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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Steuereinheit zur Regenerierung einer Bremsanlage eines Fahrzeugs.
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Ein Straßenkraftfahrzeug kann eine sogenannte Trockenbremsfunktion aufweisen, bei der die Reibbremsen des Fahrzeugs, insbesondere bei Vorliegen einer nassen Fahrbahn, getrocknet werden, um bei einem Bremsvorgang durch trockene Reibbremsen eine möglichst hohe Fahrzeugverzögerung zu ermöglichen. Zur Trocknung einer Bremse wird in der Bremse typischerweise ein bestimmter Bremsdruck eingestellt, der bewirkt, dass ein Bremsklotz bzw. eine Bremsbacke der Bremse an die Bremsscheibe herangeführt wird und dabei die Bremsscheibe trocknet.
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Aufgrund von Toleranzen der in einem Fahrzeug verbauten Reibbremsen und/oder bei Verwendung von unterschiedlichen Typen von Reibbremsen kann das automatische Bewirken eines Bremsdrucks in den unterschiedlichen Reibbremsen eine spürbare Verzögerung bzw. eine nicht ausreichende Trocknung bewirken. Dies kann zu einem reduzierten Komfort für einen Fahrer des Fahrzeugs und/oder zu einer suboptimalen Regenerierung der Reibbremsen des Fahrzeugs führen. Des Weiteren kann dies zu einem Bremsenschiefziehen führen.
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Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein Verfahren und eine entsprechende Steuereinheit bereitzustellen, durch die der Komfort und die Zuverlässigkeit der automatischen Regenerierung der Reibbremsen eines Fahrzeugs erhöht werden kann.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
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Gemäß einem Aspekt wird eine Steuereinheit zur Regenerierung zumindest einer Radbremse, insbesondere einer Reibbremse, eines Rades eines Fahrzeugs (insbesondere eines Straßenkraftfahrzeugs) beschrieben. Das Fahrzeug kann z.B. ein einspuriges Fahrzeug mit zumindest einem Rad an einer Vorderachse und mit zumindest einem Rad an einer Hinterachse sein. Alternativ kann das Fahrzeug ein zweispuriges Fahrzeug mit zumindest zwei Rädern an einer Vorderachse und mit zumindest zwei Rädern an einer Hinterachse sein. Jedes der Räder des Fahrzeugs kann zumindest eine Radbremse aufweisen.
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Die Steuereinheit ist eingerichtet, ein während der Regenerierung der Radbremse von der Radbremse zu bewirkendes Soll-Bremsmoment zu ermitteln. Das zu bewirkende Soll-Bremsmoment kann z.B. aus einem Speicher des Fahrzeugs ausgelesen werden. Das Soll-Bremsmoment kann ausreichend klein sein, so dass eine durch das Soll-Bremsmoment bewirkte Verzögerung (insbesondere eine durch die Soll-Bremsmomente aller Radbremsen des Fahrzeugs bewirkte Verzögerung) von einem menschlichen Insassen des Fahrzeugs nicht (substantiell) wahrgenommen wird. Andererseits kann das Soll-Bremsmoment ausreichend groß (insbesondere größer als Null) sein, so dass eine zuverlässige Regenerierung, insbesondere eine zuverlässige Trocknung, der Radbremse bewirkt wird.
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Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, während der Regenerierung der Radbremse das Soll-Bremsmoment an der Radbremse einzustellen. Es wird somit eine zuverlässige und komfortable Regenerierung einer Radbremse ermöglicht.
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Die Radbremse kann eine Bremsscheibe umfassen. Es kann dann im Rahmen der Regenerierung der Radbremse die Bremsscheibe zumindest teilweise getrocknet werden. Die Regenerierung der Radbremse kann somit ein Trockenbremsen der Radbremse umfassen.
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Das Fahrzeug umfasst typischerweise eine Mehrzahl von Radbremsen für eine entsprechende Mehrzahl von Rädern des Fahrzeugs. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, für jede der Mehrzahl von Radbremsen ein während der Regenerierung der jeweiligen Radbremse von der jeweiligen Radbremse zu bewirkendes Soll-Bremsmoment zu ermitteln. Außerdem kann die Steuereinheit eingerichtet sein, während der Regenerierung der jeweiligen Radbremse das jeweilige Soll-Bremsmoment an der jeweiligen Radbremse einzustellen. So kann eine zuverlässige und komfortable Regenerierung der gesamten Bremsanlage eines Fahrzeugs bewirkt werden.
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Die Mehrzahl von Radbremsen kann zumindest teilweise unterschiedlichen Bremstypen angehören. Alternativ oder ergänzend kann die Mehrzahl von Radbremsen ein unterschiedliches Verhalten dahingehend aufweisen, welches Ist-Bremsmoment bei Einstellen eines bestimmten Bremsdrucks bewirkt wird. Es können somit bei Vorgabe eines festen Bremsdrucks für die unterschiedlichen Radbremsen unterschiedliche Regenerierungsgrade und/oder unterschiedliche Radverzögerungen bewirkt werden. Dies kann durch die Vorgabe von Soll-Bremsmoments für die unterschiedlichen Radbremsen vermieden werden.
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Die Soll-Bremsmomente können für zumindest zwei der Mehrzahl von Radbremsen, insbesondere für zwei Radbremsen von Rädern einer gleichen Achse (z.B. der Hinterachse bzw. der Vorderachse) des Fahrzeugs, gleich sein. Alternativ oder ergänzend kann die Regenerierung von zumindest zwei der Mehrzahl von Radbremsen, insbesondere von zwei Radbremsen von Rädern einer gleichen Achse (z.B. der Hinterachse bzw. der Vorderachse) des Fahrzeugs, zeitgleich durchgeführt werden. So können der Komfort und/oder die Fahrstabilität des Fahrzeugs während der Regenerierung der Mehrzahl von Radbremsen weiter erhöht werden.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, Fahrzustands-Information in Bezug auf einen Fahrzustand des Fahrzeugs zu ermitteln. Dabei kann die Fahrzustands-Information insbesondere eine (aktuelle) Gierrate des Fahrzeugs umfassen. Die Soll-Bremsmomente für die Mehrzahl von Radbremsen können dann in Abhängigkeit von der Fahrzustands-Information ermittelt werden. So kann im Rahmen der Regenerierung der Radbremsen eine zusätzliche Stabilisierung des Fahrzeugs bewirkt werden.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, zu detektieren, dass eine Regenerierung der Radbremse durchzuführen ist. Beispielsweise kann bei einer aktiven Scheibenwischfunktion wiederholt (z.B. periodisch, ggf. in Abhängigkeit von der Wischgeschwindigkeit) eine Regenerierung, insbesondere ein Trockenbremsen, der ein oder mehreren Radbremsen durchgeführt werden. Die Regenerierung einer Radbremse kann dabei automatisch durchgeführt werden. Insbesondere kann eine Regenerierung auch und/oder nur dann durchgeführt werden, wenn kein Verzögerungswunsch durch einen Fahrer und/oder durch eine zumindest teilautonome Fahrfunktion des Fahrzeugs vorliegt. Die Regenerierung ist dabei typischerweise auf die Bereitstellung einer möglichst großen Fahrzeugverzögerung bei einem zukünftigen Verzögerungswunsch gerichtet.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, Sensordaten (z.B. die Drehzahl des Rades) bezüglich eines Ist-Bremsmoments der Radbremse zu ermitteln. Die Steuereinheit kann dann die Radbremse, insbesondere einen Bremsdruck der Radbremse, in Abhängigkeit von dem Soll-Bremsmoment und in Abhängigkeit von den Sensordaten einstellen. Des Weiteren kann die Radbremse in Abhängigkeit von einem Modell eingestellt werden, wobei das Modell eingerichtet ist, auf Basis der Sensordaten ein durch die Radbremse bewirktes Ist-Bremsmoment zu ermitteln. So kann ein Soll-Bremsmoment in präziser Weise eingestellt, insbesondere eingeregelt, werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Regenerierung zumindest einer Radbremse eines Rades eines Fahrzeugs beschrieben. Das Verfahren umfasst das Ermitteln eines während der Regenerierung der Radbremse von der Radbremse zu bewirkenden Soll-Bremsmoments. Außerdem umfasst das Verfahren das Einstellen des Soll-Bremsmoments an der Radbremse während der Regenerierung der Radbremse.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (insbesondere ein Straßenkraftfahrzeug z.B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit umfasst.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
- 1 Komponenten einer beispielhaften Bremsanlage eines Fahrzeugs;
- 2 einen beispielhaften Regelkreis zur Einstellung eines Soll-Bremsmoments; und
- 3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Regenerierung zumindest einer Radbremse eines Fahrzeugs.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Steuerung einer Bremsanlage eines Fahrzeugs zur komfortablen und zuverlässigen Regenerierung der Reibbremsen des Fahrzeugs. In diesem Zusammenhang zeigt 1 beispielhafte Komponenten einer Bremsanlage 100 eines Straßenkraftfahrzeugs. Die Bremsanlage 100 umfasst ein Bremspedal 101, das von einem Fahrer des Fahrzeugs betätigt werden kann, um das Fahrzeug zu verzögern. Durch Betätigung des Bremspedals 101 können unmittelbar oder mittelbar (z.B. über einen Bremskraftverstärker) Kolben 104, 105 in einem Hauptbremszylinder 106 der Bremsanlage 100 bewegt werden. Durch die Bewegung der Kolben 104, 105 wird Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder 106 in unterschiedliche Bremskreise 110, 120 gedrückt.
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Typischerweise umfasst ein Fahrzeug zwei getrennte Bremskreise 110, 120 (z.B. einen Bremskreis 110 für die ein oder mehreren Vorderräder 108 und einen weiteren Bremskreis 120 für die ein oder mehreren Hinterräder 108). Die Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder 106 kann durch den ersten Kolben 104 in die Radbremsen 111 des ersten Bremskreises 110 (z.B. für die Vorderräder 108) und durch den zweiten Kolben 105 in die Radbremsen 111 des zweiten Bremskreises 120 (z.B. für die Hinterräder 108) gedrückt werden. Die Bremsanlage 100 umfasst typischerweise einen Ausgleichsbehälter 103, zum Ausgleich von Bremsflüssigkeit zwischen den beiden Bremskreisen 110, 120.
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Für jede Radbremse 111 des Fahrzeugs bzw. für alle Radbremsen 111 eines Bremskreises 110, 120 können Komponenten bereitgestellt werden, mit denen der Bremsdruck der jeweiligen Radbremse 111 individuell eingestellt werden kann (z.B. zur Bereitstellung einer Antiblockierfunktion und/oder zur Regenerierung der Radbremsen 111). In 1 sind beispielhaft Komponenten für ein Rad 108 dargestellt. Ein zweispuriges Fahrzeug umfasst typischerweise vier oder mehr Radbremsen 111 für entsprechende vier oder mehr Räder 108.
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Der Bremskreis 110 umfasst ein Einlassventil 113 und ein Auslassventil 118 für eine Radbremse 111. Bei Betätigung des Bremspedals 101 bzw. zum Bewirken eines Bremsmoments ist das Einlassventil 113 (typischerweise spannungslos) geöffnet und das Auslassventil 118 (typischerweise spannungslos) geschlossen. So kann Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder 106 in einen Zylinder der Radbremse 111 bedrückt werden, wodurch Bremsbacken 119 der Radbremse 111 an die Bremsscheibe 109 der Radbremse 111 gedrückt werden, und so eine Bremsung des Rades 108 bzw. ein Bremsmoment des Rades 108 bewirkt wird.
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Die Steuereinheit 107 der Bremsanlage 100 kann z.B. bei Erkennung einer Blockiersituation des Rades 108 veranlassen, dass das Einlassventil 113 geschlossen wird, um einen weiteren Druckaufbau in der Radbremse 111 zu vermeiden. Des Weiteren kann bei Bedarf das Auslassventil 118 geöffnet werden, um Bremsflüssigkeit aus dem Zylinder der Radbremse 111 zu leiten und um so den Bremsdruck in der Radbremse 111 zu reduzieren. Die aus dem Zylinder der Radbremse 111 fließende Bremsflüssigkeit kann in einem Niederdruckspeicher 114 zwischengespeichert werden. Für einen erneuten Aufbau des Bremsdrucks kann das Einlassventil 113 wieder geöffnet und das Auslassventil 118 wieder geschlossen werden. So kann der Bremsdruck einer Radbremse 111 verändert werden, um das Bremsmoment der Radbremse 111 anzupassen.
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Durch wiederholte Ansteuerung des Einlassventils 113 und des Auslassventils 118 kann z.B. ein Blockieren eines Rades 111 vermieden werden. Dabei führt die wiederholte Zwischenspeicherung der Bremsflüssigkeit in dem Niederdruckspeicher 114 zu einem Anstieg des Füllstands an Bremsflüssigkeit im Niederdruckspeicher 114, zu einer entsprechenden Reduzierung der Menge an Bremsflüssigkeit im Hauptbremszylinder 106 und damit tendenziell zu einer Verlängerung des Bremspedalweges. Der Niederdruckspeicher 114 kann bei Erreichen eines bestimmten Füllstands (insbesondere bei Erreichen eines oberen Füllstand-Schwellenwertes) durch eine Pumpe 116 entleert werden, und die Bremsflüssigkeit kann durch die Pumpe 116 zurück in den Hauptbremszylinder 106 gepumpt werden. Dies führt zu einem erhöhten Druck auf dem Bremspedal 101 und zu einer Reduzierung des Bremspedalwegs. Die Pumpe 116 kann dabei zwischen einem Druckventil 117 und einem Saugventil 115 angeordnet sein, um den Hochdruck-Bereich auf der Seite des Hauptbremszylinders 106 von dem Niederdruck-Bereich auf der Seite des Niederdruckspeichers 114 zu trennen.
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Insbesondere bei Regen kann es vorteilhaft sein, die Radbremsen 111 der Räder 108 eines Fahrzeugs wiederholt zu regenerieren, insbesondere zu trocknen, um eine möglichst hohe Bremswirkung der Radbremsen 111 vorzuhalten. Zu diesem Zweck kann die Steuereinheit 107 bewirken, dass der Bremsdruck in den Radbremsen 111 erhöht wird, um mittels der Bremsklötze bzw. Bremsbacken 119 der Radbremsen 111 die Bremsscheiben 109 der Radbremsen 111 zu trocknen. Dabei sollte gewährleistet werden, dass an den einzelnen Rädern 108 eine möglichst kleine Verzögerung bewirkt wird, die bevorzugt für die unterschiedlichen Räder 108 eines Fahrzeugs gleich sein sollte. Dies sollte auch bei Verwendung von unterschiedlichen Typen von Radbremsen 111 und/oder bei Verwendung von Radbremsen 111 mit einer bestimmten Toleranz erreicht werden, um eine möglichst komfortable und zuverlässige Regenerierung der Radbremsen 111 zu bewirken. Insbesondere sollte ein Querziehen des Fahrzeugs bei Regenerierung der Radbremsen 111 vermieden werden.
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Um dies zu erreichen, kann, wie in 2 dargestellt, für die unterschiedlichen Radbremsen 111 ein Soll-Bremsmoment 201 vorgegeben werden. Dieses Soll-Bremsmoment 201 kann für die unterschiedlichen Radbremsen 111 an den unterschiedlichen Rädern 108 eines Fahrzeugs gleich sein. Das Soll-Bremsmoment 201 kann ausreichend groß sein, um eine zuverlässige Regenerierung, insbesondere Trocknung, der jeweiligen Radbremse 111 sicherzustellen. Andererseits sollte das Soll-Bremsmoment 201 ausreichend klein sein, um keine substantielle Verzögerung des Fahrzeugs zu bewirken.
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Das Soll-Bremsmoment 201 kann mittels eines Regelkreises 200 an einer Radbremse 111 eingestellt werden. Durch eine oder mehrere Sensoren 112 können Sensordaten 207 erfasst werden, die dazu verwendet werden können, das Ist-Bremsmoment 208 der Radbremse 111 zu ermitteln. Die Sensordaten 207 können z.B. eine Drehzahl, insbesondere einen zeitlichen Verlauf der Drehzahl, des durch die Radbremse 111 abgebremsten Rades 108 anzeigen. Über ein Modell 205 des Rades 108 und/oder der Radbremse 111 kann dann auf das Ist-Bremsmoment 208 geschlossen werden.
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Der aus dem Soll-Bremsmoment 201 und dem Ist-Bremsmoment 208 ermittelte Regelfehler 202 kann über einen Regler 203, z.B. einen PID-Regler, in eine Stellgröße 204 überführt werden. Die Stellgröße 204 kann insbesondere eine Anpassung des Bremsdrucks in der Radbremse 111 anzeigen. Die Radbremse 111 (z.B. das Einlassventil 113 und/oder das Auslassventil 118) kann mit der Stellgröße 204 angesteuert werden, um das an der Radbremse 111 bewirkte Ist-Bremsmoment 208 gemäß dem vorgegebenen Soll-Bremsmoment 201 anzupassen.
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Es kann somit in den einzelnen Radbremsen 111 eines Fahrzeugs jeweils ein bestimmtes Soll-Bremsmoment 201 eingestellt, insbesondere eingeregelt, werden. So kann, auch bei der Verwendung von unterschiedlichen Typen von Radbremsen 111 und/oder bei Vorliegen von Herstellungstoleranzen, gewährleistet werden, dass an allen Radbremsen 111 des Fahrzeugs ein bestimmtes, typischerweise kleines, Bremsmoment bewirkt wird. Es kann somit eine zuverlässige Regenerierung der einzelnen Radbremsen 111 bewirkt werden. Des Weiteren kann in präziser Weise ein bestimmtes Verhalten des Fahrzeugs während der Durchführung der Regenerierung der Radbremsen 111 eingestellt werden.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 zur Durchführung einer Regenerierung zumindest einer Radbremse 111 eines Rades 108 eines Fahrzeugs. Das Verfahren 300 kann durch die Steuereinheit 107 ausgeführt werden.
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Das Verfahren 300 umfasst das Ermitteln 301 eines während der Regenerierung der Radbremse 111 von der Radbremse 111 zu bewirkenden Soll-Bremsmoments 201. Das Soll-Bremsmoment 201 kann z.B. aus einem Speicher des Fahrzeugs ausgelesen werden. Das Soll-Bremsmoment 201 kann dabei derart klein sein, dass die durch das Soll-Bremsmoment 201 bewirkte Verzögerung des Fahrzeugs unterhalb eines Wahmehmungsschwellenwertes für einen menschlichen Insassen des Fahrzeugs liegt.
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Außerdem umfasst das Verfahren 300 das Einstellen 302 des Soll-Bremsmoments 201 während der Regenerierung der Radbremse 111 an der Radbremse 111. Insbesondere kann das Soll-Bremsmoment 201 mittels eines Regelkreises 200 eingeregelt werden.
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In entsprechender Weise kann an mehreren Radbremsen 111 von mehreren Rädern 108 eines Fahrzeugs ein Soll-Bremsmoment 201 eingestellt, insbesondere eingeregelt, werden. So kann in komfortabler Weise eine Regenerierung der Radbremsen 111 eines Fahrzeugs bewirkt werden. Insbesondere können spürbare Auswirkungen der Regenerierung (wie z.B. ein Schiefziehen des Fahrzeugs) reduziert oder gänzlich vermieden werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
