DE102013211856A1

DE102013211856A1 - Verfahren zum Abbremsen eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102013211856A1
Application number: DE102013211856.2A
Authority: DE
Inventors: Georg Eichner; Siegfried Koelbel; Georg Kohl; Peter Langen
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2014-12-24
Also published as: CN105263769B; US20160082936A1; CN105263769A; EP3010771A1; WO2014202292A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Abbremsen eines Kraftfahrzeugs, mit Radbremsen ohne hydraulische Druckverbindung zu einer Bremsbetätigungseinrichtung beschrieben, des Weiteren mit einer Betriebsbremseinrichtung mit einem Bremsaktuator, der letztlich mit Hilfe einer Steuereinrichtung von einem Ausgangssignal der Bremsbetätigungseinrichtung ausgelöst, die Radbremsen, bedingt durch wenigstens einen Anlass, rad- oder achsselektiv so beaufschlagt, dass sich wenigstens an einem Rad oder wenigstens an einer Achse die Bremskraft verändert, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine das Kraftfahrzeug verzögernde Gesamtsollbremskraft durch die Steuereinrichtung über den Bremsaktuator auf die einzelnen Räder oder Achsen verteilt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbremsen eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Das Auftreten eines sogenannten Bremsenquietschens bei Scheibenbremsen beruht auf dem so genannten Stick-Slip-Effekt, mit welchem das Ruckgleiten von gegeneinander bewegten Festkörpern bezeichnet wird. Der Effekt kann auftreten wenn die Haftreibung größer ist als die Gleitreibung. Dabei üben gedämpft gekoppelte Oberflächenteile eine schnelle Bewegungsabfolge aus Haften, Verspannen, Trennen und Abgleichen aus, was je nach tribologischem System Schwingungen anregt, die von einer zur Resonanz fähigen Oberfläche als Geräusch abgestrahlt werden. Bremsenquietschen tritt üblicherweise in bestimmten Bremsdruckbereichen auf, das heißt, nicht über den gesamten aufbringbaren Bremsdruckbereich. Der Bremsdruck hängt unter anderem von der Bremskraftverteilung vorne und hinten ab.
Die DE 198 04 676 A1 beschreibt ein Verfahren zum Vermeiden von Quietschgeräuschen an Bremsscheiben, wobei mit einer Drucksteuereinheit zum Beaufschlagen der Radbremsen bzw. zum Anpassen deren Bremsbeläge Abhilfe geschaffen wird. Das Quietschen der Bremsscheiben soll messtechnisch erfasst werden und durch Modulation des Anpressdrucks der Bremsbeläge an einer oder mehreren Radbremsen eliminiert werden. Die messtechnische Erfassung kann durch Schwingungsaufnehmer, Mikrofone oder durch Druckwandler erfolgen.
Die WO 2011/069716 A1 beschreibt ein Bremsverfahren, bei dem zum einen keine mechanische Kopplung mehr zwischen Bremspedal und Bremsaktuator besteht und zum anderen gleichzeitig auch Bremsenquietschen verhindert wird. Die an der Bremse wirkende Bremskraft soll vor allem in einer Phase, in der vom Fahrer oder einem Bremsassistenzsystem eine im wesentliche konstante Bremskraft gefordert wird, automatisch variiert werden, um dadurch das Quietschen zu verhindern. Dabei soll die Modulation der Bremskraft durch ein Steuergerät erfolgen, das beispielsweise einen Elektromotor ansteuert. Die Dynamik bzw. Amplitude der automatischen Bremskraftmodulation kann je nach Bremssituation spezifisch festgelegt werden. Ausgelöst werden kann die genannte Modulation der Bremskraft durch ein vorgegebenes Triggersignal, wie beispielsweise ein bestimmtes Geräusch oder eine mechanische Schwingung. Zur Messung des Quietschgeräusches kann beispielsweise ein akustischer Sensor vorgesehen sein.
Die DE 103 12 545 B4 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage, bei dem ein Bremsdruckwert ermittelt und auf die Zugehörigkeit zu einem Referenzbereich überprüft wird und in Abhängigkeit des Ergebnisses dieser Überprüfung die Mittel zur Regelung des Bremsdruckes so angesteuert werden, dass der ermittelte Bremsdruckwert unter Vermeidung des Referenzbereiches auf mindestens eine Vorderradbremse/Hinterradbremse verteilt wird.
Die DE 102 005 056 986 A1 beschreibt ebenfalls ein Verfahren um Bremsenquietschen zu verhindern. Dabei wird über eine Bremskraftregeleinrichtung das Gesamtbremsmoment, wenigstens in einem bestimmten Bereich von Bremsdrücken, in dem Bremsquietschen auftritt, auf die Räder der Vorder- und Hinterachse verteilt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Abbremsen eines Kraftfahrzeugs mit als Reibungsbremsen ausgebildeten Radbremsen ohne hydraulische Druckverbindung zu einer Bremsbetätigungseinrichtung bereit zu stellen, mit dem kostengünstig weitere Funktionen erfüllt werden können, die durch einen Anlass ausgelöst werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Verfahrensschritten des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Nach der Erfindung kommt ein Verfahren zum Abbremsen eines Kraftfahrzeugs mit Radbremsen ohne hydraulische Druckverbindung zu einer Bremsbetätigungseinrichtung zur Anwendung, für eine Betriebsbremseinrichtung mit einem Bremsaktuator, der letztlich mit Hilfe einer Steuereinrichtung, von einem Ausgangssignal der Bremsbetätigungseinrichtung ausgelöst, die Radbremsen, bedingt durch wenigstens einen Anlass, rad- oder achsselektiv so beaufschlagt, dass sich wenigstens an einem Rad oder wenigstens an einer Achse die Bremskraft verändert, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass eine das Kraftfahrzeug verzögernde Gesamtsollbremskraft durch die Steuereinrichtung über den Bremsaktuator auf die einzelnen Räder oder Achsen verteilt wird.
Vorteilhafterweise kann bei diesem Verfahren zum Abbremsen eines Kraftfahrzeugs, die von der Steuereinrichtung vorgegebene Gesamtsollbremskraft durch diese oder den Bremsaktuator anlassbedingt unterschiedlich auf die einzelnen Räder oder Achsen aufgeteilt werden. Diese Aufteilung umfasst natürlich auch eine rad- oder achsselektive Veränderung der Frequenz und/oder des Mittelwerts- und der dazugehörigen Amplituden der Bremskraft beim Aufbringen von Stotterbremsungen auf ein bzw. mehrere Räder durch den Bremsaktuator, wie es bereits nach dem Stand der Technik bekannt ist. Wenn eine solche Stotterbremsung angewandt und variiert wird, ist diese für Fahrzeuginsassen oder den Fahrer haptisch spürbar oder auch akustisch wahrnehmbar, was den Fahrkomfort oft deutlich beeinträchtigt.
Deshalb sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, den Bremsaktuator durch die Steuereinrichtung so anzusteuern, dass zwar rad- oder achsselektive unterschiedliche Bremskraftmodulationen mit unterschiedlichen Frequenzen und/oder Bremskraftmittelwerten und/oder -amplituden auf die Radbremsen aufgebracht werden, das aber auf eine Weise, dass die das Kraftfahrzeug verzögernde Gesamtsollbremskraft durch die Steuereinrichtung über den Bremsaktuator so auf die einzelnen Räder oder Achsen verteilt wird, dass eine auf das Kraftfahrzeug wirkende, aus der Gesamtsollbremskraft hervorgehende Verzögerung mit den rad- oder achsselektiv variierenden Bremskräften für den Fahrer und weitere Insassen des Kraftfahrzeugs haptisch als stetig empfunden wird und akustisch nicht wahrnehmbar ist. Dies betrifft auch das Bremsenquietschen, das durch Bremskraftmodulation und/oder -frequenzvariation, mittels der im Stand der Technik bereits offenbarten Methoden, durch das rad- bzw. achsselektive Ansteuern des Bremsaktuators über die Steuereinrichtung unterdrückt wird und somit akustisch nicht wahrnehmbar ist.
Eine solche Integration der Regeleinstellung gegen das Bremsenquietschen bei Radbremsen ohne hydraulische Druckverbindung zu einer Bremsbetätigungseinrichtung, führt zu nur geringen Mehrkosten, wodurch Quietschgeräusche auf kostengünstige und einfach regelbare Weise unterbunden werden.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sehen vor, dass, über wenigstens einen, insbesondere im Kraftfahrzeug bereits vorhandenen, Sensor, beispielsweise das im Kraftfahrzeug-Innenraum bereits vorhandene Mikrophon, ein Bremsen-Quietschgeräusch bereits zu Beginn seines Auftretens erkannt und durch oben beschriebene Maßnahmen verhindert wird, zum Beispiel durch rad- oder achsselektive Bremsdrucksteuerung über den vom Steuergerät angesteuerten Bremsaktuator. Somit kann, beim Erkennen eines Bremsquietschgeräusches über eine bestimmte Sensorik an einer Fahrzeugachse, vorne oder hinten, eine Teilbremskraft durch Steuergerät und Bremsaktuator an die andere Fahrzeugachse verlagert werden und somit das Quietschgeräusch durch Abnahme des Bremsdrucks am quietschenden Rad unterbunden werden. Dies kann in so engen Grenzen gesteuert werden, dass für den Fahrzeuginsassen gar kein Quietschen vernehmbar ist. Solche Maßnahmen zur Vermeidung von Bremsenquietschen können natürlich auch im geregelten Bremsenbetätigungsbereich zur Anwendung kommen, auch wenn kein Bremspedal betätigt wird.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Steuergerät selbstlernend ausgebildet und kann damit Bremsenquietschen dauerhaft unterbinden, nachdem es einmal mittels des Sensors erkannt wurde. Das Steuergerät erkennt und speichert automatisch die Randbedingungen, die für das Bremsenquietschen relevant sind, zum Beispiel Aussentemperatur, Luftfeuchtigkeit, Geschwindigkeit, Fahrtrichtung, Bremsscheibentemperaturen, Lenkwinkel und Nässe. Errechenbare Werte können auch durch das Steuergerät oder andere Rechengeräte errechnet werden, wie zum Beispiel die Bremsscheibentemperaturen über ein Bremsscheibentemperaturrechenprogramm. Wenn Quietschen auftritt, wird dies über den Sensor erkannt und die Werte der Randbedingungen werden abgespeichert. Zur Eliminierung des Bremsenquietschens, wird dann der Bremsdruck beim erneuten Vorliegen dieser Randbedingungen durch das Steuergerät und den Bremsaktuator unter Einhaltung des Fahrerwunschbremsmoments an den vier Rädern fahrsituationsabhängig moduliert.
Zusätzlich oder alternativ können Randbedingungen von Situationen, in denen Bremsen bekannterweise quietschen, über ein Kennfeld gespeichert sein. Eine weitere Möglichkeit zur Quietscherkennung bietet die Raddrehzahlsensorik des ABS-Sensors oder ein Beschleunigungsauf-nehmer an Achsschenkel oder Rad anstelle eines Mikrophons. Wird ein für das Bremsenquietschen kritischer Bereich erreicht, kann der relevante Bremsdruckbereich, sofern noch komfortabel möglich, automatisch ausgeblendet werden, d. h. es werden durch das Steuergerät niedrigere oder höhere Bremsdrücke eingesteuert. Gegebenenfalls erfolgt ein Ausgleich über die Beaufschlagung der einzelnen Bremsen, so dass wiederum die vom Fahrer gewünschte Verzögerung eintritt. Geräusche im Anlegebereich der Bremsbeläge können reduziert werden, in dem dieser Druckbereich schnell durchlaufen oder ganz vermieden wird. Zum Beispiel können durch das Steuergerät nur Bremsdrücke größer als 3 bar ausgegeben werden. Um ein harmonisches Ansprechverhalten zu erreichen, ist es auch möglich, zunächst nur eine der beiden Achsen zu bremsen und dann bei einer weiteren gewünschten Bremsdruckerhöhung die 2. Achse nachzubremsen. Dadurch können geräuschbehaftete Bremsungen ganz vermieden werden.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren nach der Erfindung findet eine Onboard-Analyse statt, ob Bremsen vorne oder hinten quietschen. Tritt Bremsenquietschen auf, verändert das Steuergerät über den Bremsaktuator den Druck für jede Bremse nacheinander nach oben oder nach unten, bis sich das Quietschgeräusch verändert bzw. aufhört. Aufgrund des Zusammenhanges, dass nur die druckbeaufschlagte Bremse quietschen kann, ist es damit leicht, die quietschende Radbdremse zu lokalisieren. Diese Information kann zusätzlich in einen Fehlerspeicher eingelesen werden und dann vom Kundendienst für eine gezielte Reparatur wieder ausgelesen werden und vom Steuergerät für weitere Quietschvermeidungsmaßnahmen verwendet werden.
Weitere vorteilhafte Verfahren nach der Erfindung können noch durch folgende Merkmale gekennzeichnet sein:
Es wird zum Beispiel durch das Steuergerät erkannt, dass das Fahrzeug längere Zeit bestimmten widrigen Wetterbedingungen und Standzeiten ausgesetzt war. Üblicherweise treten nach längeren Standzeiten, insbesondere bei Nässe, Flugrosterscheinungen auf den Bremsscheibenoberflächen auf, die die Bremsgeräuschneigung deutlich erhöhen. Das Steuergerät veranlasst dann im Fahrbetrieb automatische Polierbremsungen, zum Beispiel auch nur an einzelnen Radbremsen, die von den Insassen nicht wahrgenommen werden, da es sich um Bremsungen mit sehr leichtem Bremsdruck handelt.
Es werden zum Beispiel Bremsengeräusche und die entsprechenden Randbedingungen über Mikrophon sensiert und nachfolgend im Steuergerät aufgezeichnet. Die Daten werden können dann für den Kundendienst zugänglich gemacht werden, d. h. eine Werkstatt kann beim Kundendienst qualifiziert zum Beispiel Häufigkeit und Lautstärke des Bremsenquietschens aus einem Fehlerspeicher auslesen.
Zur Vermeidung eines verschlechterten Ansprechverhaltens der Radbremsen bei Nässe, werden, gesteuert über das Steuergerät, Trockenbremsungen durchgeführt. Die Radbremsen werden einzeln oder achsweise nacheinander angesteuert. So ist die Trockenbremsung für einen Insassen auch bei höherem Druckniveau nicht wahrnehmbar, aufgrund der reduzierten Anzahl an Radbremsen, die sequenziell angesteuert werden.
Es können zum Beispiel auch Schwingungen oder Geräusche am Kraftfahrzeug durch Bremseneingriff über Steuergerät und Bremsaktuator, zum Beispiel einseitig oder an einer Radbremse unterbunden werden. Dies kann Antriebsstrang, Motor, Getriebe, Fahrwerk und/oder Karosserie sowohl für sich alleine als auch zusammen betreffen.
Des Weiteren kann Ampelknarzen vermieden werden. Dieses Losbrechgeräusch der Bremsbeläge kann der Fahrer spielerisch über den Bremsdruck erzeugen. Ist dies der Fall, kann das Steuergerät den Losbrechbereich ausblenden, das heißt zum Beispiel radindividuell Bremsdrücke nacheinander einspeisen, um ein Losrollen zu vermeiden. Die Dosierbarkeit der Verzögerung, also des Zustands zwischen Rollen und Feststehen, bleibt dabei erhalten.
Außerdem kann die Bremskraftverteilung vorne zu hinten flexibel der Fahrsituation und der Bremsenbelastung angepasst werden. Eine gesteuerte Veränderung der Bremskraftverteilung aus fahrdynamischen oder beladungsbedingten Gründen wäre dann einfach über das Steuergerät und den Bremsaktuator zu simulieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19804676 A1 [0003]
WO 2011/069716 A1 [0004]
DE 10312545 B4 [0005]
DE 102005056986 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Abbremsen eines Kraftfahrzeugs, mit Radbremsen ohne hydraulische Druckverbindung zu einer Bremsbetätigungseinrichtung und mit einer Betriebsbremseinrichtung mit einem Bremsaktuator, der letztlich mit Hilfe einer Steuereinrichtung von einem Ausgangssignal der Bremsbetätigungseinrichtung ausgelöst, die Radbremsen, bedingt durch wenigstens einen Anlass, rad- oder achsselektiv so beaufschlagt, dass sich wenigstens an einem Rad oder wenigstens an einer Achse die Bremskraft verändert, dadurch gekennzeichnet, dass eine das Kraftfahrzeug verzögernde Gesamtsollbremskraft durch die Steuereinrichtung über den Bremsaktuator auf die einzelnen Räder oder Achsen verteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die das Kraftfahrzeug verzögernde Gesamtsollbremskraft durch die Steuereinrichtung über den Bremsaktuator so auf die einzelnen Räder oder Achsen verteilt wird, dass eine auf das Kraftfahrzeug wirkende, aus der Gesamtsollbremskraft hervorgehende Verzögerung mit rad- oder achsselektiv variierenden Bremskräften für den Fahrer und weitere Insassen des Kraftfahrzeugs haptisch als stetig und akustisch nicht wahrnehmbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät über den Bremsaktuator wenigstens eine Radbremse anlassbedingt mit einer Stotterbremsung beaufschlagen kann, bei der die Bremskraft frequenz- und/oder amplituden- und/oder mittelwerts- variiert bzw. -moduliert aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlass zur rad- oder achsselektiven Bremsdruckbeaufschlagung der Radbremsen durch wenigstens einen Sensor ermittelt wird, dessen Ausgangssignale der Steuereinrichtung übermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Sensor ein Bremsenquietschgeräusch und/oder andere Bremsgeräusche ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Sensor das Auftreten von Feuchtigkeit ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert der notwendigen Gesamtbremsverzögerung durch die Steuereinrichtung aus Signalen der Bremsbetätigungseinrichtung und/oder aus Signalen eines Abstands- oder Fahrgeschwindigkeitsregelsystems ermittelt wird.