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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Bremsbereitschaftsfunktion für
eine Fahrzeugbremse. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren
zum Verbessern einer Bremswirkung einer Radbremse in einer Bremsanlage
eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Bremsdruck in der Radbremse aufgebaut
wird, wenn ein möglicher bevorstehender Bremsvorgang daran erkannt
wird, dass eine Größe einen Schwellenwert überschreitet.
Zudem betrifft die Erfindung ein System zum Verbessern einer Bremswirkung
einer Radbremse in eine Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs. Das System
ist zur Durchführung des Verfahrens geeignet.
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Hintergrund der Erfindung
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In
Kraftfahrzeugen eingesetzte Bremsanlagen umfassen üblicherweise
ein bewegliches Element, das gegen ein radfest montiertes Element
gepresst wird, um das entsprechend Rad abzubremsen. Die Betätigung
des beweglichen Elements erfolgt beispielsweise hydraulisch oder
pneumatisch. Insbesondere kann es sich bei dem beweglichen Element
um den Bremskolben einer Scheibenbremse handeln, der gegen eine
radfest montierte Bremsscheibe gepresst wird, um eine Bremskraft
zu erzielen.
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Zwischen
dem beweglichen Element und dem radfesten Element besteht in der
Regel ein Abstand, der im Folgenden auch als Lüftspiel
bezeichnet wird. Bei einer Betätigung der Bremse muss das Lüftspiel
zunächst überwunden werden, bevor eine Bremskraft
erzeugt werden kann. Damit kommt die Bremswirkung mit einer Verzögerung
zustande, die zu einer Verlängerung des Bremswegs führt.
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Um
eine rascheres Zustandekommen der Bremswirkung zu erreichen, kann
eine Bremsbereitschaftsfunktion vorgesehen werden, bei der vor einem
Bremsvorgang, insbesondere vor einer Notbremsung, automatisch ein
Bremsdruck zur Vorbefüllung der Radbremsen aufgebaut wird,
der derart bemessen ist, dass das Lüftspiel gerade überwunden wird.
Eine nennenswerte Bremswirkung muss dabei nicht erzielt werden.
Ein bevorstehender Bremsvorgang kann erkannt werden, wenn der Fahrer
das Fahrpedal zur Steuerung des Antriebsmotors des Fahrzeugs mit
einer Geschwindigkeit löst, die größer als
ein Schwellenwert ist. Ein derartiges Verfahren wird beispielsweise
in der deutschen Patentschrift
DE 196 29 229 C2 beschrieben.
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Die
automatische Vorbefüllung der Radbremsen sollte in normalen
Fahrsituationen nicht zu häufig vorgenommen werden, da
er aufgrund einer eventuell auftretenden Bremswirkung und dem wahrnehmbaren
Druckaufbau den Fahrkomfort einschränken kann. Dies kann
mit einer geeigneten Wahl der Parameter Bremsbereitschaftsfunktion,
insbesondere des Schwellenwerts, erreicht werden. Es hat sich jedoch
gezeigt, dass bei einer derartigen Wahl der Parameter Situationen
auftreten können, in denen eine wünschenswerte
Vorbefüllung nicht erfolgt.
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Darstellung der Erfindung
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Bremsbereitschaftsfunktion
im Hinblick auf die Wahl der maßgeblichen Parameter zu verbessern.
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Die
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 und durch ein System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst.
Ausführungsformen des Verfahrens und des Systems sind in
den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren der eingangs genannten
Art so durchgeführt, dass wenigstes eine Umgebungsinformation
bestimmt wird, die eine Umgebungsbedingung des Kraftfahrzeugs charakterisiert
und der Bremsdruckaufbau in Abhängigkeit von der Umgebungsinformation
vorgenommen wird.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein System zum Verbessern einer
Bremswirkung einer Radbremse in eine Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs
vorgeschlagen. Das System umfasst eine Energieversorgungseinheit,
die dazu ausgebildet ist, einen Bremsdruck in der Radbremse aufzubauen,
wobei die Energieversorgungseinheit von einer Steuereinheit aktiviert
wird, wenn ein möglicher bevorstehender Bremsvorgang daran
erkannt wird, dass eine Größe einen Schwellenwert überschreitet. Das
System zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet
ist, wenigstens eine Umgebungsinformation auszuwerten, die eine
Umgebungsbedingung des Kraftfahrzeugs charakterisiert, und den Bremsdruckaufbau
in Abhängigkeit von der Umgebungsinformation zu steuern.
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Die
Erfindung beinhaltet die Idee, den Bremsdruckaufbau in Abhängigkeit
von Umgebungsinformation vorzunehmen, die eine Umgebungsbedingung
des Kraftfahrzeugs charakterisieren. Hierdurch kann die Bremsbereitschaftsfunktion
an eine vorliegende Fahrsituation angepasst werden. Insbesondere
kann der Bremsdruckaufbau an die Fahrsituation angepasst werden.
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In
einer Ausgestaltung des Verfahrens und des Systems ist es vorgesehen,
dass die Größe ein Fahrpedalgradient ist, der
beim Lösen eines Fahrpedals des Kraftfahrzeugs auftritt.
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Sofern
der Fahrer das Fahrpedal derart löst, dass der Fahrpedalgradient
einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, kann mit
hoher Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden, dass der Fahrer
einen Bremsvorgang einleiten möchte. Insbesondere kann
dies ein Hinweis auf eine unvorgesehene kritische Fahrsituation
sein, in welcher der Fahrer eine Notbremsung vornehmen will.
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Eine
weitere Ausgestaltung des Verfahrens und des Systems beinhaltet,
dass der aufgebaute Bremsdruck derart bemessen wird, dass keine
nennenswerte Bremswirkung der Radbremse erzielt wird.
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Vorzugsweise
ist der Bremsdruck insbesondere so bemessen, dass das Luftspiel
der Radbremse gerade überwunden wird, so dass die Bremswirkung
der Radbremse bei einer nachfolgenden Bremsenbetätigung
ohne Verzögerung eintritt. Dabei ist der Bremsdruck so
gering, dass keine nennenswerte Bremswirkung erzielt wird, worunter
insbesondere eine Bremswirkung verstanden wird, die von dem Fahrer
deutlich spürbar ist. Hierdurch werden Einbußen
des Fahrkomforts vermieden, die bei einer Fehlauslösung
der Bremsbereitschaftsfunktionen entstehen könnten.
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Eine
Ausführungsform des Verfahrens und des System ist dadurch
gekennzeichnet, dass der Schwellenwert und/oder eine Geschwindigkeit
des Bremsdruckaufbaus nach Maßgabe der Umgebungsinformation
bestimmt werden.
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Durch
eine Anpassung des Schwellenwerts kann erreicht werden, dass es
bei einem Lösen des Fahrpedals mit höherer Wahrscheinlichkeit
bzw. öfter zu einer Vorbefüllung der Radbremsen
kommt. Dies ist vorteilhaft, wenn in bestimmten Situationen ein
besonders rasches Zustandekommen einer Bremswirkung wün schenswert
ist. Durch die Anpassung der Geschwindigkeit des Bremsdruckaufbaus
kann die Vorbefüllung in derartigen Situationen rascher
abgeschlossen werden. Die Anpassung der Geschwindigkeit des Bremsdruckaufbaus
kann insbesondere zusätzlich zur Anpassung des Schwellenwerts
vorgesehen werden.
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Ein
besonders rasches Zustandekommen einer Bremswirkung ist insbesondere
in Situationen vorteilhaft, in denen der Fahrbahnreibwert verringert und
damit der Bremsweg bereits aufgrund des Fahrbahnbelags verlängert
ist. Daher sieht eine Ausgestaltung des Verfahrens und des Systems
vor, dass die Umgebungsinformation in einer Beziehung zu einem Reibwert
der Fahrbahn des Kraftfahrzeugs steht.
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Um
eine rascheres Zustandekommen der Bremswirkung zu gewährleisten,
beinhaltet eine Ausgestaltung des Verfahrens und des Systems, dass der
Schwellenwert verringert wird und/oder die Geschwindigkeit des Bremsdruckaufbaus
erhöht wird, wenn die Umgebungsgröße
auf einen verringerten Reibwert hinweist.
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Eine
Weiterbildung des Verfahrens und des Systems umfasst, dass die Umgebungsinformation eine
Regeninformation umfasst, wobei der Schwellenwert verringert wird
und/oder die Geschwindigkeit des Bremsdruckaufbaus erhöht
wird, wenn anhand der Regeninformation ein Niederschlag festgestellt wird.
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Vorteilhaft
wird bei dieser Ausgestaltung Niederschlag als ein Indiz für
einen verringerten Reibwert aufgrund einer nassen Fahrbahn verwendet. Eine
Information über vorhandenen Niederschlag kann dabei anhand
von Einrichtungen ermittelt werden, die in der Regel bereits in
einem Kraftfahrzeug vorhanden sind. Diese können somit
zur Verbesserung der Bremsbereitschaftsfunktion mitgenutzt werden.
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Insbesondere
ist es in einer verbundenen Ausgestaltung des Verfahrens und des
Systems vorgesehen, dass die Regeninformation mittels eines Regensensors
des Kraftfahrzeugs ermittelt wird und/oder die Regeninformation
einen Betriebszustand eines Scheibenwischers des Kraftfahrzeugs charakterisiert.
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Heutzutage
verfügt bereits eine Vielzahl von Fahrzeugen über
einen Regensensor, der auch zur Steuerung des Scheibenwischers verwendet
wird. Information über den Betriebszustand des Scheibenwischers
geben gleichfalls einen Hinweis auf vorhandenen Regen, da der Scheibenwischer
in der Regel bei Regen in Betrieb gesetzt wird. Diese Information
können insbesondere dann herangezogen werden, wenn das
Fahrzeug nicht über einen Regensensor verfügt
und der Fahrer des Fahrzeugs den Scheibenwischer manuell bedient.
Gleichfalls können diese Informationen jedoch auch dann
herangezogen werden, wenn der Scheibenwischer von dem Regensensor
gesteuert wird.
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Bei
einer Ausführungsform des Verfahrens und des Systems ist
es vorgesehen, dass der Schwellenwert und/oder die Geschwindigkeit
des Bremsdruckaufbaus nach Maßgabe der Regenmenge bestimmt
werden.
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Diese
Ausführungsform erlaubt es insbesondere, anhand der Regenmenge
zu bestimmen, in welchem Maße der Schwellenwert und/oder
die Geschwindigkeit des Bremsdruckaufbaus bei vorhandenem Niederschlag
angepasst werden. Die Anpassung an die Regenmenge kann stufenweise
oder kontinuierlich vorgenommen werden.
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Eine
weitere Ausführungsform des Verfahrens und des System sieht
vor, dass die Regeninformation eine Betriebsstufe des in mehreren
Betriebsstufen betreibbaren Scheibenwischers angibt, wobei der Schwellenwert
und/oder die Geschwindigkeit des Bremsdruckaufbaus nach Maßgabe
der angegeben Betriebsstufe bestimmt werden.
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Die
Betriebsstufe des Scheibenwischers bestimmt vorzugsweise die Wischfrequenz
des Scheibenwischers, die in der Regel bei einer größeren
Regenmenge höher gewählt wird. Daher lässt
die Betriebsstufe, in welcher der Scheibenwischer betrieben wird,
Rückschlüsse auf die Regenmenge zu. Insbesondere
kann diese Information verwendet werden, wenn kein Regensensor zur
Messung der Regenmenge vorhanden ist. Gleichfalls kann diese Ausführungsform
jedoch auch bei bereits vorhandenem Regensensor eingesetzt werden,
beispielsweise dann, wenn dieser die Betriebsstufe des Scheibenwischers
in Abhängigkeit der erfassten Regenmenge einstellt.
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Eine
Weiterbildung des Verfahrens und des Systems zeichnet sich dadurch
aus, dass die Umgebungsinformation eine mittels eines Temperatursensors
gemessene Außentemperatur des Kraftfahrzeugs umfasst.
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Die
Außentemperatur erlaubt ebenfalls Rückschlüsse
auf den Fahrbahnreibwert. Die Anpassung an die Außentemperatur
kann zusätzlich oder alternativ zu der Anpassung an die
Regeninformation vorgenommen werden.
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Bei
geringen Außentemperaturen, insbesondere bei Temperaturen
unterhalb des Gefrierpunkts, steigt die Wahrscheinlichkeit, dass
Glatteis vorhanden ist, welches den Fahrbahnreibwert erheblich mindert.
Entsprechend beinhaltet eine verbundene Ausgestaltung des Verfahrens
und des Systems, dass mit sinkender Außentemperatur der
Schwellenwert verringert wird und/oder die Geschwindigkeit des Bremsdruckaufbaus
erhöht wird.
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Die
Anpassung erfolgt vorzugsweise stufenweise, kann jedoch auch kontinuierlich
vorgenommen werden. Bei einer stufenweisen Anpassung kann es insbesondere
vorgesehen sein, den Schwellenwert um einen vorgegebenen Betrag
zu verringern bzw. die Geschwindigkeit des Bremsdruckaufbaus um
einen vorgegebenen Betrag zu erhöhen, wenn die Außentemperatur
unterhalb des Gefrierpunkts liegt.
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Ferner
zeichnet sich eine Ausführungsform des Verfahren und des
Systems dadurch aus, dass die Umgebungsinformation einen nach einem Schätzverfahren
ermittelten Reibwert der Fahrbahn des Kraftfahrzeugs umfasst.
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Schätzverfahren
zur Ermittlung des Reibwerts können beispielsweise in Fahrdynamikregelsystemen
des Fahrzeugs bereits vorhanden sein. Die dort ermittelten Werte
können hier vorteilhaft als Umgebungsinformationen mitgenutzt
werden.
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Um
bei verringertem Reibwert ein rascheres Zustandekommen der Bremswirkung
zu gewährleisten, beinhaltet eine verbundene Ausgestaltung
des Verfahrens und des Systems, dass mit sinkendem Reibwert der
Schwellenwert verringert wird und/oder die Geschwindigkeit des Bremsdruckaufbaus
erhöht wird.
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Die
zuvor genannten und weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige
Weiterbildungen der Erfindung werden auch anhand der Ausführungsbeispiele
deutlich, die nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben
werden.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Von
den Figuren zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem System zum
Ausführen einer Bremsbereitschaftsfunktion,
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2 eine
schematisches Schaltbild einer hydraulischen Bremsanlage des Kraftfahrzeugs
und
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3 ein
schematisches Blockdiagramm einer Steuereinheit des System zum Ausführen
einer Bremsbereitschaftsfunktion.
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Darstellung von Ausführungsbeispielen
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In 1 ist
in schematischer Darstellung ein vierrädriges Kraftfahrzeug 101 mit
zwei Vorderrädern 102a, 102b und zwei
Hinterrädern 102c, 102d dargestellt.
Die Vorderräder 102a, 102b können
lenkbar sein, und der Radeinschlagswinkel kann von dem Fahrer mittels
einer in der Figur nicht dargestellten Lenkhandhabe eingestellt
werden, die über einen Lenkstrang mit den Vorderrädern 102a, 102b verbunden
ist.
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Das
Fahrzeug 101 wird durch einen Antriebsmotor 103 angetrieben,
bei dem es sich beispielsweise um einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor
oder einen Hybridmotor handeln kann. Der Antriebsmotor 103 erzeugt
ein Motordrehmoment, das über einen in der 1 nicht
dargestellten Antriebsstrang an zwei oder vier Fahrzeugräder 102a, 102b, 102c, 102d übertragen
wird, um diese Räder 102a, 102b, 102c, 102d anzutreiben.
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Von
dem Fahrer wird der Antriebsmotor 103 mittels eines Fahrpedals 112 bedient.
Das Eintreten des Fahrpedals 112 führt zu einer
Erhöhung der Motordrehzahl und/oder des von dem Antriebsmotor 103 bereitgestellten
Antriebsmoments. Wenn das Fahrpedal 112 gelöst
wird, wird die Motordrehzahl und/oder das von dem Antriebsmotor 103 bereitgestellte
Antriebsmoment reduziert. Die Fahrpedalstellung und Bewegungen des
Fahrpedals 112 werden mithilfe eines Fahrpedalsensors 113 erfasst.
Sofern es sich um ein elektronisches Fahrpedal 112 handelt, ist
der Fahrpedalsensor 113 bereits vorhanden, um die Fahrpedalstellung
zu erfassen und an eine Motorsteuerung zu melden, welche den Antriebsmotor 103 entsprechend
der Fahrpedalstellung steuert.
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Um
das Fahrzeug 101 abzubremsen, ist eine Bremsanlage vorgesehen,
die in der Darstellung als eine hydraulische Bremsanlage ausgestaltet
ist. Die Bremsanlage umfasst eine Betätigungseinrichtung 104,
die über einen Bremskraftverstärker 105 mit
einem Hauptbremszylinder 106 verbunden und vorzugsweise
als Bremspedal ausgebildet ist. Der Hauptbremszylinder 106 ist
strömungsmä ßig mit einem Vorratsbehälter 107 für
Hydraulikflüssigkeit verbunden und vorzugsweise als so
genannter Tandemhauptzylinder ausgeführt, bei dem jeweils
eine von zwei gekoppelten Druckkammern zur Druckversorgung eines
Bremskreises vorgesehen ist, der zwei der vier Radbremsen 108a, 108b, 108c, 108d umfasst.
Die Radbremsen 108a, 108b, 108c, 108d sind jeweils
einem Rad 102a, 102b, 102c, 102d zugeordnet.
Die Bremskreise weisen beispielsweise eine X-Aufteilung auf, bei
der eine Druckkammer des Hauptzylinders 106 die vordere
rechte Radbremse 108b und die hintere linke Radbremse 108c versorgt und
die andere Druckkammer die vordere linke Radbremse 108a und
die hintere rechte Radbremse 108b.
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Mittels
der Betätigungseinrichtung 104 kann über
den Bremskraftverstärker 105 in einer in dem Hauptbremszylinder 106 befindlichen
Hydraulikflüssigkeit ein Bremsdruck aufgebaut werden, der über Druckleitungen
an die Radbremsen 108a, 108b, 108c, 108d übertragen
werden kann. Aufgrund der Druckbeaufschlagung einer Radbremse 108a, 108b, 108c, 108d wird
das zugehörige Rad 102a, 102b, 102c, 102d mit
einem Bremsmoment beaufschlagt und dadurch abgebremst. In einer
Ausführungsform sind die Radbremsen 108a, 108b, 108c, 108d als Scheibenbremsen
ausgeführt. Diese enthalten einen Kolben, der bei einer
Druckbeaufschlagung einer Radbremse 108a, 108b, 108c, 108d gegen
eine Bremsschreibe gepresst wird, die fest mit dem entsprechenden
Rad 102a, 102b, 102c, 102d des
Kraftfahrzeugs 101 verbunden ist.
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Mit
den Radbremsen 108a, 108b, 108c, 108d ist
der Hauptbremszylinder 106 über eine Hydraulikeinheit 109 verbunden.
Die Hydraulikeinheit 109 ermöglicht eine fahrerunabhängige
Beeinflussung der Bremsanlage und wird durch ein elektronisches
Steuergerät (ECU) 110 angesteuert. Vorzugsweise
umfasst das Steuergerät 110 einen Mikroprozessor
zur Ausführung von Programmen, deren Programmcode in dem
Steuergerät 110 gespeichert werden kann. Insbesondere
Programme zur Steuerung der Hydraulikeinheit 109 werden
dabei vorzugsweise schleifenweise abgearbeitet, wobei eine Schleife
in jedem Taktschritt (Loop) einmal durchlaufen wird, um Eingangssignale
zu verarbeiten gegebenenfalls ein Ausgangssignal zu erzeugen.
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In
einer Ausgestaltung unterteilt sich die Hydraulikeinheit 109 in
zwei Untergruppen, die in gleicher Weise aufgebaut sind und jeweils
zwei Radbremsen 108a, 108b, 108c, 108d zugeordnet
sind. Beispielsweise kann es sich bei den Radbremsen 108a, 108b, 108c, 108d,
die einer Untergruppe zugeordnet sind, um die Radbremsen 108a, 108b, 108c, 108d eines
Bremskreises handeln.
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In 2 ist
die Hydraulikeinheit 109 mit einer der Untergruppen, welche
beispielhaft der vorderen rechten Radbremse 108b und der
hinteren linken Radbremse 108c zugeordnet ist, in einem
schematischen Schaltbild dargestellt. Die Radbremsen 108b, 108c sind
innerhalb der Untergruppe über ein stromlos offenes Trennventil 201 mit
dem Hauptbremszylinder 106 verbunden. Zusätzlich
ist den Radbremsen 108b, 108c jeweils ein Einlassventil 202b, 202c zugeordnet,
das ebenfalls stromlos geöffnet ist. Bei einem ausschließlich
durch den Fahrer gesteuerten Bremsvorgang wird ein in dem Hauptbremszylinder 106 aufgebauter
Bremsdruck, der auch als Vordruck bezeichnet wird, direkt zu den
Radbremsen 108b, 108c übertragen.
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Die
Hydraulikeinheit 109 umfasst weiterhin eine Hydraulikpumpe 203,
die durch einen Motor 204 angetrieben wird, der auch zum
Antreiben der Hydraulikpumpe 203 der nicht dargestellten
Untergruppe der Hydraulikeinheit 109 vorgesehen sein kann. Mittels
der Hydraulikpumpe 203 können die Radbremsen 108b, 108c fahrerunabhängig
mit einem Bremsdruck beaufschlagt werden. Zum Druckaufbau wird das
Trennventil 201 geschlossen und das stromlos geschlossene
Umschaltventil 205 geöffnet, so dass zwischen
dem Hauptbremszylinder 106 und der Saugseite der Hydraulikpumpe 203 eine
Verbindung entsteht und der Hauptbremszylinder 106 von
der Druckseite der Hydraulikpumpe 203 entkoppelt wird. Die
Hydraulikpumpe 203 ist damit in der Lage, Hydraulikflüssigkeit
aus dem Hauptbremszylinder 106 bzw. dem Vorratsbehälter 107 in
die Radbremsen 108a, 108b zu fördern
und damit den Bremsdruck in den Radbremsen 108a, 108b zu
erhöhen. Dies dient bei der vorgesehenen Fahrdynamikregelung
dazu, jeweils ein Rad 102a, 102b, 102c, 102d mit
einer Bremskraft zu beaufschlagen, um das Fahrzeug 101 zu
stabilisieren.
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Um
den Bremsdruck in den Radbremsen 108b, 108c gegen
einen bestehenden Vordruck verringern zu können, ist jeder
Radbremse 108b, 108c ein stromlos geschlossenes
Auslassventil 206b, 206c zugeordnet. Wird das
Auslassventil 206b, 206c geöffnet, kann
Hydraulikflüssigkeit aus der entsprechenden Radbremse 108a, 108b in
einen Niederdruckspeicher 207 entweichen. Mittels der Hydraulikpumpe 203 kann
die Hydraulikflüssigkeit aus dem Niederdruckspeicher 207 in
den Hauptbremszylinder 106 zurückgefördert
werden, wozu das Umschaltventil 205 sowie die Einlassventile 202b, 202c geschlossen
werden und das Trennventil 201 geöffnet wird.
Eine Verringerung des Bremsdrucks in einer Radbremse 108a, 108b, 108c, 108d erfolgt
insbesondere im Rahmen der gegebenenfalls vorgesehenen Bremsschlupfregelung,
wenn das zugehörige Rad 102a, 102b, 102c, 102d während
eines Bremsvorgangs blockiert oder zu blockieren droht.
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Darüber
hinaus kann ein in den Radbremsen 108b, 108c vorhandener
Bremsdruck konstant gehalten werden, indem sowohl das der Radbremse 108b, 108c zugeordnete
Einlassventil 202b, 202c als auch das zugehörige
Auslassventil 206b, 206c geschlossen werden. Die
Aufrechterhaltung des Bremsdrucks in einer Radbremse 108a, 108b, 108c, 108d wird
bei der vorgesehenen Fahrdynamikregelung und bei der gegebenenfalls
vorgesehenen Bremsschlupfregelung eingesetzt, um einen Bremsdruck über
eine bestimmte Zeit – d. h. über einen oder mehrere
Taktschritte des Steuergeräts 110 – aufrecht
zu erhalten.
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Der
von dem Fahrer eingestellte Vordruck wird mittels eines Drucksensors 208 erfasst,
der vorzugsweise nur in einer der beiden Untergruppen der Hydraulikeinheit 109 enthalten
ist.
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In
der zuvor dargestellten Ausgestaltung ermöglicht es die
Hydraulikeinheit 109, den Bremsdruck in allen Radbremsen 108a, 108b, 108c, 108d mittels
der Hydraulikpumpe 203 gegenüber der Fahrervorgabe
zu erhöhen und zu verringern. Eine derartige Hydraulikeinheit 109 ist
dem Fachmann an sich aus herkömmlichen Fahrdynamikregelsystemen,
wie beispielsweise einem ESP-System bekannt (ESP: Elektronisches
Stabilitätsprogramm). Sofern das Fahrzeug 101 mit
einem derartigen Fahrdynamikregelsystem ausgestattet ist, ist die
Hydraulikeinheit 109 bereits vorhanden und kann vorliegend
mitgenutzt werden.
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Mithilfe
der Hydraulikeinheit 109 wird eine Bremsbereitschaftsfunktion
bereitgestellt, die beispielsweise auch als RAB-Funktion bezeichnet
wird (RAB: Ready Break Alert). Die Bremsbereitschaftsfunktion zielt
darauf, im Falle eines bevorstehenden Bremsvorgangs, insbesondere
einer Notbremsung, ein möglichst verzögerungsfreies
Ansprechen der Radbremsen 108a, 108b, 108c, 108d zu
gewährleisten.
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Zur
Ausführung der Bremsbereitschaftsfunktion stellt das Steuergerät 110 eine
Steuereinheit 301 bereit, die vorzugsweise als ein Programmmodul ausgestaltet
ist, das in dem Steuergerät 110 ausgeführt
wird. In 3 ist die Steuereinheit 301 in
einem schematischen Blockdiagramm dargestellt. Sie umfasst eine
Bewertungseinheit 302, welche die Bewegungen des Fahrpedals 112 überwacht.
Hierzu wertet die Bewertungseinheit 302 die Bewegungen
des Fahrpedals 112 nach Geschwindigkeit und Richtung aus.
Die Geschwindigkeit entspricht dem Betrag des Fahrpedalgradienten,
d. h. der Änderungsrate der Fahrpedalstellung. Der Betrag
des Fahrpedalgradienten und die Bewegungsrichtung des Fahrpedals 112 können
aus den Messsignalen des Fahrpedalsensors 113 ermittelt
werden, beispielsweise durch den Vergleich aufeinander folgender
Messwerte. Dies erfolgt in der dargestellten Ausgestaltung, bei der
die Messsignale des Fahrpedalssensors 113 die Eingangssignale
FP der Bewertungseinheit 302 darstellen, in der Bewertungseinheit 302.
Gleichfalls kann es vorgesehen sein, dass der Betrag des Fahrpedalgradienten
und die Bewegungsrichtung des Fahrpedals 112 in einer weiteren
Einrichtung des Kraftfahrzeugs 101 ermittelt und an die
Bewertungseinheit 302 als Eingangssignal FP übertragen
werden.
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Die
Bewertungseinheit 302 prüft, ob der Betrag des
Fahrpedalgradienten während des Lösens des Fahrpedals 112 einen
Schwellenwert S überschreitet. Vorzugsweise wird dabei
in jedem Taktschritt des Steuergeräts 110 die
Bewegungsrichtung des Fahrpedals 112 und gegebenenfalls
der Betrag des Fahrpedalgradienten ausgewertet. Wird festgestellt,
dass der Fahrer das Fahrpedal 112 löst und dass
der Fahrpedalgradient dabei den Schwellenwert S überschreitet,
initiiert die Bewertungseinheit 302 eine Vorbefüllung
der Radbremsen 108a, 108b, 108c, 108d.
Hierzu wird ein entsprechender Aktivierungsbefehl an die Ansteuerungseinheit 303 übermittelt.
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Aufgrund
des Empfangs des Aktivierungsbefehls steuert die Ansteuerungseinheit 303 die
Vorbefüllung der der Radbremsen 108a, 108b, 108c, 108d, die
mithilfe der Hydraulikeinheit 109 vorgenommen wird. Insbesondere
steuert die Ansteuerungseinheit 303 die Hydraulikeinheit 109 derart,
dass mittels der Hydraulikpumpe 203 ein vorgegebener Bremsdruck in
den Radbremsen 108a, 108b, 108c, 108d aufgebaut
wird. Dieser entspricht dem Bremsdruck, bei dem die Kolben der Radbremsen 108a, 108b, 108c, 108d gerade
das Luftspiel zu den Bremsschreiben überwinden, so dass
die Kolben an die Bremsscheibe angelegt werden, ohne dass eine nennenswerte Bremswirkung
erzielt wird. Der entsprechende Bremsdruck wird während
der Entwicklung des Fahrzeugs 101 bzw. der Bremsanlage
ermittelt und ist als Parameter in dem Steuergerät 110 gespeichert.
Der Bremsdruckaufbau erfolgt mit einem vorgegebenen Bremsdruckgradienten
p_grad, d. h. einer vorgegebenen Druckaufbaugeschwindigkeit, die
von der Ansteuerungseinheit 303 vorgegeben wird.
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Der
bei der Vorbefüllung eingestellte Bremsdruck wird vorzugsweise
mittels der Hydraulikpumpe 203 oder durch ein Schließen
der von Ventilen der Hydraulikeinheit 109 solange aufrechterhalten,
bis eine Abbruchbedingung der Bremsbereitschaftsfunktion erfüllt
ist. Als Abbruchbedingung kann beispielsweise der Ablauf eines Zeitintervalls
seit der Aktivierung der Hydraulikpumpe 203, eine Bremsenbetätigung
des Fahrers und/oder eine Betätigung des Fahrpedals 112 vorgegeben
werden. Das Vorliegen der Abbruchbedingung kann von der Ansteuerungseinheit 303 überwacht
werden, welche auch die Hydraulikeinheit 109 zum Abbruch
der Bremsbereitschaftsfunktion veranlasst, wenn die Abbruchbedingung
erfüllt ist. Eine Bremsenbetätigung des Fahrers kann
dabei anhand der Signale des Drucksensors 208 und eine
Fahrpedalbetätigung anhand der Messsignale S des Fahrpedalsensors 113 festgestellt
werden.
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Der
zuvor beschriebene Schwellenwert des Fahrpedalgradienten, nach dessen
Maßgabe die Vorbefüllung der Radbremsen 108a, 108b, 108c, 108d ausgelöst
wird, wird von einer Adaptionseinheit 304 bereitgestellt.
Diese passt den Schwellenwert S an Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs 101 an
und berücksichtigt hierbei insbesondere Faktoren, die auf
einen verringerten Reibwert der Fahrbahn schließen lassen,
auf der sich das Fahrzeug 101 bewegt. Unter dem Reibwert
wird hier insbesondere der Kraftschlussbeiwert, der den Kraftschluss
zwischen der Fahrbahn und den Rädern 102a, 102b, 102c, 102d charakterisiert.
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In
einer Ausgestaltung verfügt das Kraftfahrzeug 101 über
einen Regensensor 114, der die Erkennung von Niederschlag
ermöglicht. Der Regensensor 114 kann in einer
dem Fachmann an sich bekannten Art als optischer Sensor ausgestaltet
sein. Vorzugsweise ist er an einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs 101 angeordnet
und erfasst Wassertropfen oder eine Wasserfilm auf der Windschutzscheibe. Üblicherweise
wird der Regensensor 114 für die automatische
Betätigung des Scheibenwischers oder der Scheibenwischer
des Fahrzeugs 101 herangezogen, wie es in 1 dargestellt
ist, so dass vorliegend ein gegebenenfalls bereits vorhandener bzw. vorgesehener
Regensensor 114 verwendet werden kann.
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In 1 ist
der Scheibenwischer schematisch als ein Block mit der Bezugsziffer 116 dargestellt.
Unter dem Scheibenwischer 116 wird im Folgenden insbe sondere
ein Scheibenwischer an der Windschutzscheibe des Fahrzeugs 101 verstanden, wobei
es sich gleichfalls auch um einen Scheibenwischer an einer Heckscheibe
handeln kann. Ferner wird im Folgenden beispielhaft von einem Scheibenwischer 116 ausgegangen,
obwohl das Fahrzeug gleichfalls auch mehrere Scheibenwischer aufweisen kann,
insbesondere wenn die Scheibenwischer an der Windschutzscheibe angeordnet
sind.
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Als
Regeninformation R können der Adaptionseinheit 304 die
Messsignale des Regensensors 114 zugeführt werden.
Die Adaptionseinheit 304 prüft anhand der Messsignale,
ob Niederschlag fällt. Vorzugsweise wird dabei in jedem
Taktschritt des Steuergeräts 110 ein Messwert
des Regensensors 114 ausgewertet und der Schwellenwert
S gegebenenfalls angepasst.
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In
einer Ausführungsform ist ein Normalwert des Schwellenwerts
S vorgegeben, der in dem Steuergerät 110 gespeichert
ist und gewählt wird, wenn kein Niederschlag festgestellt
wird. Stellt die Adaptionseinheit 304 fest, dass Niederschlag
fällt, wird ein Schwellenwert S gewählt, der um
einen vorgegebenen Betrag gegenüber dem Normalwert verringert
ist. Stellt die Adaptionseinheit 304 fest, dass kein Niederschlag
mehr vorliegt, wird der Schwellenwert S auf den Normalwert zurückgesetzt.
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Durch
die Verringerung des Schwellenwerts S bei vorliegendem Niederschlag
wird erreicht, dass es bei einem zügigen Lösen
des Fahrpedals 112 bei Niederschlag mit höherer
Wahrscheinlichkeit bzw. öfter zu einer Vorbefüllung
der Radbremsen 108a, 108b, 108c, 108d kommt.
Dies ist vorteilhaft, weil ein rasches Zustandekommen einer Bremswirkung
im Falle eines aufgrund von Niederschlag verringerten Reibwerts
der Fahrbahn wichtiger ist, als bei einem hohen Reibwert, wie er
bei trockener Fahrbahn vorliegt.
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Sofern
der Regensensor 114 auch die Regenmenge ermittelt, was
in der Regel der Fall ist, kann auch eine Anpassung des Schwellenwerts
S an die Regenmenge vorgenommen werden. Hierbei wird der Schwellenwert
S bei größerer Regenmenge vorzugsweise in höherem
Maße gegenüber dem Normalwert reduziert, da der
Fahrbahnreibwert in der Regel mit steigender Regenmenge sinkt. Die
Anpassung erfolgt vorzugsweise stufenweise. Hierzu werden zwei oder
mehr Intervalle der Regenmenge vorgegeben, denen jeweils ein Schwellenwert
S bzw. ein Betrag, um den der Schwellenwert S gegenüber
dem Normalwert verringert wird, zugeordnet ist. Gleichfalls kann
jedoch auch eine kontinuierliche Anpassung des Schwellenwerts S
anhand einer vorgegebenen Vorschrift vorgesehen sein.
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Anstelle
der Messsignale des Regensensors 114 wird in einer Ausgestaltung
der Betriebszustand des Scheibenwischers 116 des Fahrzeugs 101 von der
Adaptionseinheit 304 ausgewertet. Dies kann vorgesehen
sein, wenn das Fahrzeug 101 nicht über einen Regensensor 114 verfügt
und der Scheibenwischer 116 vom Fahrer des Fahrzeugs 101 gesteuert wird,
ist aber auch dann möglich, wenn ein Regensensor 114 vorhanden
ist, der den Scheibenwischer 116 steuert. Der Betriebszustand
des Scheibenwischers 116 kann dabei als Regeninformation
R von einem für die Scheibenwischersteuerung zuständigen
Steuergerät an die Adaptionseinheit 304 übermittelt
werden.
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Niederschlag
stellt die Adaptionseinheit 304 in dieser Ausgestaltung
fest, wenn sich der Scheibenwischer 116 in Betrieb befindet.
Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass Niederschlag festgestellt
wird, wenn der Scheibenwischer 116 wenigstens über
einen vorgegebenen Zeitraum in Betrieb ist und/oder wenigstes auf
einer vorgegeben Mindeststufe betrieben wird. Die Mindeststufe ist
eine vorgegebene Stufe von mehreren Stufen, in denen der Scheibenwischer 116 betrieben
werden kann. Die Stufen bestimmen dabei die Wischfrequenz der Scheibenwischer 116,
die mit höherer Stufe steigt.
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Darüber
hinaus kann auch eine Anpassung des Schwellenwerts S an die Stufe
erfolgen, in welcher der Scheibenwischer 116 betrieben
wird. Jeder Stufe wird dabei denen jeweils ein Schwellenwert S bzw.
ein Betrag, um den der Schwellenwert S gegenüber dem Normalwert
verringert wird, zugeordnet. Diese Stufe stellt dabei eine zur Regenmenge
analoge Information dar, und bei einer Steuerung des Scheibenwischers 116 durch
den Regensensor 114 wird die Stufe in Abhängigkeit
von der erfassten Regenmenge ermittelt. Daher wird der Schwellenwert
S bei höherer Stufe vorzugsweise in höherem Maße gegenüber
dem Normalwert reduziert, da von einer größeren
Regenmenge auszugehen ist.
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Zusätzlich
oder alternativ zur Auswertung von Regeninformationen R kann es
auch vorgesehen sein, dass die Adaptionseinheit 304 die
Außentemperatur überwacht. Hierzu werden der Adaptionseinheit 304 vorzugsweise
die Messsignale T eines Außentemperatursensors 115 zugeführt,
welche von der Adaptionseinheit 304 ausgewertet werden.
Der Schwellenwert S wird vorzugsweise mit sinkender Außentemperatur
gegenüber dem Normalwert verringert, insbesondere, wenn
die Außentemperatur unter dem Gefrierpunkt liegt und Glatteis
nicht ausgeschlossen werden kann, das zu einer signifikanten Verringerung
des Fahrbahnreibwerts führt.
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Die
Anpassung des Schwellenwerts S an die Außentemperatur erfolgt
vorzugsweise stufenweise. Hierbei wird der Schwellenwert S um einen
Betrag verringert, der einem vorgegebenen Temperaturintervall zugeordnet
ist. Beispielsweise kann der Schwellenwert S um einen vorgegebenen
Betrag verringert werden, wenn die Außentemperatur unterhalb
des Gefrierpunkts liegt, während ansonsten keine temperaturabhängige
Anpassung des Schwellenwerts S vorgenommen wird. Gleichfalls können
jedoch auch mehrere Stufen vorgesehen sein. Ferner kann anstelle
einer stufenweisen Anpassung des Schwellenwerts S auch eine kontinuierliche
Anpassung an die Außentemperatur vorgenommen werden.
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Die
Anpassung des Schwellenwerts S an die Außentemperatur kann
zusätzlich zu der Anpassung an gegebenenfalls vorgesehenen
Niederschlag vorgenommen werden. Dabei kann es vorgesehen sein, dass
die temperaturabhängige Anpassung nur dann vorgenommen
wird, wenn Niederschlag festgestellt wird. Gleichfalls kann die
temperaturabhängige Anpassung auch dann vorgenommen werden,
wenn kein Niederschlag festgestellt worden ist. Der Betrag, um den
der Schwellenwert S bei vorliegendem Niederschlag aufgrund einer
bestimmten Außentemperatur gegenüber dem Normalwert
verringert wird, kann sich dabei von dem Betrag unterscheiden, um den
der Schwellenwert S bei gleicher Außentemperatur reduziert
wird, wenn kein Niederschlag festgestellt wird. Im letztgenannten
Fall kann der Betrag beispielsweise kleiner sein, so dass der Schwellenwert
S in geringerem Maße reduziert wird, da bei fehlendem Niederschlag
mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit von Glatteis auszugehen
ist.
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Gleichfalls
kann auch auf die Prüfung des Vorliegens von Regens verzichtet
werden, und ausschließlich eine temperaturabhängige
Anpassung des Schwellenwerts S vorgenommen werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, wird der Reibwert der
Fahrbahn anhand eines Schätzverfahrens aus weiteren Größen
geschätzt und von der Adaptionseinheit
304 ausgewertet.
Derartige Verfahren sind dem Fachmann an sich bekannt und kommen
beispielsweise innerhalb von Fahrdynamikregelungen zum Einsatz.
Sofern das Fahrzeug
101 bereits über Fahrdynamikregelung
mit Reibwertschätzung verfügt, kann der dort ermittelte
Schätzwert an die Adaptionseinheit
304 übermittelt
werden. Alternativ kann der Schätzwert jedoch auch in der Adaptionseinheit
304 bestimmt
werden. Ein geeignetes Schätzverfahren, welches in einer
Fahrdynamikregelung oder in der Adaptionseinheit
304 ausgeführt werden
kann, ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 195 15 048 A1 beschrieben.
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Eine
Anpassung des Schwellenwerts S an den geschätzten Reibwert
der Fahrbahn in Adaptionseinheit 304 erfolgt derart, dass
der Schwellenwerts S mit sich verringerndem Reibwert reduziert wird.
Dabei kann eine stufenweise Anpassung des Schwellenwerts S vorgesehen
sein. Hierbei werden zwei oder mehr Intervalle des Reibwerts vorgegeben, denen
jeweils ein Schwellenwert S bzw. ein Betrag, um den der Schwellenwert
S gegenüber dem Normalwert verringert wird, zugeordnet
ist. Gleichfalls kann jedoch auch eine kontinuierliche Anpas sung des
Schwellenwerts S an den Reibwert anhand einer vorgegebenen Vorschrift
vorgesehen sein.
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Alternativ
oder zusätzlich zu der zuvor beschriebenen Anpassung des
Schwellenwerts S kann es auch vorgesehen sein, dass die Adaptionseinheit 304 den
Druckaufbaugradienten p_grad anpasst, der für die Vorbefüllung
der Radbremsen 108a, 108b, 108c, 108d eingestellt
wird. Bei der Darstellung in 3 wird von
einer zusätzlichen Anpassung des Druckaufbaugradienten
p_grad ausgegangen. Die Anpassung des Druckaufbaugradienten p_grad
kann analog zu der Anpassung des Schwellenwerts S des Fahrpedalgradienten
erfolgen.
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Dies
bedeutet, dass in einer Ausgestaltung eine Regeninformation R ausgewertet
wird, um die Anpassung des Druckaufbaugradienten p_grad vorzunehmen.
Die Regeninformation R kann wie zuvor beschrieben von dem Regensensor 114 geliefert werden
oder dem Betriebszustand des Scheibenwischers 116 des Fahrzeugs 101 entsprechen.
Falls die Adaptionseinheit 304 Niederschlag feststellt,
wird der Druckaufbaugradient p_grad um einen vorgegebenen Betrag
erhöht, um einen rascheren Bremsdruckaufbau zu gewährleisten.
Gleichfalls kann eine Anpassung an die erfasste Regenmenge bzw.
die Betriebsstufe des Scheibenwischers 116 erfolgen, wobei
der Druckaufbaugradient p_grad mit größerer Regenmenge
bzw. höherer Betriebsstufe vergrößert wird.
Wie zuvor in Bezug auf den Schwellenwert S erläutert, kann
die Anpassung an die Regenmenge stufenweise oder kontinuierlich
vorgenommen werden.
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Weiterhin
kann der Druckaufbaugradient p_grad mit sinkender Außentemperatur
erhöht werden. Dies kann wie zuvor in Bezug auf den Schwellenwert
S beschrieben, zusätzlich zu der Anpassung aufgrund der
Regeninformation R vorgenommen werden oder alternativ dazu. Die
Anpassung an die Außentemperatur erfolgt vorzugsweise stufenweise, kann
jedoch auch kontinuierlich vorgenommen werden.
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Alternativ
kann es vorgesehen sein, dass der Druckaufbaugradient p_grad an
den Reibwert der Fahrbahn angepasst wird, der in der zuvor beschriebenen
Weise geschätzt werden kann. Die Anpassung erfolgt derart,
dass der Druckaufbaugradient p_grad mit sinkendem Reibwert erhöht
wird, und kann stufenweise oder kontinuierlich vorgenommen werden.
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Sofern
die Adaptionseinheit 304 sowohl den Schwellenwert S als
auch den Druckaufbaugradienten p_grad anpasst, werden für
die Anpassung des Druckaufbaugradienten p_grad vorzugsweise nur solche
Faktoren herangezogen, die auch für die Anpassung des Schwellenwerts
S maßgeblich sind. Hierdurch wird die Effizienz erhöht,
da Faktoren nicht ausschließlich für die Anpassung
des Druckaufbaugradienten ausgewertet werden müssen. Sofern
der Druckaufbaugradient p_grad nicht angepasst wird, ist er als
fester Parameter in dem Steuergerät 110 gespeichert.
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Obwohl
die Erfindung in den Zeichnungen und der vorausgegangenen Darstellung
im Detail beschrieben wurde, sind die Darstellungen illustrativ bzw.
beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen; insbesondere
ist die Erfindung nicht auf die erläuterten Ausführungsbeispiele
beschränkt. Weitere Varianten der Erfindung und ihre Ausführung
ergeben sich für den Fachmann aus der vorangegangenen Offenbarung,
den Figuren und den Patentansprüchen.
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In
den Patentansprüchen verwendete Begriffe wie "umfassen",
"aufweisen", "beinhalten", "enthalten" und dergleichen schließen
weitere Elemente oder Schritte nicht aus. Die Verwendung des unbestimmten
Artikels schließt eine Mehrzahl nicht aus. Eine einzelne
Einrichtung kann die Funktionen mehrerer in den Patentansprüchen
genannter Einheiten beziehungsweise Einrichtungen ausführen.
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In
den Patentansprüchen angegebene Bezugszeichen sind nicht
als Beschränkungen der eingesetzten Mittel und Schritte
anzusehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19629229
C2 [0004]
- - DE 19515048 A1 [0071]