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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, umfassend linke und rechte Räder, denen jeweils eine Bremsvorrichtung zugeordnet ist, wobei wenigstens einem der linken und wenigstens einem der rechten Räder zudem ein Drehzahlerfassungsmittel zur Erfassung der Raddrehzahl zugeordnet ist, eine Steuereinrichtung, wenigstens zwei Elektromaschinen, durch deren Betrieb das linke und das rechte Rad separat bremsbar sind, sowie eine Bremsmischeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, die Bremsvorrichtungen und die Elektromaschinen zur Erzeugung vorgegebener Bremsmomente für das rechte und das linke Rad in Abhängigkeit der erfassten Raddrehzahlen anzusteuern.
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Die Regeneration von Bremsenergie in Kraftfahrzeugen ist insbesondere im Sinne des Umweltschutzes ein Entwicklungsfeld im Kraftfahrzeugbereich, dem zunehmende Bedeutung zukommt. Durch die Rückgewinnung von Bremsenergie können, insbesondere in Hybrid- und Elektrofahrzeugen Teile der im Fahrbetrieb verbrauchten Energie zurückgewonnen und beispielsweise zum Laden einer Batterie oder zum Betrieb von Fahrzeugsystemen genutzt werden. Zur Energierückgewinnung wird typischerweise eine Elektromaschine genutzt, die beim Bremsen des Rades als Generator betrieben wird. Damit wird die kinetische Energie des Kraftfahrzeugs in elektrische Energie zurückgewandelt.
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Nachteilig an dem Bremsen eines Kraftfahrzeugs durch eine Elektromaschine ist, dass die Bremswirkung von Elektromaschinen stark von der Fahrgeschwindigkeit bzw. der Raddrehzahl abhängt. Daher ist es bekannt, ein sogenanntes Bremsen-Blending durchzuführen, bei dem zum Bremsen von Rädern ein typischerweise hydraulisches Bremssystem ergänzend zum Bremsen durch die Elektromaschine genutzt wird. Dabei kann beispielsweise die Raddrehzahl durch einen Sensor oder durch eine Auswertung des durch die Elektromaschine ausgegebenen Stroms erkannt werden und in Abhängigkeit der Drehzahl können das hydraulische Bremssystem und die Elektromaschine angesteuert werden, um eine gewünschte Gesamtverzögerung zu erhalten. 4 zeigt ein Beispiel für eine drehzahlabhängige Verteilung einer gewünschten Verzögerung 1 auf einen Anteil des generatorische Bremsens und einen Anteil des Bremsens mithilfe einer Reibungsbremse.
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Es ist auch bekannt, in Kraftfahrzeugen ein Bremssystem vorzusehen, das unabhängig von einer Bremsbetätigung durch einen Fahrer durch Fahrzeugsysteme steuerbar ist. Derartige Bremssysteme werden beispielsweise für Anfahrschlupfregelungen oder für Spurkontrollsysteme genutzt, insbesondere wenn ein Eingriff derart erfolgen soll, dass keine Rückkopplung über das Bremspedal stattfindet. Für derartige Systeme wird typischerweise eine separate Hydraulikpumpe zur Verfügung gestellt, die im Bedarfsfall, wenn vom Fahrer kein oder nur unzureichender Druck für elektronisch geregelte Bremseingriffe erzeugt wird, anläuft. Die Systeme zur selbsttätigen Druckerzeugung haben allerdings den Nachteil, dass sie nicht für den Dauerbetrieb ausgelegt sind, da sie nur in wenigen Fahrsituationen in das Bremsverhalten des Kraftfahrzeugs eingreifen sollen. Weiterhin haben konventionell Systeme akustische Nachteile, die häufig auch mit dem Stichwort NVH-Problematik bezeichnet werden. Insbesondere beim Betrieb des Kraftfahrzeugs mit niedrigen Geschwindigkeiten sind die Fahrzeuggeräusche noch gering und das Anlaufen der separaten Hydraulikpumpe wird häufig als laut und störend empfunden. Zudem ist aufgrund der Tatsache, dass die Hydraulikpumpe erst anlaufen muss, Systeme zur fahrerunabhängigen Druckerzeugung typischerweise relativ langsam, was eine geringe Stelldynamik nach sich zieht.
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Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug anzugeben, bei dem mit geringem Zusatzaufwand eine Verbesserung der fahrdynamischen Eigenschaften erreicht werden kann.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, durch Vorgabe eines ersten Bremsmoments für das linke Rad und eines zweiten Bremsmoments für das rechte Rad ein Giermoment für das Kraftfahrzeug zu Erzeugen und/oder einen Schlupf des linken oder des rechten Rades zu verringern.
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Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, auszunutzen, dass Kraftfahrzeuge, die ein regeneratives Bremsen unterstützen sollen und bei denen zugleich eine gleichmäßige Bremsbarkeit des Kraftfahrzeugs über große Geschwindigkeitsbereiche bzw. Drehzahlbereiche der Räder möglich sein soll, typischerweise ohnehin für regenerativ zu bremsende Räder wenigstens ein dauerhaft betriebenes fahrerunabhängig aktivierbares Bremssystem umfassen. Zudem ist es in diesen Kraftfahrzeugen möglich, Räder über eine entsprechende Ansteuerung der im Kraftfahrzeug vorgesehenen Elektromaschinen zu bremsen. Dabei sind regenerative Bremssysteme häufig bereits derart ausgebildet, dass separate Bremsvorrichtungen für zumindest ein linkes und ein rechtes Rad vorgesehen sind. Dem linken und dem rechten Rad ist typischerweise auch jeweils eine Elektromaschine zugeordnet, die entweder direkt oder über eine oder mehrere Wellen mit dem Rad gekoppelt ist.
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Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, diese Elemente nicht nur zum regenerativen Bremsen zu nutzen, sondern durch eine entsprechend ausgebildete Steuereinrichtung die Elemente einer derartigen Blending-Bremse zur kombinierten mechanischen und elektrodynamischen Bremsung zu nutzen, um fahrdynamische Funktionen im Fahrzeug besser umzusetzen. Dabei kann insbesondere ein Brems-Blending separat für das linke und das rechte Rad erfolgen, das heißt die Bremsmischeinrichtung ermittelt aus dem ersten und dem zweiten vorgegebenen Bremsmoment jeweils Ansteuerinformationen für die Bremsvorrichtung des linken und des rechten Rades sowie Ansteuerinformationen für die zwei Elektromaschinen, die jeweils einem der Räder zugeordnet sind. Die Steuereinrichtung muss bei einer solchen Bremsmischeinrichtung, die selbständig für den „Verschnitt” zwischen Bremsen durch die Bremsvorrichtung und Bremsen durch die Elektromaschine sorgt, ausschließlich funktionsabhängig gewünschte Bremsmomente für das rechte und linke Rad vorgeben. Dabei ist es selbstverständlich möglich, dass die Steuereinrichtung und die Bremsmischeinrichtung durch eine einzelne Komponente, beispielsweise eine Recheneinrichtung gebildet sind.
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Neben der beschriebenen Kopplung jeweils einer Elektromaschine mit dem linken und dem rechten Rad zur regenerativen Bremsung des jeweiligen Rades sind selbstverständlich eine Vielzahl anderer Ausführungen möglich. So können in einem vierrädrigen Kraftfahrzeug auch alle vier Räder getrennt durch die Blending-Bremse bremsbar sein oder es können beispielsweise zwei der Räder separat bremsbar sein und zwei Räder gemeinsam. Selbstverständlich kann ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug auch mehr oder weniger als vier Räder aufweisen. Neben einer direkten Kopplung der Elektromaschinen mit jeweils einem der Räder ist es zudem möglich, dass eine Elektromaschine zur Erzeugung eines Bremsmoments für mehrere Räder genutzt wird, wobei das Bremsmoment durch ein durch eine weitere Elektromaschine gesteuertes Differential verteilt wird.
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Die Bestimmung des ersten und des zweiten Bremsmoments erfolgt entsprechend dem Vorgehen bei ähnlichen Systemen, die eine fahrerunabhängige Hydraulikpumpe aufweisen, die im Bedarfsfall anläuft. Vorteilhaft wird durch die Nutzung der Komponenten einer Blending-Bremse jedoch erreicht, dass die thermische Belastung der Bremsanlage geringer ist, da Teile der Energie nicht durch Reibung abgeführt werden, sondern durch ein regeneratives Bremssystem. Zudem ist aufgrund der leistungsfähigeren Aktoren in einer vollblending-fähigen Bremse die Geräuschbelastung bei der Durchführung der fahrdynamischen Funktionen, insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten, geringer. Fahrzeugsysteme, die Giermomente für das Kraftfahrzeug erzeugen sollen oder den Schlupf zwischen dem linken und dem rechten Rad verringern und dazu Einzelradbremsen nutzen, sind prinzipiell im Stand der Technik bekannt und sollen daher hier nicht näher erläutert werden.
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Im erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ist es insbesondere möglich, dass die Bremsmischeinrichtung ausgebildet ist, bei einer Bewegung des linken und/oder des rechten Rades mit einer Drehzahl oberhalb einer vorgegebenen Mindestdrehzahl zumindest einen Teil der vorgegebenen Bremsmomente durch Ansteuerung wenigstens einer der Elektromaschinen zu erzeugen. So ist es bei üblichen Kraftfahrzeugen beispielsweise nachteilig, dass bei Off-Road-Fahrten durch die Schlupfregelung des Kraftfahrzeugs mit klassischen Bremssystemen die Bremsen sehr heiß werden. Dies kann erfindungsgemäß dadurch verhindert werden, dass zumindest Teile der Bremsmomente durch die Elektromaschinen erzeugt werden und dadurch die Energie zurückgewonnen und nicht in Reibungswärme gewandelt wird. Damit wird neben dem Energiegewinn zusätzlich erreicht, dass die Bremsen kühler bleiben. Auch bei einem hochdynamischen Fahren ist es vorteilhaft, dass die Bremsung einzelner Räder zur Spurstabilisierung durch regeneratives Bremsen erfolgt.
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Es ist möglich, dass das Kraftfahrzeug ein Lenkwinkelerfassungsmittel zur Erfassung eines Lenkwinkels und/oder ein Fahrerassistenzsystem zur Vorgabe eines Lenkwinkels umfasst, wobei die Steuereinrichtung zur Vorgabe des ersten und des zweiten Bremsmoments in Abhängigkeit des Lenkwinkels ausgebildet ist. Durch eine derartige lenkwinkelabhängige Vorgabe des ersten und zweiten Bremsmoments kann insbesondere die Agilität des Kraftfahrzeugs erhöht und der Wendekreis verringert werden. Insbesondere Kraftfahrzeuge mit einem Frontantrieb neigen typischerweise zu einem Untersteuern in Kurven. Dieses Untersteuern kann beispielsweise kompensiert werden, indem kurveninnenseitige Räder stärker gebremst werden.
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Die Vorgabe des ersten und des zweiten Bremsmoments in Abhängigkeit des Lenkwinkels und die Ansteuerung der Bremsvorrichtung und der Elektromaschinen zur Erzeugung vorgegebener Bremsmomente kann dabei zumindest bei Stillstand des Kraftfahrzeugs und/oder bei Bewegung des Kraftfahrzeugs mit geringer Geschwindigkeit, insbesondere weniger als 10 km/h, erfolgen. Wie bereits erläutert ist es bei einer Nutzung von konventionellen fahrerunabhängigen Bremssystemen nachteilig, dass die separate Hydraulikpumpe bei Einsatz der fahrerunabhängigen Bremsen deutlich wahrnehmbare Vibrationen erzeugt. Diese können typischerweise im Übergangsbereich zwischen hör- und fühlbaren Schwingungen, bei einer Schwingungsfrequenz von ca. 20–100 Hz, liegen und werden häufig als störend wahrgenommenen. Derartige Vibrationen sind auch als NVH-Problematik (Noise, Vibration, Harshness) bekannt. Daher werden in Kraftfahrzeugen derartige fahrerunabhängige Bremssysteme typischerweise nur ab einer gewissen Mindestgeschwindigkeit eingesetzt, da in diesem Fall das Fahrgeräusch und andere Vibrationen die durch den Betrieb der Hydraulikpumpe erzeugten Vibrationen überdecken.
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Aufgrund der oben beschriebenen Vorteile der Nutzung einer vollblendingfähigen Bremse für Fahrdynamikfunktionen können solche Bremseingriffe bereits bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten erfolgen. Insbesondere sind Hydraulikpumpen von vollblending-fähigen Bremssystemen für den Dauerbetrieb ausgebildet und erzeugen weit weniger Vibrationen als übliche Systeme zur selbsttätigen Druckerzeugung. Damit kann beispielsweise eine Verkleinerung des Wendekreises durch ein gezieltes Bremsen eines oder mehrerer Räder auf einer Kraftfahrzeugseite bereits bei Geschwindigkeiten von weniger als 5 km/h oder beim Rollen ohne Gaspedalbetätigung erfolgen ohne zu für einen Fahrer nicht akzeptablen Geräuschen oder Vibrationen zu führen.
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Aufgrund der geringen Vibrations- und Geräuschentwicklung der Hydraulikpumpe eines vollblending-fähigen Bremssystems kann bereits bei Stillstand des Kraftfahrzeugs eine Agilisierung des Fahrverhaltens erfolgen. Durch einen einseitigen Bremseingriff kann bereits beim Anfahren des Kraftfahrzeugs ein zusätzliches Giermoment erzeugt werden. Damit kann beispielsweise beim Anfahren eines Kraftfahrzeugs mit Frontantrieb in einer Kurve ein durch den Frontantrieb des Kraftfahrzeugs bedingtes Untersteuern des Kraftfahrzeugs abgemildert, kompensiert oder gar überkompensiert werden. Die stärke dieser Kompensation ist durch die Stärke des einseitigen Bremseingriffs steuerbar.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn an einem Bremspedal des Kraftfahrzeugs ein Bremssensor zur fahrerseitigen Vorgabe eines fahrerseitigen Bremsmoments vorgesehen ist, wobei die Steuereinrichtung zur Beaufschlagung des ersten und des zweiten Bremsmoments mit dem fahrerseitig vorgegebenen Bremsmoment ausgebildet ist. Dabei kann ergänzend am Bremspedal ein Rückkoppelaktor vorgesehen sein, der dem Fahrer ein haptisches Rückkoppelsignal des von ihm veranlassten Bremsvorgangs bereitstellt. Hierbei können insbesondere ausschließlich fahrerseitige Bremseingriffe rückgekoppelt werden und Bremseingriffe, die durch ein anderes Fahrzeugsystem ausgelöst werden, nicht rückgekoppelt werden. Selbstverständlich ist jedoch auch möglich, fahrzeugsystemseitige Bremseingriffe rückzukoppeln.
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Mit der Nutzung eines Bremssensors am Bremspedal kann in einem Kraftfahrzeug mit einer vollblending-fähigen Bremsen besonders leicht ein Brake-By-Wire-System realisiert werden, in dem keine mechanische Kopplung zwischen dem Bremspedal und den Bremsen des Kraftfahrzeugs mehr notwendig ist. Im erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug können daher alle fahrerseitigen Bremseingriffe, alle durch weitere Fahrzeugsysteme vorgesehenen Bremseingriffe und auch Bremseingriffe zur Dynamiksteigerung des Kraftfahrzeugs mit den gleichen Komponenten durchgeführt werden.
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Wie eingangs erwähnt sind verschiedene Kopplung der Elektromaschinen an das linke und das rechte Rad möglich. So kann das linke Rad durch einen Betrieb einer ersten der Elektromaschinen und das rechte Rad durch einen Betrieb einer zweiten der Elektromaschinen bremsbar sein. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Elektromaschine nah an den Rädern angeordnet sind. So kann die Elektromaschine direkt in die Radnabe integriert sein oder es kann eine zum Einzelradantrieb ausgebildete Elektromaschine genutzt werden.
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Alternativ ist es auch möglich, dass das Kraftfahrzeug eine Drehmomentverteileinrichtung umfasst, die ausgebildet ist, das Drehmoment einer ersten der Elektromaschinen in Abhängigkeit des Drehmoments einer zweiten der Elektromaschine auf das linke und das rechte Rad zu verteilen. In modernen Kraftfahrzeugen werden zunehmend sogenannte Torque-Vectoring-Lösungen eingesetzt, die eine Verteilung von Drehmomenten von Antriebsmaschinen erlauben. Es ist möglich, diesen Ansatz auch zur Verteilung der Bremsmomente im erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug zu nutzen.
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Insbesondere wenn die Elektromaschinen einzelnen Rädern zugeordnet sind, ist es möglich, dass die Drehzahlerfassungsmittel jeweils zur Bestimmung der Drehzahl des zugeordneten Rades durch Auswertung des Stromverlaufs eines durch wenigstens eine der Elektromaschinen erzeugten Stroms ausgebildet sind. Ein ähnliches Vorgehen ist auch mögliche, wenn eine Drehmomentverteilungseinrichtung genutzt wird. In diesem Fall ist die Drehzahl einer der Elektromaschinen proportional zum Drehzahlunterschied zwischen den beiden Rädern. Durch die Nutzung der Elektromaschinen zur Drehzahlerfassung ist ein besonders einfacher Aufbau des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs möglich. Durch die Reduzierung der Aufbaukomplexität werden nicht nur die Kosten des Kraftfahrzeugs gesenkt, sondern auch die Zuverlässigkeit des Kraftfahrzeugs erhöht.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs, umfassend linke und rechte Räder, denen jeweils eine Bremsvorrichtung zugeordnet ist, eine Steuereinrichtung und wenigstens zwei Elektromaschinen, durch deren Betrieb wenigstens eines der linken und wenigstens eines der rechten Räder separat bremsbar sind, wobei durch jeweils dem linken und dem rechten Rad zugeordnete Drehzahlerfassungsmittel die Raddrehzahl des linken und des rechten Rades erfasst wird und die Bremsvorrichtung und die Elektromaschinen zur Erzeugung vorgegebener Bremsmomente für das linke und das rechte Rad in Abhängigkeit der erfassten Raddrehzahlen durch eine Bremsmischeinrichtung angesteuert werden, wobei durch die Steuereinrichtung ein Giermoment für das Kraftfahrzeug vorgegeben wird und/oder ein Schlupf des linken oder rechten Rades verringert wird, indem sie ein erstes Bremsmoment für das linke Rad und ein zweites Bremsmoment für das rechte Rad vorgibt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann selbstverständlich mit Merkmalen fortgebildet werden, die den bereits oben zum Kraftfahrzeug erläuterten Merkmalen entsprechen.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen sowie den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
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2 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
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3 schematisch ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens und,
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4 ein Beispiel zur raddrehzahlabhängigen Verteilung der Bremsmomente auf eine Reibbremse und eine generatorische Bremsen.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs mit blending-fähigen Bremsen, wobei die blending-fähigen Bremsen zur Steigerung der Fahrdynamik nutzbar sind. Das Kraftfahrzeug 4 umfasst vier Räder 5, 6, 7, 8 sowie vier Bremsvorrichtungen 9, 10, 11, 12, die jeweils einem der Räder 5, 6, 7, 8 zugeordnet sind. Die Bremsvorrichtungen 9, 10, 11, 12 sind als hydraulisch betriebene, mechanische Bremsen ausgebildet. Daneben umfasst das Kraftfahrzeug eine Elektromaschine 13, die dem linken vorderen Rad 5 zugeordnet ist und eine Elektromaschine 14, die dem rechten vorderen Rad 6 zugeordnet ist. Die Steuerung der Elektromaschinen 13, 14 sowie der Bremsvorrichtungen 9, 10, 11, 12 erfolgt durch eine Steuereinrichtung 15, beispielsweise über einen CAN-Bus 17. Das Kraftfahrzeug 4 umfasst zudem eine Steuereinrichtung 23, die in Abhängigkeit einer Vielzahl von Fahrzeugparametern ein Drehmoment für das Kraftfahrzeug erzeugen kann und den Schlupf zwischen einem linken und rechten Rad reduzieren kann. Zur Reduzierung des Schlupfs können durch eine nicht gezeigte Drehzahlerfassungseinrichtung jeweils im Fahrbetrieb durch die Elektromaschinen 13, 14 erzeugte Ströme erfasst und ausgewertet werden, um anhand von Periodizitäten der erzeugten Ströme die Drehzahl des linken vorderen Rades 5 und des rechten vorderen Rades 6 zu erfassen. Über den CAN-Bus 17 werden diese Drehzahlen an die Steuereinrichtung 23 bereitgestellt. Ermittelt die Steuereinrichtung 23 einen Unterschied zwischen den Drehzahlen, der einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, so gibt die Steuereinrichtung 23 der Bremsmischeinrichtung 15 ein erstes und ein zweites Bremsmoment zum Bremsen des linken und des rechten Rades vor. Die Bremsmischeinrichtung 17 ermittelt aus den jeweils vorgegebenen Bremsmoment eine Ansteuerinformation zur Ansteuerung der Bremsvorrichtung 9 und der Elektromaschine 13 zum Bremsen des linken vorderen Rades 5 und zur Ansteuerung der Bremsvorrichtung 10 und der Elektromaschine 14 zum Bremsen des rechten vorderen Rades 6. Dieser Vorgang wird detailliert mit Bezug auf 3 erläutert.
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Im Kraftfahrzeug 4 ist es zudem möglich, Lenkbewegungen durch die Erzeugung von Giermomenten durch die blending-fähige Bremse zu unterstützen. Soll, beispielsweise bei niedrigen Geschwindigkeiten, ein Wendekreis verringert werden, so wird durch ein am Lenkrad des Kraftfahrzeugs 4 angeordnetes Lenkwinkelerfassungsmittel 22 der Lenkwinkel erfasst und über den CAN-Bus für die Steuereinrichtung 23 bereitsgestellt. Die Steuereinrichtung 23 ermittelt in Abhängigkeit des Lenkwinkels und weiterer Fahrzeugparameter, insbesondere der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit ein erstes und ein zweites Bremsmoment, die wiederum an die Bremsmischeinrichtung übermittelt werden.
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Um die blending-fähige Bremse auch für fahrergesteuerte Bremsungen zu nutzen, ist am Bremspedal des Kraftfahrzeugs 4 ein Bremssensor 16 angeordnet. Die Daten des Bremssensors 16 werden der Steuereinrichtung 23 zur Verfügung gestellt. In Abhängigkeit der Daten des Bremssensors 16 berechnet die Steuereinrichtung 23 ein fahrerseitig vorgegebenes Bremsmoment, mit dem das erste und das zweite für die Bremsmischeinrichtung 15 bereitgestellte Bremsmoment beaufschlagt werden. Damit wird das fahrerseitige Bremsmoment zu den weiteren Bremsmomenten, die zur Dynamiksteigerung genutzt werden, addiert.
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2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Kraftfahrzeug mit blendig-fähiger Bremse, die zur Dynamiksteigerung genutzt wird. Wesentlicher Unterschied zu dem in 1 gezeigten Fahrzeug ist, dass in Kraftfahrzeug 24 auch für das linke hintere Rad 7 und das rechte hintere Rad 8 blending-fähige Bremsen vorgesehen sind. Den hinteren Rädern 7, 8 sind Elektromaschinen 19 und 21 jedoch nicht direkt zugeordnet. Die Elektromaschinen 19 und 21 sind vielmehr über das Differential 20 mit den hinteren Rädern 7, 8 gekoppelt. Die Elektromaschine 19 bildet dabei die Hauptelektromaschine, die ein Drehmoment bereitstellt, das auf die hinteren Räder 7, 8 verteilt wird. Die Verteilung des Drehmoments kann durch ein durch die Elektromaschine 21 ausgeübtes Drehmoment gesteuert werden. Der Aufbau aus einem Differential 20, das beispielsweise als Planetenradgetriebe ausgebildet ist, und zwei Elektromaschinen 19, 21, die zum Generieren des verteilten Drehmoments und zur Steuerung der Verteilung des Drehmoments dienen, ist grundsätzlich von Torque-Vectoring-Systemen in Kraftfahrzeugen bekannt. Im Kraftfahrzeug 24 wird diese Anordnung jedoch zum regenerativen Bremsen genutzt. Selbstverständlich ist es jedoch möglich, die Elektromaschinen 13, 14, 19 und 21 auch zum Antrieb des Kraftfahrzeugs zu benutzen bzw. mitzubenutzen. Da nun vier Räder 5, 6, 7, 8 jeweils blending-fähige Bremsen aufweisen ist es möglich, dass die Steuereinrichtung 25 ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Bremsmoment an die Bremsmischeinrichtung 18 bereitstellt, woraus diese Ansteuerinformationen für die vier Bremsvorrichtungen 9, 10, 11, 12 sowie für die vier Elektromaschinen 13, 14, 19, 21 generiert.
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In einer alternativen Ausbildung des Kraftfahrzeugs 24 wäre es möglich, dass die Steuereinrichtung 25 nur zwei verschiedene Bremsmomente für die Bremsmischeinrichtung 18 bereitstellt und die Bremsverteileinrichtung die Elektromaschinen 13, 14, 19, 21 und die Bremsvorrichtungen 9, 10, 11, 12 derart steuert, dass am linken vorderen Rad 5 und am linken hinteren Rad 7 das gleiche Bremsmoment erzeugt wird und am rechten vorderen Rad 6 und am rechten hinteren Rad 8 das gleiche Bremsmoment erzeugt wird.
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3 zeigt schematisch ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Betrieb eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs. Dabei soll der Schlupf zwischen zwei Rädern verringert werden, das heißt bei Überschreiten des Drehzahlunterschieds zwischen den zwei Rädern das schnellere der beiden Räder gebremst werden. In Schritt S1 wird dabei die Drehzahl des linken Rades erfasst und in Schritt S2 die Drehzahl des rechten Rades. Ergänzend wird in Schritt S3 ein Bremssensor ausgelesen, um ein fahrerseitig vorgegebenes Bremsmoment zu erfassen.
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In Schritt S4 werden die in Schritt S1 und Schritt S2 ermittelten Drehzahlen voneinander abgezogen, um eine Drehzahldifferenz zwischen den Rädern zu bestimmen. Ist die in Schritt S4 bestimmte Drehzahldifferenz kleiner als ein vorgegebener Grenzwert, so kann das Verfahren von Anfang an wiederholt werden.
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Wird in Schritt S4 ermittelt, dass die Drehzahldifferenz den Grenzwert überschreitet, so werden in den Folgeschritten in Abhängigkeit der in Schritt S4 bestimmten Drehzahldifferenz und dem in Schritt S3 erfassten fahrerseitigen Bremsmoment Ansteuerinformationen für die dem linken und dem rechten Rad jeweils zugeordneten Bremsvorrichtungen und Elektromaschinen bestimmt. In den Schritten S5 bis S9 werden die entsprechenden Ansteuerungsinformationen für das linke Rad bestimmt.
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In Schritt S5 wird aus der in Schritt S4 bestimmten Drehzahldifferenz ein erstes Bremsmoment bestimmt. Im einfachsten Fall wäre es möglich, als Bremsmoment null zu bestimmen, wenn die Drehzahldifferenz unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes liegt und bei Überschreiten dieses Grenzwertes das erste Bremsmoment auf einen festen Wert zu setzen. Vorteilhaft kann jedoch ein kontinuierlicher Anstieg des ersten Bremsmoments genutzt werden, bei dem unterhalb eines vorgegebenen Werts der Drehzahldifferenz das erste Bremsmoment null ist und anschließend über einen vorgegebenen Drehzahldifferenzbereich kontinuierlich ansteigt. Zu beachten ist dabei, dass das Vorzeichen der Drehzahldifferenz angibt, ob das linke oder das rechte Rad schneller dreht. Die obige Erläuterung gilt für einen Abzug der Drehzahl des rechten Rades von der Drehzahl des linken Rades. Anderenfalls ist das Vorzeichen der Drehzahldifferenz bei der Betrachtung zu invertieren.
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In Schritt S6 wird zum ersten Bremsmoment das in Schritt S3 bestimmte fahrerseitige Bremsmoment addiert. Damit wird ein Gesamtbremsmoment für das linke Rad bestimmt. In Schritt S7, der durch die Bremsmischeinrichtung durchgeführt wird, werden Ansteuerinformationen für die Bremsvorrichtung und den Elektromotor generiert, die dem linken Rad zugeordnet sind. Ein Beispiel für die Verteilung der Bremsmomente ist in 4 gezeigt. Die gewünschte Verzögerung 1 entspricht dabei der in Schritt S6 bestimmten Gesamtverzögerung. Die gewünschte Verzögerung 1 wird abhängig von der Raddrehzahl zum Teil durch die Elektromaschine erzeugt, also durch einen Anteil 2 des generatorischen Bremsens und zum Teil durch eine Reibungsbremse, also den Anteil 3. Neben den in 4 gezeigten Anteilskurven sind in der Bremsmischeinrichtung auch Informationen über den Wirkungsgrad der Bremsvorrichtung und der Elektromaschine bei verschiedenen Raddrehzahlen hinterlegt. Damit können, durch Auslesen von in der Bremsmischeinrichtung gespeicherten Wertetabellen, Ansteuerinformationen generiert werden. Alternativ zu einer raddrehzahlabhängigen Verteilung der Bremsmomente ist es auch möglich, die Bremsmomente fahrgeschwindigkeitsabhängig zu verteilen.
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Mit den in Schritt S7 generierten Ansteuerinformationen kann in Schritt S8 die Bremsvorrichtung des linken vorderen Rades angesteuert werden und in Schritt S9 die dem linken Rad zugeordnete Elektromaschine.
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Die Schritte S10 bis S14 entsprechen im Wesentlichen den Schritten S5 bis S9, wobei hier Ansteuerinformationen für die dem rechten Rad zugeordnete Bremsvorrichtung und Elektromaschine berechnet werden. Wesentlicher Unterschied ist, dass in Schritt S10 zur Berechnung eines zweiten Bremsmoments aus der in Schritt S4 berechneten Drehzahldifferenz das Vorzeichen der Drehzahldifferenz invertiert wird.
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Ein Verfahren zur Giermomentvorgabe ist nicht explizit gezeigt. Die Berechnung von Sollbremsmomenten für einzelne Räder eines Kraftfahrzeugs zur Giermomentvorgabe ist jedoch bekannt. Sind die entsprechenden ersten und zweiten Bremsmomente bekannt, so entspricht das weitere Vorgehen dem in 3 gezeigten Verfahren ab Schritt S5. Aufgrund der leistungsfähigen Hydraulikpumpen vollblending-fähiger Bremssysteme ist es insbesondere Möglich, bereits bei Stillstand des Kraftfahrzeugs ein Giermoment vorzugeben ohne für einen Fahrer lästige Geräusche oder Vibrationen zu erzeugen. Dabei kann insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit Frontantrieb ein Untersteuern des Kraftfahrzeugs beim Anfahren des Kraftfahrzeugs kompensiert oder überkompensiert werden, indem ein einseitiger Bremseingriff erfolgt. Damit wird eine Agilisierung des Kraftfahrzeugs bereits beim Anfahren des Kraftfahrzeugs erreicht.
