung von Momentenanteilen. Das Bremssystem 1 gemäß 1 ist einem Kraftfahrzeug zugeordnet und umfasst in der Art eines Hybridsystems ein hydraulisches Untersystem und ein elektrisch-regeneratives Untersystem. Der hydraulische Anteil des Bremssystems 1 umfasst eine Anzahl von hydraulischen, elektronisch ansteuerbaren Reibbremsen 2, 4, die jeweils an einem Rad 6 angeordnet sind. Die Reibbremsen 2 sind dabei der Vorderachse oder ersten Fahrzeugachse 8 des Kraftfahrzeugs zugeordnet, wohingegen die Reibbremsen 4 der Hinterachse oder zweiten Fahrzeugachse 10 zugeordnet sind. Die Reibbremsen 2, 4 sind über ein nicht näher dargestelltes Bremshydrauliksystem konventioneller Bauart mit einer Hyraulikflüssigkeit beaufschlagbar und können somit aktiviert werden. Zur Ansteuerung der Reibbremsen 2, 4 sind diese über Ansteuerleitungen 12 mit einer zentralen Bremsensteuereinheit 14 verbunden, die beispielsweise über die Ansteuerleitungen 12 Hydraulikventile der jeweiligen Reibbremsen 2, 4 gezielt ansteuern kann, um damit einen kontrollierten Druckaufbau an der jeweiligen Reibbremse 2, 4 zu ermöglichen. Durch die Bremsensteuereinheit 14 ist damit eine radindividuelle Ansteuerung der Reibbremsen 2, 4 ermöglicht. Bedarfsweise oder situationsabhängig kann die Bremsensteuereinheit 14 dabei insbesondere als ABS- oder ESP-Regelung wirken.
• Über den hydraulischen Anteil hinaus umfasst das Bremssystem 1 auch einen elektrisch-regenerativen Anteil, über den beim Bremsen eine möglichst weitgehende Rückgewinnung der verbrauchten Energie erreicht werden soll. Das elektrisch-regenerative Untersystem des Bremssystems 1 umfasst dabei einen Generator 20, der kraftflussseitig über eine Welle 22 mit einem Differenzialgetriebe 24 und über dieses mit der ersten Fahrzeugachse 8 permanent verbunden ist. Im Antriebsmodus treibt der Generator 20 dabei die Vorderachse oder erste Fahrzeugachse 8 des Kraftfahrzeugs an, wohingegen im Bremsmodus der Generator 20 seinerseits von der ersten Fahrzeugachse 8 angetrieben wird und dabei elektrische Energie erzeugt. Zum Speichern der dabei angefallenen elektrischen Energie ist der Generator 20 in nicht näher dargestellter Weise mit einer geeignet gewählten Batterieeinheit verbunden. Um bei derartigen Bremsphasen eine geeignete Einbindung des elektrisch-regenerativen Untersystems in den Bremsvorgang zu ermöglichen und insbesondere die Verteilung der Momentenanteile, die zur Erzeugung des Gesamtbremsmoments vom hydraulischen Anteil und vom elektrisch-regenerativen Anteil des Bremssystems 1 aufgebracht werden, an vorgegebene oder gewünschte Momentenverteilungen angepasst halten zu können, ist der Generator 20, wie durch den Pfeil 25 angedeutet, ebenfalls von der Bremsensteuereinheit 14 ansteuerbar. Durch die Ausgabe geeigneter Stellwerte an die hydraulischen Reibbremsen 2, 4 einerseits und an den Generator 20 andererseits kann die Bremsensteuereinheit 14 somit zur Einhaltung vorgegebener Momentenaufteilungen beitragen.
• Das Kraftfahrzeug ist im Ausführungsbeispiel mit einem zuschaltbaren Allradantrieb oder 4x4-Antrieb versehen. Dazu ist der Generator 20 kraftflussseitig über eine Welle 26, in die eine elektronisch ansteuerbare Allradkupplung 28 geschaltet ist, und über ein Differenzial 30 mit der Hinterachse oder zweiten Fahrzeugachse 10 des Kraftfahrzeugs verbunden. Für eine bedarfsweise oder situationsabhängige Zuschaltung des Allradantriebs im Antriebsmodus des Kraftfahrzeugs ist die Allradkupplung 28 dabei in nicht näher dargestellter Weise mit Stellwerten aus einem bordeigenen Regelsystem beaufschlagbar, die in vom Fahrerwunsch abhängiger oder von der Bordelektronik vorgegebener Weise im Antriebsmodus ein Öffnen oder Schließen der Allradkupplung 28 bewirken.
• Das Bremssystem 1 ist in spezifischer Weise dafür ausgelegt, den zuschaltbaren Allradantrieb des Kraftfahrzeugs in die Bremsvorgänge und insbesondere in die Momentenaufteilungen zwischen hydraulischen Anteilen und elektrisch-regenerativen Anteilen einerseits und zwischen den Fahrzeugachsen 8, 10 andererseits besonders günstig einzubinden. Um dies zu ermöglichen, ist, wie dies durch den Pfeil 32 angedeutet ist, die Allradkupplung 28 ebenfalls durch die Bremsensteuereinheit 14 ansteuerbar und mit einem Stellwert beaufschlagbar. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Allradkupplung 28 bei Bremsungen, die ganz oder teilweise über die regenerative Bremse erfolgen, zu einem gewissen Grad geschlossen werden kann, so dass sich das Bremsmoment des regenerativen Bremsens oder des Generators 20 in einem gewünschten Verhältnis auf die Fahrzeugachsen 8, 10 verteilt. Damit ist insbesondere erreichbar, dass der Fahrbahnreibwert besonders weitgehend ausgenutzt wird, da nunmehr auch im elektrisch-regenerativen Modus über beide Fahrzeugachsen 8, 10 gebremst werden kann. Des Weiteren kann das Bremssystem 1 dafür ausgelegt sein, eine voreingestellte oder als ideal erkannte Bremskraftverteilung zwischen den beiden Fahrzeugachsen 8, 10 weitestgehend einzuhalten, um damit eine besonders hohe Fahrzeugstabilität beim Bremsen und auch die Einhaltung von besonders hohen Komfortansprüchen des Fahrers zu ermöglichen.
• Das Bremssystem 1 könnte dabei, insbesondere durch geeignete Auslegung der Bremsensteuereinheit 14, derart ausgelegt sein, dass beim elektrisch-regenerativen Bremsen das regenerative Bremsmoment in einem festen Verhältnis auf die Fahrzeugachsen 8, 10, beispielsweise in einem Verhältnis von 70:30 für Vorderachse zu Hinterachse, aufgeteilt wird, wobei die Allradkupplung 28 mit einem dementsprechenden Stellwert von der Bremsensteuereinheit 14 beaufschlagt würde. Im Ausführungsbeispiel ist das Bremssystem 1 aber derart ausgelegt, dass der Stellwert für die Allradkupplung 28 von der Bremsensteuereinheit 14 situationsabhängig oder verzögerungsabhängig derart ausgegeben wird, dass als besonders günstig empfundene Bremsresultate erzielt werden können.
• Zur Erläuterung der Kriterien, nach denen der Stellwert für die Allradkupplung 28 ausgegeben wird, dient die diagrammatische Darstellung in 2. Das Diagramm nach 2 zeigt als Funktion des auf der X-Achse abgetragenen Parameters Gesamtbremsmoment oder Fahrerwunsch M auf der Y-Achse abgetragen einzelne Momentenbeiträge oder -anteile. Die Gerade 40 gibt dabei ebenfalls den Fahrerwunsch wieder und repräsentiert somit in jedem Fall das insgesamt durch die Summe des elektrisch-regenerativen Bremsbeitrags und des hydraulischen Bremsbeitrags an allen vier Rädern 6 aufzubringende Sollbremsmoment. Zur weiteren Orientierung dienen die Geraden 42 und 44, die für eine als ideal erkannte Bremskraftverteilung die gewünschten Momentenanteile an der Vorderachse (Gerade 42) bzw. an der Hinterachse (Gerade 44) repräsentieren. Die durch die Geraden 42, 44 repräsentierte Aufteilung des Gesamtbremsmoments auf einen Vorderachsenanteil und einen Hinterachsenanteil entspricht dabei einem so genannten idealen Bremskraftverhältnis, das beispielsweise anhand von Stabilitätsbetrachtungen, Sicherheitskriterien und dergleichen ermittelt worden ist. Es ist für das Bremssystem 1 grundsätzlich wünschenswert, die Momentenverteilung zwischen Vorderachse und Hinterachse an die durch die Geraden 42, 44 repräsentierten Werte anzunähern.
• Abhängig vom insgesamt aufzubringenden Bremsmoment ist das Bremssystem 1 zur Ausgabe bestimmter Momentenanteile an die einzelnen Bremsen ausgelegt, wobei der an die Allradkupplung 28 ausgegebene Stellwert jeweils entsprechend gewählt wird. Die Momentenverteilung erfolgt dabei in Abhängigkeit von der Größe des insgesamt aufzubringenden Bremsmoments M nach etwas unterschiedlichen Kriterien, wie im Folgenden näher erläutert wird. Zur Erläuterung der Regelungsgrundsätze ist der Parameterbereich des insgesamt aufzubringenden Bremsmoments M dabei in mehrere Phasen oder Intervalle I₁ bis I₅ aufgeteilt, in denen die jeweilige Momentenvorgabe jeweils etwas unterschiedlich erfolgt.
• In der ersten Phase oder im Intervall I₁ ist die insgesamt aufzubringende Bremsmoment, repräsentiert durch die Gerade 40, kleiner als ein durch die strichlierte Gerade 46 wiedergegebener vorgegebener Grenzwert. In diesem Bereich erfolgt keine Aktivierung der Allradkupplung 28; das gesamte Bremsmoment wird in diesem Bereich durch einen elektrisch-regenerativen Momentenanteil an der Vorderachse oder ersten Fahrzeugachse 8, also bei geöffneter Allradkupplung 28, aufgebracht. Im Diagramm nach 2 kommt dies dadurch zum Ausdruck, dass im Bereich des ersten Intervalls I₁ die den Anteil des regenerativen Bremsmoments an der ersten Fahrzeugachse 8 repräsentierende Linie 50 mit der den Fahrerwunsch oder das insgesamt aufzubringende Bremsmoment charakterisierenden Gerade 40 zusammenfällt. Die Betriebsweise gemäß Intervall I₁ für vergleichsweise kleine insgesamt aufzubringende Bremsmomente ist insbesondere vorteilhaft, um eine übermäßige Erhöhung der Lastwechselzahlen der Allradkupplung 28 zu vermeiden.
• Bei Erhöhung des Fahrerwunsches oder insgesamt aufzubringenden Bremsmoments M über den genannten Grenzwert hinaus erfolgt die Momentenverteilung gemäß der zweiten Phase oder dem Intervall I₂. In diesem Bereich ist vorgesehen, über eine gezielte Ansteuerung der Allradkupplung 28 nunmehr sukzessive zusätzliches elektrisch-regeneratives Bremsmoment auch an der Hinterachse oder zweiten Fahrzeugachse 8 aufzubauen. Im Intervall I₂ wird somit auch bei weiter steigendem Fahrerwunsch das an die Vorderachse oder erste Fahrzeugachse 8 abgegebene elektrisch-regenerative Bremsmoment konstant gehalten; dementsprechend verläuft im Intervall I₂ die Linie 50 horizontal. Um dem im Intervall I₂ zunehmend steigenden Fahrerwunsch Rechnung zu tragen, wird in gleichem Maße aber elektrisch-regeneratives Bremsmoment an der Hinterachse aufgebaut; dies ist im Diagramm durch die diesen Momentenanteil wiedergebende Linie 52 repräsentiert. Auch bei weiter steigendem Fahrerwunsch wird das elektrisch-regenerative Moment an der Vorderachse weiter konstant gehalten und ausschließlich an der Hinterachse weiteres elektrisch-regeneratives Bremsmoment aufgebaut, so lange, bis das ideale Bremskraftverhältnis zwischen diesen Momentbeiträgen erreicht ist. Dies ist gegeben, wenn die Linien 50, 52 die das ideale Bremskraftverhältnis wiedergebenden Geraden 42, 44 schneiden.
• Oberhalb dieser Schnittpunkte, also bei noch höherem Fahrerwunsch oder aufzubringendem Gesamtbremsmoment M, beginnt die dritte Phase oder das Intervall I₃. In diesem Intervall wird die Allradkupplung 28 derart mit einem Stellwert beaufschlagt, dass das an die Fahrzeugachsen 8, 10 jeweils weiter gegebene elektrisch-regenerative Moment jeweils dem Anteil der idealen Bremskraftverteilung entspricht. Gerade in dieser Phase lässt sich auch beim regenerativen Bremsen der volle Fahrbahnreibwert ausnutzen und gleichzeitig ein Maximum an Generatorleistung umsetzen.
• Bei noch weiter steigendem Fahrerwunsch oder aufzubringendem Gesamtbremsmoment wird ein Punkt erreicht, bei dem der Fahrerwunsch oder das insgesamt aufzubringende Gesamtbremsmoment das vom Generator 20 überhaupt insgesamt abrufbare Bremsmoment übersteigt. Dieses maximal verfügbare regenerative Bremsmoment ist im Diagramm durch die strichlierte Linie 54 wiedergegeben. Die vierte Phase oder das Intervall I₄ beginnt somit an dem Punkt, an dem die Summe der Momentenanteile gemäß Linie 50 und gemäß Linie 52 gleich dem durch die strichlierte Gerade 54 gegebenen Wert ist. Ab diesem Wert für den Fahrerwunsch ist über die elektrisch-regenerative Bremse hinaus die Zuschaltung der Reibbremsen erforderlich. In dieser Phase wird der Stellwert für die Allradkupplung 28 derart vorgegeben, dass das an die erste Fahrzeugachse 8 oder die Vorderachse ausgegebene elektrisch-regenerative Bremsmoment nach wie vor dem aus der idealen Bremskraftverteilung für die Vorderachse übermittelten Momentenanteil entspricht; dementsprechend fallen im Intervall I₄ die Linie 50 und die Gerade 42 ebenfalls zusammen. Die Allradkupplung 28 wird dabei derart angesteuert, dass das restliche von der elektrisch-regenerativen Bremse verfügbare Bremsmoment an die Hinterachse oder zweite Fahrzeugachse 10 weitergegeben wird. Je stärker dabei gemäß steigendem Fahrerwunsch der Anteil des an die Vorderachse abzugebenden elektrisch-regenerativen Bremsmoments ansteigt, desto stärker fällt notwendigerweise der an die Hinterachse abgegebene Anteil elektrisch-regenerativen Bremsmoments; dementsprechend fällt die Linie im Intervall I₄ mit zunehmenden Fahrerwunsch ab. Um dies zu kompensieren, werden die Reibbremsen 4 an der Hinterachse 10 zunehmend derart zugeschaltet, dass das insgesamt auf die zweite Fahrzeugachse 10 wirkende Bremsmoment, zusammengesetzt aus elektrisch-regenerativem Bremsmoment und hydraulischem Bremsmoment, dem Anteil gemäß dem idealen Bremskraftverhältnis entspricht. Der hydraulische Anteil an Bremsmoment an der zweiten Fahrzeugachse 10 wird im Diagramm gemäß 2 dabei durch die Linie 56 repräsentiert. In dieser Phase wird die Allradkupplung 28 somit gerade derart geöffnet, dass sich durch die damit ergebende Verlagerung des Generatorbremsmoments von der Hinter- zur Vorderachse und den Aufbau von Reibbremsmoment an der Hinterachse die vorgegebene, möglichst ideale Bremskraftverteilung ergibt.
• Bei noch weiter steigendem Fahrerwunsch oder insgesamt aufzubringendem Bremsmoment M wird schließlich der Punkt erreicht, bei dem das verfügbare Generatorbremsmoment nicht mehr ausreicht, um den Anteil an der Vorderachse gemäß der idealen Bremskraftverteilung aufzubringen. Im Diagramm entspricht dies dem Punkt, an dem die Gerade 42 die Linie 54 repräsentativ für das maximal aufbringbare Generatorbremsmoment schneidet. An diesem Punkt beginnt die fünfte Phase oder das Intervall I₅. In dieser Phase wird das gesamte aufbringbare Generatorbremsmoment an der Vorderachse gehalten; dementsprechend verläuft in diesem Bereich die Linie 50 horizontal. Das gewünschte Bremsmoment an der Hinterachse wird ausschließlich durch die Reibbremsen 4 aufgebracht; dementsprechend verläuft im Intervall I₅ die Linie 56 deckungsgleich mit der Gerade 44. Das noch zusätzlich benötigte Bremsmoment an der Vorderachse wird in diesem Fall durch weitere Ansteuerung der Reibbremsen 2 aufgebracht, deren Momentenanteil im Diagramm durch die Linie 58 repräsentiert ist.
• Durch die genannte Betriebsweise des Bremssystems 1 wird bei hoher Stabilität und betrieblicher Sicherheit die elektrisch-regenerative Bremse besonders wirkungsvoll genutzt. Beim Eintritt in eine ABS- oder ESP-Regelung wird die Allradkupplung 28 jedoch sofort geöffnet und kein Generatormoment mehr angefordert, um eine radindividuelle Regelung zu ermöglichen.
• Bezugszeichenliste

1

Bremssystem

2, 4

Reibbremsen

6

Rad

8

Vorderachse / erste Fahrzeugachse

10

Hinterachse / zweite Fahrzeugachse

12

Ansteuerleitungen

14

Bremsensteuereinheit

20

Generator

22

Welle

24

Differenzialgetriebe

25

Pfeil

26

Welle

28

Allradkupplung

30

Differenzial

32

Pfeil

40

Gerade

42

Gerade

44

Gerade

46

strichlierte Gerade

50, 52

Linien

54

strichlierte Gerade

56, 58

Linien

I1 bis I5

Intervalle

M

Fahrerwunsch / Bremsmoment

Claims (7)

1. Verfahren zur Steuerung eines Bremssystems (1) eines Kraftfahrzeugs, das eine Anzahl von hydraulischen, elektronisch steuerbaren, jeweils einer Fahrzeugachse (8, 10) zugeordneten Reibbremsen (2, 4) und einen Generator (20) umfasst, der kraftflussseitig mit einer ersten Fahrzeugachse (8) permanent und mit der anderen, zweiten Fahrzeugachse (10) über eine elektronisch ansteuerbare Allradkupplung (28) verbunden ist, bei dem nach der Vorgabe eines situationsabhängig ermittelten Sollbremsmoments für den Generator (20) die Allradkupplung (28) mit einem vorgegebenen Stellwert beaufschlagt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Stellwert derart vorgegeben wird, dass der Generator (20) in einem fest vorgegebenen Momentenverhältnis, insbesondere in einem Momentenverhältnis von etwa 70:30, auf die Fahrzeugachsen (8, 10) wirkt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Stellwert situationsabhängig und/oder verzögerungsabhängig vorgegeben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Stellwert derart vorgegeben wird, dass der Generator (20) mit einem situationsabhängig aus einem vorgegebenen Bremskraftverhältnis ermittelten Bremsmoment (M) auf die erste Fahrzeugachse (8) und mit dem restlichen verfügbaren Generatorbremsmoment auf die zweite Fahrzeugachse (10) wirkt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die der zweiten Fahrzeugachse (10) zugeordneten Reibbremsen (4) derart zugeschaltet werden, dass insgesamt ein situationsabhängig aus einem vorgegebenen Bremskraftverhältnis ermitteltes Bremsmoment (M) auf die zweite Fahrzeugachse (10) wirkt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Stellwert erst dann ausgegeben wird, wenn das insgesamt angeforderte Bremsmoment (M) einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.
7. Bremssystem (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer Anzahl von hydraulischen, elektronisch steuerbaren, jeweils einer Fahrzeugachse (8, 10) zugeordneten Reibbremsen (2, 4) und mit einem Generator (20), der kraftflussseitig mit einer ersten Fahrzeugachse (8) permanent und mit der anderen, zweiten Fahrzeugachse (10) über eine elektronisch ansteuerbare Allradkupplung (28) verbunden ist, die von einer Bremsensteuereinheit (14) mit einem Stellwert beaufschlagbar ist.

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