DE102016224992A1

DE102016224992A1 - Steuervorrichtung und Verfahren zum Verstärken eines fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus in mindestens einem Radbremszylinder eines Bremssystems eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102016224992A1
Application number: DE102016224992.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Friedrich; Michael Donotek
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2016-12-14
Publication date: 2018-06-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung (10) für zumindest eine motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) eines Fahrzeugs, welche dazu ausgelegt ist, zumindest bis zu einem Ausfall oder einer Funktionsbeeinträchtigung mindestens eines Fahrzeugbordnetzes (20) des Fahrzeugs die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) derart anzusteuern, dass mittels der von dem mindestens einen Fahrzeugbordnetz (20) bestromten motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) ein fahrerinduzierter Bremsdruckaufbau (p) in mindestens einem Radbremszylinder (14) des Fahrzeugs gemäß einer vorgegebenen Normal-Verstärkerrelation verstärkbar ist, und wobei, zumindest sofern das mindestens eine Fahrzeugbordnetz (20) ausfällt, die Steuervorrichtung (10) dazu ausgelegt ist, die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) derart anzusteuern, dass mittels der von mindestens einer weiteren Energiespeichervorrichtung (24) des Fahrzeugs bestromten motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) der fahrerinduzierte Bremsdruckaufbau (p) in dem mindestens einen Radbremszylinder (14) gemäß einer vorgegebenen und von der Normal-Verstärkerrelation abweichenden Rückfall-Verstärkerrelation verstärkbar ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Verstärken eines fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus (p) in mindestens einem Radbremszylinder (14) eines Bremssystems eines Fahrzeugs.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für zumindest eine motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung eines Fahrzeugs. Ebenso betrifft die Erfindung eine motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung für ein Fahrzeug und ein hydraulisches Bremssystem für ein Fahrzeug. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verstärken eines fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus in mindestens einem Radbremszylinder eines Bremssystems eines Fahrzeugs.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, zur kraftmäßigen Unterstützung eines Fahrers beim Verlangsamen oder Abbremsen seines Fahrzeugs eine motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung, z.B. einen elektromechanischen Bremskraftverstärker, wie er beispielhaft in der DE 103 27 553 A1 offenbart ist, einzusetzen. Herkömmlicherweise erfolgt eine Energieversorgung der jeweiligen motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung mittels mindestens eines Fahrzeugbordnetzes des jeweiligen Fahrzeugs.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung schafft eine Steuervorrichtung für zumindest eine motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 4, ein hydraulisches Bremssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 6 und ein Verfahren zum Verstärken eines fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus in mindestens einem Radbremszylinder eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 8.
Vorteile der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft Möglichkeiten zum kraftmäßigen Unterstützen eines Fahrers beim Verlangsamen oder Abbremsen seines Fahrzeugs selbst nach einem (vollständigen) Ausfallen des mindestens einen Fahrzeugbordnetzes seines Fahrzeugs, indem mittels des Bestromens der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung unter Verwendung der mindestens einen weiteren Energiespeichervorrichtung der fahrerindizierte Bremsdruckaufbau noch gemäß der vorgegebenen Rückfall-Verstärkerrelation verstärkt wird, wodurch das Fahrzeug schneller verlangsamt oder in den Stillstand gebracht wird. Aufgrund der von der Normal-Verstärkerrelation abweichenden Rückfall-Verstärkerrelation wird der Fahrer in einer derartigen Situation zusätzlich bezüglich des Ausfalls des mindestens einen Fahrzeugbordnetzes seines Fahrzeugs sensibilisiert. Insbesondere kann dem Fahrer deutlich gemacht werden, dass er aufgrund des Ausfalls des mindestens einen Fahrzeugbordnetzes seines Fahrzeugs (und einer eventuell nur relativ geringen Speicherkapazität der mindestens einen weiteren Energiespeichervorrichtung) nur noch für eine vergleichsweise kurze Zeit oder eine begrenzte Anzahl von Bremsungen eine kraftmäßige Unterstützung beim Verlangsamen oder Abbremsen des Fahrzeugs erwarten kann. Dies bewirkt eine automatische Anpassung eines Bremsverhaltens des Fahrers derart, dass der Fahrer bewusst mit einer gesteigerten Fahrerbremskraft sein Fahrzeug abbremst, und deshalb das Fahrzeug schneller und nach einem kürzeren Bremsweg in den Stillstand überführt. Die aufgrund des Ausfalls des mindestens einen Fahrzeugbordnetzes kritische Fahrsituation kann somit mittels der vorliegenden Erfindung schneller überwunden werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Steuervorrichtung ist die Steuervorrichtung, zumindest sofern das mindestens eine Fahrzeugbordnetz ausfällt, dazu ausgelegt, die mittels der mindestens einen weiteren Energiespeichervorrichtung bestromte motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung derart anzusteuern, dass eine mittels der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung bewirkte und während einer Bremsung konstante Verstärkung des fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus mit jeder nachfolgenden Bremsung abnimmt. Der Fahrer wird somit bei dieser Ausführungsform der Steuervorrichtung schrittweise („sanft“) in die mechanische Rückfallebene geführt. Der Fahrer passt deshalb sein Bremsverhalten automatisch so an, dass das Fahrzeug innerhalb einer vergleichsweise kurzen Zeit (in der Regel nach drei bis fünf Bremsungen) steht. Auch muss ein Weiterfahren des in den sicheren Stillstand gebrachten Fahrzeugs in einer derartigen Situation, insbesondere nach einem vollständigen Ausfall des mindestens einen Fahrzeugbordnetzes, nicht befürchtet werden.
In einer alternativen Ausführungsform ist die Steuervorrichtung, zumindest sofern das mindestens eine Fahrzeugbordnetz ausfällt, dazu ausgelegt, die mittels der mindestens einen weiteren Energiespeichervorrichtung bestromte motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung derart anzusteuern, dass eine mittels der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung bewirkte Verstärkung des fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus während einer Bremsung gemäß einer vorgegebenen Verstärkerfunktion zeitlich variiert. Mittels der auf diese Weise bewirkten zeitlich variierenden Verstärkung des fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus durch die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung wird dem Fahrer suggeriert, dass er sein Fahrzeug schneller in den Stillstand führen sollte. Der Fahrer passt damit auch in diesem Fall sein Bremsverhalten so an, dass ein Unfall des vergleichsweise schnell in den sicheren Stillstand überführten Fahrzeugs nicht/kaum zu befürchten ist.
Die vorausgehend beschriebenen Vorteile sind auch bei einer motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung für ein Fahrzeug mit einer derartigen Steuervorrichtung gewährleistet.
Beispielsweise kann die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung ein hydraulisches Pumpsystem mit mindestens einer Pumpe, eine motorisierte Kolben-Zylindervorrichtung (ein Plunger) oder ein einem Hauptbremszylinder eines hydraulischen Bremssystems vorlagerbarer elektromechanischer Bremskraftverstärker sein. In beiden Fällen kann der Fahrer selbst bei einem vollständigen Ausfall des mindestens einen Fahrzeugbordnetzes seines Fahrzeugs noch übergangsweise kraftmäßig beim Verlangsamen und Abbremsen des Fahrzeugs unterstützt und zur Steigerung seiner Fahrerbremskraft animiert werden. Außerdem können vergleichsweise kostengünstige und an einem hydraulischen Bremssystem bereits in der Regel vorliegende motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtungen zum Realisieren der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
Die oben beschriebenen Vorteile liegen auch bei einem hydraulischen Bremssystem für ein Fahrzeug mit einer entsprechenden Steuervorrichtung und der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung vor. Auch in diesem Fall kann die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung ein hydraulisches Pumpsystem mit mindestens einer Pumpe, eine motorisierte Kolben-Zylindervorrichtung (ein Plunger) oder ein einem Hauptbremszylinder des hydraulischen Bremssystems vorgelagerter elektromechanischer Bremskraftverstärker sein.
Des Weiteren bewirkt auch ein Ausführen eines korrespondierenden Verfahrens zum Verstärken eines fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus in mindestens einem Radbremszylinder eines Bremssystems eines Fahrzeugs die schon erläuterten Vorteile. Das Verfahren kann gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen der Steuervorrichtung, der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung und/oder des hydraulischen Bremssystems weitergebildet werden.
Figurenliste
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

1a und 1b eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Steuervorrichtung und ein Koordinatensystem zum Erläutern von deren Funktionsweise;
2 ein Koordinatensystem zum Erläutern einer ersten Ausführungsform des Verfahrens zum Verstärken eines fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus in mindestens einem Radbremszylinder eines Bremssystems eines Fahrzeugs; und
3a bis 3j Koordinatensysteme zum Erläutern weiterer Ausführungsformen des Verfahrens zum Verstärken eines fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus in mindestens einem Radbremszylinder eines Bremssystems eines Fahrzeugs.

Ausführungsformen der Erfindung
1a und 1b zeigen eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Steuervorrichtung und ein Koordinatensystem zum Erläutern von deren Funktionsweise.
Die in 1a schematisch dargestellte Steuervorrichtung 10 ist zumindest zum Ansteuern/Betreiben einer motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 eines Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs ausgelegt. Unter der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 ist eine Vorrichtung zu verstehen, mittels welcher ein fahrerinduzierter Bremsdruckaufbau (fahrerinduzierter Bremsdruck) p_driver in mindestens einem Radbremszylinder 14 des (mit der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 ausgestatteten) Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs steigerbar/verstärkbar ist. Während ein Fahrer des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs den fahrerinduzierten Bremsdruckaufbau p_driver mittels einer auf ein Bremsbetätigungselement 16, wie beispielsweise ein Bremspedal 16, ausgeübten Fahrerbremskraft F_driver bewirkt, kann mittels der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 ein zusätzlicher Bremsdruckaufbau (zusätzlicher Bremsdruck) p_booster realisiert werden.
In der Ausführungsform der 1a ist die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 ein einem Hauptbremszylinder 18 eines hydraulischen Bremssystems vorlagerbarer/vorgelagerter elektromechanischer Bremskraftverstärker 12, mittels welchem eine Verstärkerkraft F_booster (zusammen mit der Fahrerbremskraft F_driver) auf mindestens einen (nicht skizzierten) verstellbaren Kolben des Hauptbremszylinders 18 ausübbar ist/ausgeübt wird. Auf diese Weise wird mittels einer Gesamtkraft F_total (gleich einer Summe der Verstärkerkraft F_booster und der Fahrerbremskraft F_driver) eine Drucksteigerung auf einen Gesamtdruck p_total (um einen zusätzlichen Bremsdruckaufbau p_booster größer als der fahrerinduzierte Bremsdruckaufbau p_driver) in dem Hauptbremszylinder 18 und in dem mindestens einen daran angebundenen Radbremszylinder 14 bewirkt.
Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass anstelle des elektromechanischen Bremskraftverstärkers 12 auch andere Typen von motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtungen 12 mittels der Steuervorrichtung 10 ansteuerbar/betreibbar sein können. Die mittels der Steuervorrichtung 10 ansteuerbare/betreibbare motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 kann beispielsweise auch ein hydraulisches Pumpsystem mit mindestens einer Pumpe oder eine motorisierte Kolben-Zylindervorrichtung (ein Plunger) sein. Es wird auch darauf hingewiesen, dass eine Einsetzbarkeit der Steuervorrichtung 10 nicht auf ein Zusammenwirken mit einem hydraulischen Bremssystem (mit dem Hauptbremszylinder 18), bzw. mit dessen motorisierter Bremsdruckaufbauvorrichtung 12, limitiert ist. Die Einsetzbarkeit der Steuervorrichtung 10 ist auch auf keinen speziellen Fahrzeugtyp/Kraftfahrzeugtyp beschränkt.
Die Steuervorrichtung 10 kann (zusätzlich zum Betreiben/Ansteuern der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12) auch zum Betreiben/Ansteuern mindestens einer weiteren Bremssystemkomponente des Bremssystems und/oder einer weiteren Komponente des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise eines dynamischen Fahrzeugstabilisierungssystems (ESP-Systems) des Bremssystems mit mindestens einer Rückförderpumpe und/oder mindestens einem Ventil (z.B. mindestens einem Hochdruckschaltventil, mindestens einem Umschaltventil, mindestens einem Radeinlassventil und/oder mindestens einem Radauslassventil), ausgelegt sein. Durch eine Verwendung der Steuervorrichtung 10 kann damit auch mindestens eine herkömmliche Steuerkomponente des Bremssystems und/oder des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs eingespart werden.
Die Steuervorrichtung 10 kann (als Untereinheit/Steuerung der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12) in der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 integriert sein. Alternativ kann die Steuervorrichtung 10 jedoch auch extern von der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 eingesetzt sein. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 10 eine an dem Bremssystem verbaute Bremssystemsteuerung oder eine zentrale Fahrzeugsteuerung sein.
Die Steuervorrichtung 10 ist dazu ausgelegt, zumindest bis zu einem (vollständigen) Ausfall oder einer Funktionsbeeinträchtigung mindestens eines Fahrzeugbordnetzes 20 des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 (mittels mindestens eines Steuersignals 22) derart anzusteuern, dass mittels der von dem mindestens einen Fahrzeugbordnetz 20 (mit einem Stromsignal I_normal) bestromten motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 der fahrerinduzierte Bremsdruckaufbau p_driver in dem mindestens eine Radbremszylinder 14 des Fahrzeugs gemäß einer vorgegebenen Normal-Verstärkerrelation (auf dem Gesamtdruck p_total) verstärkbar ist/verstärkt wird. Gemäß der vorgegebenen Normal-Verstärkerrelation kann die Verstärkerkraft F_booster beispielsweise eine Funktion der Fahrerbremskraft F_driver, eines Verstellwegs des Bremsbetätigungselements 16 oder einer Fahrerbremskraft-Übertragungskomponente, und/oder eines Differenzwegs zwischen dem Verstellweg der Fahrerbremskraft-Übertragungskomponente und eines Verfahrwegs einer Verstärkerkraft-Übertragungskomponente sein. Unter dem Verstellweg des Bremsbetätigungselements 16 oder der Fahrerbremskraft-Übertragungskomponente kann z.B. ein Pedalweg oder ein Stangenweg verstanden werden. Die Fahrerbremskraft-Übertragungskomponente kann insbesondere eine Eingangsstange sein. Der Differenzweg kann beispielsweise zwischen dem Verstellweg der Eingangsstange (als der Fahrerbremskraft-Übertragungskomponente) und einem Verfahrweg eines Ventilkörpers (Valve Body) oder eines Verstärkerkörpers (Boost Body) des elektromechanischen Bremskraftverstärkers 12 (als der Verstärkerkraft-Übertragungskomponente) vorliegen.
Das Koordinatensystem der 1b gibt als Abszisse eine Anzahl n der von dem jeweiligen Fahrzeug/Kraftfahrzeug ausgeführten Bremsungen wieder, während eine Koordinate des Koordinatensystems die mittels der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung zur Steigerung des fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus p_driver bereitgestellte Verstärkerkraft F_booster anzeigt. Bei einer Bremsung n0 liegt das mindestens eine Fahrzeugbordnetz 20 des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs noch voll funktionsfähig vor. Die während der Bremsung n0 von der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 bereitgestellte Verstärkerkraft F_booster entspricht deshalb noch der vorgegebenen Normal-Verstärkerrelation. Beispielsweise ist während der Bremsung n0 die Verstärkerkraft F_booster um einen Faktor f_n gegenüber der Fahrerbremskraft F_driver gesteigert.
In dem mittels des Koordinatensystems der 1b wiedergegebenen Beispiel fällt zwischen der Bremsung n0 und der folgenden Bremsung n0+1 das mindestens eine Fahrzeugbordnetz 20 des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs aus. (Alternativ kann auch eine Funktionsbeeinträchtigung in dem mindestens einen Fahrzeugbordnetz 20 auftreten, welche ein Bereitstellen des Stromsignals I_normal an die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 erschwert/verhindert.) In einer derartigen Situation ist die Steuervorrichtung 10 jedoch dazu ausgelegt, die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 (mittels des mindestens einen Steuersignals 22) derart anzusteuern, dass mittels der von mindestens einer weiteren Energiespeichervorrichtung 24 des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs (mit einem Stromsignal I_backup) bestromten motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 der fahrerinduzierte Bremsdruckaufbau p_driver in dem mindestens einen Radbremszylinder 14 gemäß einer vorgegebenen und von der Normal-Verstärkerrelation abweichenden Rückfall-Verstärkerrelation verstärkbar ist/verstärkt wird. Auch gemäß der Rückfall-Verstärkerrelation kann die von der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 bereitgestellte Verstärkerkraft F_booster des Booster eine Funktion der Fahrerbremskraft F_driver, des Verstellwegs des Bremsbetätigungselements 16 oder der Fahrerbremskraft-Übertragungskomponente und/oder des Differenzwegs sein. Während jedoch gemäß der Normal-Verstärkerrelation während der Bremsung n0 die Verstärkerkraft F_booster um einen Faktor f_n gegenüber der Fahrerbremskraft F_driver gesteigert ist, wird in dem dargestellten Beispiel die Bremsung n0+1 mittels einer Verstärkerkraft F_booster gemäß einem Faktor f_b (größer oder kleiner als f_n) gegenüber der Fahrerbremskraft F_driver verstärkt.
Somit ist nicht zu befürchten, dass der Fahrer des Fahrzeugs aufgrund des plötzlich auftretenden Ausfalls des mindestens einen Fahrzeugbordnetzes 20 mit der Situation überfordert ist, da mittels der mindestens einen weiteren Energiespeichervorrichtung 24 und der vorteilhaften Auslegung der Steuervorrichtung 10 der Ausfall des mindestens einen Fahrzeugbordnetzes 20 „abpufferbar“ ist. Aufgrund der Abweichung der Rückfall-Verstärkerrelation von der Normal-Verstärkerrelation erhält der Fahrer außerdem eine Benachrichtigung, welche zu einer automatischen Anpassung seines Bremsverhaltens an den Ausfall des mindestens einen Fahrzeugbordnetzes führt. Die Benachrichtigung kann insbesondere für den Fahrer taktil (mittels seiner Betätigung des Bremsbetätigungselements 16) wahrnehmbar sein. Alternativ kann die Benachrichtigung für den Fahrer auch dadurch wahrnehmbar/erkennbar sein, dass das Fahrzeug (aufgrund der Abweichung der Rückfall-Verstärkerrelation von der Normal-Verstärkerrelation) signifikant stärker oder schwächer abgebremst wird.
Die Benachrichtigung für den Fahrer kann insbesondere zu dessen Vorwarnung dienen. Der Fahrer spürt intuitiv, dass er sein Fahrzeug möglichst schnell in den Stillstand bringen sollte, und betätigt das Bremsbetätigungselement 16 spontan mit einer stärkeren Fahrerbremskraft F_driver. Eine kritische Fahrsituation wird auf diese Weise schnell überwunden. Die vorteilhafte Auslegung der Steuervorrichtung 10 trägt somit auch dazu bei, ein Unfallrisiko bei einer Funktionsbeeinträchtigung oder einem Ausfall des mindestens einen Fahrzeugbordnetzes 20 signifikant zu reduzieren.
Als die mindestens eine weitere Energiespeichervorrichtung 24 kann eine kostengünstige Vorrichtung eingesetzt werden, auf welcher ausreichend Energie gespeichert ist, um die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 im Falle eines Ausfalls des mindestens einen Fahrzeugbordnetzes 20 noch für wenige Bremsungen, beispielsweise für drei bis fünf Bremsungen, mit dem Stromsignal I_backup zu versorgen. Während dieser Backup-Bremsungen wird dem Fahrer ein „sanfter“ Übergang in die mechanische Rückfallebene seines Bremssystems ermöglicht. Gleichzeitig wird dem Fahrer vermittelt, dass er sein Bremsverhalten an den Ausfall des mindestens einen Fahrzeugbordnetzes anpassen sollte. Die vorteilhafte Auslegung der Steuervorrichtung 10 verhindert somit insbesondere ein Erschrecken des Fahrers (da eine von ihm angeforderte Bremsung plötzlich nicht mehr ausführbar scheint) und bewirkt einen schnelleren Übergang des Fahrzeugs in den sicheren Stillstand. Beispielsweise kann dem Fahrer mittels eines Faktors f_b kleiner als dem Faktor f_n suggeriert werden, dass er beim Betätigen des Bremsbetätigungselements 16 stärker nachbremsen sollte. Mittels eines Faktors f_b größer als dem Faktor f_n wird automatisch eine höhere Verzögerung des Fahrzeugs erreicht und der Fahrer wird dafür sensibilisiert, sein Fahrzeug möglichst schnell in den Stillstand zu überführen.
Die mindestens eine weitere Energiespeichervorrichtung 24 kann beispielsweise mindestens eine Batterie, insbesondere mindestens eine Lithium-Ionen-Batterie, sein. Ebenso kann die mindestens eine weitere Energiespeichervorrichtung 24 mindestens eine Superkondensator-Zelle (Super-Cap) (d.h. ein Kondensator oder eine Reihenschaltung mehrerer Kondensatoren) sein. Eine Superkondensator-Zelle weist gegenüber einer herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterie eine höhere Leistungsdichte und eine geringere Energiedichte auf. Des Weiteren kann mindestens eine Hybrid-Superkondensator-Zelle als die mindestens eine weitere Energiespeichervorrichtung 24 eingesetzt werden. Eine Hybrid-Superkondensator-Zelle besitzt eine relativ hohe Leistungsdichte und eine vergleichsweise hohe Energiedichte. Außerdem ist eine Hybrid-Superkondensator-Zelle hochtemperaturstabil und deshalb selbst bei einer relativ hohen Umgebungstemperatur noch voll einsetzbar. Damit kann eine Hybrid-Superkondensator-Zelle in einem Fahrzeug/Kraftfahrzeug problemlos an einer Vielzahl verschiedener Positionen verbaut sein.
Die mindestens eine weitere Energiespeichervorrichtung 24 kann insbesondere in die Steuervorrichtung 10 integriert sein. Alternativ kann die mindestens eine weitere Energiespeichervorrichtung 24 auch getrennt von der Steuervorrichtung 10 an dem Fahrzeug/Kraftfahrzeug verbaut sein. In beiden Fällen kann auch die mindestens eine weitere Energiespeichervorrichtung 24 oder mindestens eine (nicht dargestellte) Schaltung, über welche die mindestens eine weitere Energiespeichervorrichtung 24 mit der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 verbunden ist, mittels der Steuervorrichtung 10 ansteuerbar sein.
In dem oben erläuterten Beispiel ist die Steuervorrichtung 10 (zumindest sofern das mindestens eine Fahrzeugbordnetz 20 ausfällt) dazu ausgelegt, die mittels der mindestens einen weiteren Energiespeichervorrichtung 24 bestromte motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 derart anzusteuern, dass eine mittels der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 während jeder Bremsung n0+1 bis n0+3 bewirkte Verstärkung des fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus p_driver (gleich dem Faktor f_b) innerhalb der jeweiligen Bremsung n0+1 bis n0+3 konstant ist und zwischen zwei nachfolgenden Bremsung n0+1 bis n0+3 konstant bleibt. (Erst bei der Bremsung n0+4 liegt die mechanische Rückfallebene vor.) Alternativ kann die Steuervorrichtung 10 (zumindest sofern das mindestens eine Fahrzeugbordnetz 20 ausfällt) auch dazu ausgelegt sein, die mittels der mindestens einen weiteren Energiespeichervorrichtung 24 bestromte motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 derart anzusteuern, dass eine mittels der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 bewirkte und während einer Bremsung konstante Verstärkung des fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus p_driver mit jeder nachfolgenden Bremsung abnimmt. Des Weiteren kann die von der Steuervorrichtung 10 angesteuerte und mittels der mindestens einen weiteren Energiespeichervorrichtung 24 bestromte motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 auch mindestens eine Bremsung bewirken, bei welcher eine mittels der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 bewirkte Verstärkung des fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus p_driver während der jeweiligen Bremsung gemäß einer vorgegebenen Verstärkerfunktion zeitlich variiert. Die Steuervorrichtung 10 kann insbesondere zum Ausführen von Verfahrensschritten der im Weiteren beschriebenen Verfahren ausgelegt sein.
Die Vorteile der Steuervorrichtung 10 werden auch von einer damit ausgestatteten motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 für ein Fahrzeugs oder von einem hydraulischen Bremssystem für ein Fahrzeug mit der Steuervorrichtung 10 und der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 bewirkt.
2 zeigt ein Koordinatensystem zum Erläutern einer ersten Ausführungsform des Verfahrens zum Verstärken eines fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus in mindestens einem Radbremszylinder eines Bremssystems eines Fahrzeugs.
Bei einem Ausführen des mittels der 2 schematisch wiedergegebenen Verfahrens wird der fahrerinduzierte Bremsdruckaufbau in dem mindestens einen Radbremszylinder bis zu einem Ausfall oder einer Funktionsbeeinträchtigung mindestens eines Fahrzeugbordnetzes des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs gemäß einer vorgegebenen Normal-Verstärkerrelation verstärkt. Das Verstärken des fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus gemäß der vorgegebenen Normal-Verstärkerrelation erfolgt mittels einer motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung des Bremssystems, wozu die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung von dem mindestens einen Fahrzeugbordnetz bestromt wird. Beispiele für die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung sind oben schon beschrieben.
Eine Abszisse des Koordinatensystems der 2 gibt eine Anzahl n der von dem jeweiligen Fahrzeug/Kraftfahrzeug ausgeführten Bremsungen wieder. Außerdem zeigt eine Koordinate des Koordinatensystems der 2 eine mittels der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung zur Steigerung des fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus bereitgestellte Verstärkerkraft F_booster an.
Zwischen einer Bremsung n0 und einer weiteren Bremsung n0+1 fällt in dem mittels des Koordinatensystems der 2 wiedergegebenen Beispiel das mindestens eine Fahrzeugbordnetz des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs aus. Bei dem hier beschriebenen Verfahren wird jedoch, sofern das mindestens eine Fahrzeugbordnetz ausfällt oder eine (signifikante) Funktionsbeeinträchtigung an dem mindestens einen Fahrzeugbordnetz auftritt, der fahrerinduzierte Bremsdruckaufbau in dem mindestens einen Radbremszylinder gemäß einer vorgegebenen und von der Normal-Verstärkerrelation abweichenden Rückfall-Verstärkerrelation verstärkt. Auch dazu wird die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung eingesetzt, wozu die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung von mindestens einer weiteren Energiespeichervorrichtung des Fahrzeugs bestromt wird.
Damit schafft auch ein Ausführen des hier beschriebenen Verfahrens einen für den Fahrer erleichterten („abgepufferten“) Übergang in die Rückfallebene seines Bremssystems, wobei der Fahrer gleichzeitig durch die für ihn erlebbare/erkennbare Abweichung der Rückfall-Verstärkerrelation von der Normal-Verstärkerrelation dazu angeregt wird, sein Bremsverhalten hinsichtlich des Ausfalls des mindestens einen Fahrzeugbordnetzes seines Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs anzupassen. Durch die (aktive) Veränderung der Unterstützungskraft F_booster der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung hat der Fahrer beispielsweise eine haptische Rückmeldung, welche ihn zum schnelleren Überführen seines Fahrzeugs in den Stillstand anregt.
In der Ausführungsform der 2 wird (sofern das mindestens eine Fahrzeugbordnetz ausfällt oder eine wesentliche Funktionsbeeinträchtigung an dem mindestens einen Fahrzeugbordnetz auftritt) mittels der von der mindestens einen weiteren Energiespeichervorrichtung bestromten motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung eine während einer Bremsung konstante Verstärkung des fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus bewirkt, welche jedoch mit jeder nachfolgenden Bremsung reduziert wird. Beispielhaft wird bei der Bremsung n0+1 der (gegenüber dem Faktor f_n reduzierte) Faktor f_b1 bewirkt. Während einer nachfolgenden Bremsung n0+2 wird lediglich eine Verstärkung des fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus entsprechend einem Faktor f_b2 kleiner als der Faktor f_b1 ausgeführt. Eine auf die Bremsung n0+2 folgende Bremsung n0+3 wird lediglich mit einem Faktor f_b3 kleiner als dem Faktor f_b2 verstärkt.
Der Fahrer wird somit schrittweise in die mechanische Rückfallebene seines Bremssystems geleitet. Ein Erschrecken des Fahrers, welches bei einem plötzlichen und ohne Vorwarnung erfolgenden Übergang in die mechanische Rückfallebene manchmal auftritt, ist somit nicht zu befürchten. Außerdem erkennt der Fahrer bei dem hier beschriebenen Verfahren vergleichsweise schnell, dass er aufgrund des Ausfalls seines mindestens einen Fahrzeugbordnetzes sein Fahrzeug möglichst schnell in den Stillstand bringen sollte. Eine herkömmlicherweise oft kritische Fahrsituation ist somit mittels des hier beschriebenen Verfahrens entschärft.
Auch zum Ausführen des hier beschriebenen Verfahrens ist es ausreichend, die mindestens eine weitere Energiespeichervorrichtung zum Speichern von vergleichsweise wenig Energie auszulegen. Durch den schrittweisen Übergang des Fahrzeugs in die mechanische Rückfallebene und die gleichzeitige Anregung des Fahrers zur Anpassung seines Bremsverhaltens an die mechanische Rückfallebene ist es ausreichend, wenn die mindestens eine weitere Energiespeichervorrichtung lediglich für wenige Bremsungen, z.B. für drei bis fünf Bremsungen, ausreichend Energie zum Betreiben der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung bereitstellt. Für die mindestens eine weitere Energiespeichervorrichtung kann somit eine kostengünstige und wenig Bauraum benötigende Speichereinheit eingesetzt werden. Beispiele für eine derartige Speichereinheit sind oben schon aufgezählt.
3a bis 3j zeigen Koordinatensysteme zum Erläutern weiterer Ausführungsformen des Verfahrens zum Verstärken eines fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus in mindestens einem Radbremszylinder eines Bremssystems eines Fahrzeugs.
Die mittels der 3a bis 3j schematisch wiedergegebenen Verfahren unterscheiden sich von der zuvor beschriebenen Ausführungsform darin, dass (zumindest sofern das mindestens eine Fahrzeugbordnetz ausfällt) mittels der von der mindestens einen weiteren Energiespeichervorrichtung bestromten motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung eine Verstärkung des fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus bewirkt wird, welche während einer Bremsung n_i (d.h. innerhalb der gleichen Bremsung ni) gemäß einer vorgegebenen Verstärkerfunktion zeitlich variiert wird. (Auch bei den Koordinatensystemen der 3a bis 3j gibt eine Abszisse eine Anzahl n der von dem jeweiligen Fahrzeug/Kraftfahrzeug ausgeführten Bremsungen wieder, während eine Koordinate eine mittels der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung zur Steigerung des fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus bereitgestellte Verstärkerkraft F_booster anzeigt.)
Die mittels der von der mindestens einen weiteren Energiespeichervorrichtung bestromten motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung bewirkte Verstärkung des fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus kann innerhalb der gleichen Bremsung n_i abnehmen (siehe 3a bis 3e) oder zunehmen (siehe 3f bis 3j). Die jeweilige Verstärkerfunktion kann eine Gerade (siehe 3a und 3f), eine sinusförmige Funktion (Siehe 3b und 3g), eine exponentiell variierende Funktion (siehe 3c und 3h), eine sägezahnförmige Funktion oder eine stufenförmige Funktion sein. In allen hier beschriebenen Fällen kann der Fahrer, insbesondere durch eine taktile Wahrnehmung, rechtzeitig zur Anpassung seines Bremsverhaltens an die vorliegende Situation und zum schnellen Abbremsen seines Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs angeregt werden.
Als Weiterbildung der hier beschriebenen Verfahren können auch mehreren Backup-Bremsungen mit unterschiedlichen Verstärkerprofilen ausführt werden. Das eigene Verstärkerprofil einer Backup-Bremsung kann konstant, degressiv, linear, nicht-lineare, sinus-förmig, exponentiell, stufenförmig oder sägezahnförmig sein, wobei sich ein spezifisches Muster jeder Backup-Bremsung von Mustern der anderen Backup-Bremsungen signifikant unterscheidet. Optionaler Weise kann dabei auf eine Backup-Bremsung mit einem steigenden Verstärkerprofil eine weitere Backup-Bremsung mit einem fallenden Verstärkerprofil folgen. Entsprechend kann auch auf eine Backup-Bremsung mit einem fallenden Verstärkerprofil eine weitere Backup-Bremsung mit einem steigenden Verstärkerprofil folgen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10327553 A1 [0002]

Claims

Steuervorrichtung (10) für zumindest eine motorisierte Bremsdruckaufbau-vorrichtung (12) eines Fahrzeugs, wobei die Steuervorrichtung (10) dazu ausgelegt ist, zumindest bis zu einem Ausfall oder einer Funktionsbeeinträchtigung mindestens eines Fahrzeugbordnetzes (20) des Fahrzeugs die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) derart anzusteuern, dass mittels der von dem mindestens einen Fahrzeugbordnetz (20) bestromten motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) ein fahrerinduzierter Bremsdruckaufbau (p_driver) in mindestens einem Radbremszylinder (14) des Fahrzeugs gemäß einer vorgegebenen Normal-Verstärkerrelation (f_n) verstärkbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass, zumindest sofern das mindestens eine Fahrzeugbordnetz (20) ausfällt, die Steuervorrichtung (10) dazu ausgelegt ist, die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) derart anzusteuern, dass mittels der von mindestens einer weiteren Energiespeichervorrichtung (24) des Fahrzeugs bestromten motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) der fahrerinduzierte Bremsdruckaufbau (p_driver) in dem mindestens einen Radbremszylinder (14) gemäß einer vorgegebenen und von der Normal-Verstärkerrelation (f_n) abweichenden Rückfall-Verstärkerrelation (f_b, f_b1, f_b2, f_b3) verstärkbar ist.
Steuervorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei, zumindest sofern das mindestens eine Fahrzeugbordnetz (20) ausfällt, die Steuervorrichtung (10) dazu ausgelegt ist, die mittels der mindestens einen weiteren Energiespeichervorrichtung (24) bestromte motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) derart anzusteuern, dass eine mittels der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) bewirkte und während einer Bremsung konstante Verstärkung (f_b1, f_b2, f_b3) des fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus (p_driver) mit jeder nachfolgenden Bremsung abnimmt.
Steuervorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei, zumindest sofern das mindestens eine Fahrzeugbordnetz (20) ausfällt, die Steuervorrichtung (10) dazu ausgelegt ist, die mittels der mindestens einen weiteren Energiespeichervorrichtung (24) bestromte motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) derart anzusteuern, dass eine mittels der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) bewirkte Verstärkung des fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus (p_driver) während einer Bremsung gemäß einer vorgegebenen Verstärkerfunktion zeitlich variiert.
Motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) für ein Fahrzeugs mit einer Steuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) nach Anspruch 4, wobei die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) ein hydraulisches Pumpsystem mit mindestens einer Pumpe, eine motorisierte Kolben-Zylindervorrichtung oder ein einem Hauptbremszylinder (18) eines hydraulischen Bremssystems vorlagerbarer elektromechanischer Bremskraftverstärker (12) ist.
Hydraulisches Bremssystem für ein Fahrzeug mit: einer Steuervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3; und der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung (12).
Hydraulisches Bremssystem nach Anspruch 6, wobei die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) ein hydraulisches Pumpsystem mit mindestens einer Pumpe, eine motorisierte Kolben-Zylindervorrichtung oder ein einem Hauptbremszylinder (18) des hydraulischen Bremssystems vorgelagerter elektromechanischer Bremskraftverstärker (12) ist.
Verfahren zum Verstärken eines fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus (p_driver) in mindestens einem Radbremszylinder (14) eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit dem Schritt: Verstärken des fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus (p_driver) in dem mindestens einen Radbremszylinder (14) gemäß einer vorgegebenen Normal-Verstärkerrelation (f_n) zumindest bis zu einem Ausfall oder einer Funktionsbeeinträchtigung mindestens eines Fahrzeugbordnetzes (20) des Fahrzeugs mittels einer motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) des Bremssystems, wozu die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) von dem mindestens einen Fahrzeugbordnetz (20) bestromt wird; gekennzeichnet durch den Schritt, dass, zumindest sofern das mindestens eine Fahrzeugbordnetz (20) ausfällt, der fahrerinduzierte Bremsdruckaufbau (p_driver) in dem mindestens einen Radbremszylinder (14) gemäß einer vorgegebenen und von der Normal-Verstärkerrelation (f_n) abweichenden Rückfall-Verstärkerrelation (f_b, f_b1, f_b2, f_b3) mittels der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) verstärkt wird, wozu die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) von mindestens einer weiteren Energiespeichervorrichtung (24) des Fahrzeugs bestromt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei, zumindest sofern das mindestens eine Fahrzeugbordnetz (20) ausfällt, mittels der von der mindestens einen weiteren Energiespeichervorrichtung (24) bestromten motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) eine während einer Bremsung konstante Verstärkung (f_b1, f_b2, f_b3) des fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus (p_driver) bewirkt wird, welche mit jeder nachfolgenden Bremsung reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei, zumindest sofern das mindestens eine Fahrzeugbordnetz (20) ausfällt, mittels der von der mindestens einen weiteren Energiespeichervorrichtung (24) bestromten motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) eine Verstärkung des fahrerinduzierten Bremsdruckaufbaus (p_driver) bewirkt wird, welche während einer Bremsung gemäß einer vorgegebenen Verstärkerfunktion zeitlich variiert wird.