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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs, mit einer elektrisch steuerbaren Druckerzeugungseinrichtung zum Bereitstellen eines Bremsdrucks in einem Hydraulikkreis, mit mehreren hydraulischen Radbremsen, welche über die Druckerzeugungseinrichtung mit Bremsdruck versorgbar sind, mit einem fahrerseitig bedienbaren Bremspedal mit zugeordnetem Sensor zur Erfassung eines Fahrerbremswunsches, mit einem Pedalsimulator, sowie mit einer Anti-Blockier-Einrichtung zur Erfassung des Blockierens wenigstens eines Rads.
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Moderne Kraftfahrzeuge weisen zunehmend andere Antriebssysteme als einen üblichen Brennkraftmotor auf. Vornehmlich kommen Hybridfahrzeuge oder rein elektromotorisch angetriebene Fahrzeuge zum Einsatz. Bei diesen erfolgt das Bremsen über eine oder mehrere elektrische Maschinen, die in diesem Fall als Generator betrieben werden. Dies ermöglicht es, die kinetische Energie des Fahrzeugs als elektrische Energie zu rekuperieren und einem Energiespeicher zur Speicherung zuzuführen. Zusätzlich sind diese Fahrzeuge aber auch mit einem hydraulischen Bremssystem ausgerüstet, um insbesondere dann, wenn über die elektromotorische Bremse keine ausreichende Verzögerung oder, weil beispielsweise der Energiespeicher vollständig gefüllt ist, kein Bremsen mehr möglich ist, jederzeit eine hinreichende Verzögerung sicherstellen zu können. Dieses Bremssystem umfasst mehrere hydraulische Radbremsen, die den entsprechenden Achsen respektive Rädern des Kraftfahrzeugs zugeordnet sind.
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Bekannt ist es hierbei, die Radbremsen in einem sogenannten „Break-by-Wire“-Modus zu betreiben. Hierbei sind die Radbremsen von der eigentlichen Bremsbetätigung des Bremspedals durch den Fahrer entkoppelt. Dem Bremspedal selbst ist ein sogenannter Pedalsimulator zugeordnet, der dem Fahrer ein Pedalgefühl zur Verfügung stellt, wie er es von einem üblichen Bremssystem, bei dem das Bremspedal entsprechend mit dem Hydraulikkreis und damit den Bremsen gekoppelt ist, her kennt. Wird also rein elektrisch gebremst, so kann dem Fahrer über den Pedalsimulator ein entsprechendes Pedalgefühl vermittelt werden.
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Wird im Bedarfsfall jedoch auf das hydraulische Bremssystem zurückgegriffen, wird auch in diesem Fall, resultierend aus der Entkopplung, über den Pedalsimulator ein Pedalgefühl vermittelt, also ein hydraulisches Feedback gegeben. Im einen wie im anderen Fall kann es beim starken Bremsen zu einem Blockieren eines Rades kommen. Dieses Blockieren kann über eine entsprechende Anti-Blockier-Einrichtung in an sich bekannter Weise erfasst werden, wobei über diese Einrichtung durch einen entsprechenden Steuerungs- oder Regelungseingriff in das Bremssystem die Blockade sofort wieder aufgehoben wird, wonach wieder erneut gebremst wird. Die Funktion eines solchen Anti-Blockier-Systems, üblicherweise auch ABS genannt, ist bekannt.
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Problematisch hierbei ist, dass über den Pedalsimulator insbesondere auch in einem solchen Fall, wenn also eine Blockierung vorliegt und es zu einem Eingriff der Anti-Blockier-Einrichtung kommt, der Fahrer kein reales haptisches Feedback von den Radbremsen über das Bremspedal aufgrund dessen Entkopplung bekommt. Insbesondere erfahrene und sportliche Fahrer, die mitunter in Fahrsituationen kommen, bei denen das Anti-Blockier-System eingreift, kennen jedoch das hierfür typische Pedalgefühl in Form eines leichten Ruckens oder Vibrierens oder Verhärtens des Bremspedals resultierend aus der Pedalkopplung zu den Bremsen. Im Falle eines „Break-by-Wire“-System und der Entkopplung kann über den Pedalsimulator jedoch ein solches reales haptisches Feedback nicht gegeben, was dazu führt, dass für den erfahrenen und sportlichen Fahrer der Übergang in eine ABS-Bremsung haptisch nicht mehr auflösbar ist. Dem Fahrer ist es demzufolge nicht mehr möglich, optimal den Bremsvorgang und diesen ABS-Eingriff und -Lösepunkt zu regeln. Der Fahrer will verhindern, dass Räder blockieren und zum Stehen kommen, da ein blockierendes Rad im Rennbetrieb Zeit kostet, denn über ein rutschendes Rad kann weniger Längs- und Querkraft übertragen werden als über ein nicht rutschendes Rad. Gleichzeitig möchte er jedoch auch möglichst nahe an den Blockierpunkt kommen, um mit möglichst hoher Geschwindigkeit respektive Traktion bzw. möglichst hoher Längs- und Querkraftübertragung fahren zu können.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein demgegenüber verbessertes Betriebsverfahren für ein Bremssystem eines Kraftfahrzeugs anzugeben.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei Erfassung des Blockierens wenigstens eines Rads und Erfassung einer fahrerseitigen Entlastung des Bremspedals der Bremsdruck derart weit reduziert wird, dass das Rad nicht mehr blockiert.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei einer durch den Fahrer initiierten Bremsung und Vorliegen einer ABS-Bremsung, wenn also ein Blockieren des Rades über die Anti-Blockier-Einrichtung erfasst wird und das System regelnd eingreift, eine besondere Art der Regelung einsetzt, wenn nach Einsetzen der ABS-Bremsung anschließend erkannt wird, dass der Fahrer das Bremspedal, gegebenenfalls auch nur leicht, löst. Wird dies erkannt, dann wird bremssystemseitig respektive über die Druckerzeugungseinrichtung der hydraulische Druck im Bremssystem respektive im Hydraulikkreis automatisch und sofort soweit abgesenkt, dass die Räder des Fahrzeugs sich nicht mehr in Schlupf befinden respektive blockieren. Dabei wird bevorzugt der Bremsdruck bis knapp unter den Druckwert, bei dem das Rad gerade noch blockiert, gesenkt, was sensorisch erfasst werden kann.
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Das heißt, dass, obwohl eigentlich eine Fahrsituation gegeben ist, in der ein Eingriff der Anti-Blockier-Einrichtung erforderlich wäre, der Druck automatisch und unabhängig von der tatsächlichen Pedalstellung dementsprechend erniedrigt wird, dass der ABS-Eingriff unterbunden wird und das Rad wieder dreht. Der Fahrer muss also nicht mehr selbst den Druck über das Pedal regeln und sich so, ohne jedwedes haptisches Feedback an den Eintritts- und Austrittspunkt des ABS respektive der Anti-Blockier-Einrichtung herantasten. Vielmehr ist das Bremssystem respektive die Druckerzeugungseinrichtung selbsttätig in der Lage, den Bremsdruck so zu regeln, dass er gerade unter dem Blockierdruck ist und das Rad wieder dreht, also aus der Blockade respektive aus dem Schlupf genommen wird.
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Das Bremssystem nimmt demzufolge dem Fahrer die Regelaufgabe ab, den Druck unterhalb des Blockierdrucks zu senken. Da das Bremssystem individuell auf die einzelnen Radbremsen zugreifen kann, kann folglich eine radindividuelle Regelung erfolgen. Die Regelalgorithmen der Anti-Blockier-Einrichtung, die entsprechend die Druckerzeugungseinrichtung steuert, nutzt dabei entsprechende fahrzeugseitige Sensoren wie Raddrehzahlsensoren, Drucksensoren, Beschleunigungssensoren etc., um anhand deren Signale respektive Informationen die erforderlichen Drücke, die der Hydraulikkreis an die einzelnen Radbremsen anlegen soll, zu ermitteln. Der entsprechende radbremsenindividuelle Druck wird dann, wenn die beiden Auslöseparameter (Erkennung eines Blockierens respektive Vorliegen eines ABS-Eingriffs und anschließende Erkennung einer (leichten) Bremspedallösung durch den Fahrer) vorliegen automatisch geregelt respektive eingestellt. Der Fahrer, dem die eigentliche Regelaufgabe hierüber abgenommen ist, kann hingegen ausprobieren, ob der von ihm über das Bremspedal gestellte Druck zum Schlupfen oder Rollen der Räder führt. Das Bremssystem selbst kann durch diese erfindungsgemäße Regelung für mehr Sicherheit sowohl hinsichtlich der Längs- als auch Querführung, für höhere Kurvengeschwindigkeiten, kürzere Bremswege und damit schnellere Rundenzeiten sorgen, da stets eine optimale Regelung der einzelnen Bremsvorgänge um den ABS-Ein- und Austrittspunkt erfolgt.
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Bevorzugt wird, wie beschrieben, der Bremsdruck bis knapp unter den Druckwert, bei dem das Rad gerade noch blockiert, gesenkt. Das Bremssystem respektive die Anti-Blockier-Einrichtung in Verbindung mit der Druckerzeugungseinrichtung ist also derart ausgelegt, dass der Druck nur soweit reduziert wird, bis eine gegebene Blockierung gerade wieder gelöst wird, so dass eine zu starke Druckreduzierung vermieden wird und das Rad in Bezug auf die gegebene Fahrsituation, die über die entsprechenden Sensoren erfasst wird, optimal verzögert wird, jedoch weder blockiert und schlupft.
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Dabei kann der Bremsdruck auf einen Druckwert abgesenkt werden, der niedriger ist als der der Bremspedalstellung zugeordnete Druckwert. Wie beschrieben ist einer der Eingangsparameter für das Eingreifen des erfindungsgemäßen Regelalgorithmus, dass der Fahrer, der den Eingriff der Anti-Blockier-Einrichtung erkannt hat, das Bremspedal daraufhin gegebenenfalls auch nur geringfügig löst. Diese Bremspedallösung ist folglich ein Triggermoment für das Einsetzen des erfindungsgemäßen Regelvorgangs. Dieser ist nun derart ausgelegt, dass es zu einer optimalen Druckwertabsenkung kommt, ohne dass die Ist-Bremspedalstellung in diesem Fall berücksichtigt wird. Das heißt, dass in diesem Fall situationsbezogen die tatsächliche Bremspedalstellung nicht in den Regelungsbetrieb eingeht. Vielmehr wird über die Anti-Blockier-Einrichtung respektive die Druckerzeugungseinrichtung der radbremsindividuelle Druckwert in optimaler Weise derart abgesenkt, dass das Rad gerade nicht mehr blockiert respektive schlupft, unabhängig davon, wie weit nun der Fahrer das Bremspedal gelöst respektive entlastet hat.
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Die erfindungsgemäße Regelungseinrichtung wird primär für den Einsatz des Fahrzeugs auf Sport- oder Rennstrecken zweckmäßig sein, nicht aber unbedingt im normalen Verkehr. Aus diesem Grund ist es zweckmäßig, wenn fahrerseitig zwischen wenigstens zwei Betriebsmodi des Bremssystems gewählt werden kann. Der eine wählbare Betriebsmodus ist der „übliche“ Betriebsmodus des Bremssystems, in welchem die Anti-Blockier-Einrichtung mit der üblichen Regelungsstrategie respektive dem üblichen Regelalgorithmus arbeitet. Der andere Betriebsmodus ist beispielsweise der Sport- oder Rennstreckenmodus, in dem die erfindungsgemäße Regelung zugrunde gelegt wird.
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Neben dem Verfahren selbst betrifft die Erfindung ferner ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Bremssystem, das zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist. Sämtliche zum vorstehend beschriebenen Verfahren gemachten Ausführungen gelten gleichermaßen für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug respektive das erfindungsgemäße Bremssystem. Das heißt, dass das Kraftfahrzeug ein entsprechendes Bremssystem mit einer elektrisch steuerbaren Druckerzeugungseinrichtung zum Bereitstellen eines Bremsdrucks in einem Hydraulikkreis, mehrere hydraulische Radbremsen, welche über die Druckerzeugungseinrichtung mit Bremsdruck versorgbar sind, ein fahrerseitig bedienbares Bremspedal mit zugeordnetem Sensor zur Erfassung eines Fahrerbremswunschs, einen Pedalsensor sowie eine Anti-Blockier-Einrichtung zur Erfassung des Blockierens wenigstens eines Rads aufweist. Das Bremssystem respektive die Anti-Blockier-Einrichtung ist dabei derart ausgelegt, dass bei Erfassung des Blockierens wenigstens eines Rads und bei einer sensorischen Erfassung einer fahrerseitigen Entlastung des Bremspedals der Bremsdruck über die Druckerzeugungseinrichtung soweit reduziert wird, dass das Rad nicht mehr blockiert.
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Die Steuerung des Bremssystems in der erfindungsgemäßen Weise kann über die Anti-Blockier-Einrichtung, die eine entsprechende Steuerungseinrichtung aufweist, erfolgen. Alternativ kann aber auch eine zentrale Bremssystem-Steuerungseinrichtung vorgesehen sein, der die entsprechenden Informationen von den zugeordneten Subsystemen gegeben werden und die bei Vorliegen der entsprechenden Eingangsparameter (Erfassung eines blockierenden Rades sowie Erfassung einer Entlastung eines Bremspedals über den Pedalsensor) die entsprechende Regelung erfolgt.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung.
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Die Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 1, umfassend ein Bremssystem 2, über das das Fahrzeug gebremst werden kann. Das Bremssystem 2 umfasst eine elektrisch steuerbare Druckerzeugungseinrichtung 3, die beispielsweise über eine entsprechende Steuerungseinrichtung 4 verfügt und die zum Bereitstellen eines Bremsdrucks in einem Hydraulikkreis 5 dient, über den im gezeigten Beispiel vier Radbremsen 6, die den entsprechenden Rädern 7 zugeordnet sind, mit Bremsdruck versorgt werden können, mithin also betätigt werden können.
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Die Druckerzeugungseinrichtung 3 umfasst in an sich bekannter Weise eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem hydraulischen Druckraum und einem durch einen elektromechanischen Aktuator verschiebbaren Kolben, wobei durch eine entsprechende Kolbenbewegung der entsprechende Hydraulikfluiddruck, der dann über entsprechende Ventileinrichtungen an die einzelnen Radbremsen gegeben wird, erzeugt wird.
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Vorgesehen ist des Weiteren ein vom Fahrer zur Bedienung des Bremspedals 8 mit einem zugeordneten Sensor 9, über den die entsprechende Pedalstellung erfasst werden kann, und der beispielsweise auch mit der Steuerungseinrichtung 4 der Druckerzeugungseinrichtung kommuniziert. Der Sensor zur Erkennung des Pedalwegs kann auch im Bremssystem integriert sein.
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Dem Bremspedal 8 zugeordnet ist ein Pedalkraftsimulator 10, nachdem das Bremspedal 8 nur über eine elektrische Verbindungsleitung mit der Steuerungseinrichtung 4 verbunden ist, jedoch nicht mit dem Hydraulikkreis 5 gekoppelt ist. Über den Pedalkraftsimulator kann der Bewegung des Bremspedals 8 ein entsprechender Widerstand entgegengesetzt werden, um ein haptisches Gefühl zu simulieren, wie es der Fahrer bei einer Kopplung des Bremspedals 8 direkt an oder in den Hydraulikkreis 5 erfahren würde, und wie er es üblicherweise kennt.
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Vorgesehen ist des Weiteren eine Anti-Blockier-Einrichtung 11 umfassend ein entsprechendes Steuergerät 12, wobei die Anti-Blockier-Einrichtung 11 im gezeigten Beispiel exemplarisch wieder mit der Steuerungseinrichtung 4 der Druckerzeugungseinrichtung 3 kommuniziert. Die Anti-Blockier-Einrichtung 11 kommuniziert mit einer Vielzahl von Sensoren 13, beispielsweise einem Raddrehzahlsensor, einem Drucksensor, einem Gierratensensor etc., um anhand der Sensorinformationen zu erfassen, ob das Blockieren eines Rades gegeben ist. Diese Sensoren 13 sind den einzelnen Rädern 7 respektive den Radbremsen 6 zugeordnet, so dass radindividuell ein entsprechendes Blockieren erfasst werden kann.
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Aufgrund der Kommunikation der Anti-Blockier-Einrichtung 11 respektive der Steuerungseinrichtung 12 mit der Druckerzeugungseinrichtung 3 respektive deren Steuerungseinrichtung 4 kann nun bei Erfassen eines blockierenden Rades seitens der Druckerzeugungseinrichtung 3 individuell der Bremsdruck an dem Rad entsprechend variiert werden, so dass das Blockieren aufgehoben wird. Hierzu weist die Druckerzeugungseinrichtung eine Mehrzahl an einzelnen Ventilelementen auf, über die der Bremsdruck innerhalb des Hydraulikkreises 5 rad- oder bremsenindividuell verteilt respektive aufgelöst werden kann. Die grundsätzliche Funktion einer solchen Anti-Blockier-Einrichtung 11 respektive eines üblichen Bremssystems 2 ist bekannt.
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Bei dem erfindungsgemäß vorgesehenen Bremssystem kann nun, wenn fahrerseitig beispielsweise über ein Bedienelement 14 in einen entsprechenden Betriebsmodus umgeschaltet wird, eine von der üblichen Regelstrategie der Anti-Blockier-Einrichtung 11 abweichende Regelstrategie respektive ein anderer Regelmodus eingestellt werden. Ist dies der Fall, so ändert sich das Bremsverhalten respektive Regelverhalten der Anti-Blockier-Einrichtung 11, wenn zwei Eingangsparameter gegeben sind. Wird zum einen das Blockieren eines Rades über die Anti-Blockier-Einrichtung 11 erfasst, und wird anschließend das leichte Lösen des Bremspedals 8 durch den Fahrer, der aufgrund der Reaktion des Fahrzeugs erkennt, dass eines der Räder blockiert, erfasst, so wird seitens der Anti-Blockier-Einrichtung 11 in Verbindung mit der Druckerzeugungseinrichtung 3 der Druck innerhalb des Hydraulikkreises oder gegebenenfalls auch nur der individuell einer der Radbremsen 6 gegebene Druck automatisch und unabhängig von der Ist-Bremspedalstellung reduziert, jedoch nur soweit, bis das vormals blockierende Rad gerade wieder dreht. Das heißt, dass die Blockierung automatisch gelöst wird, sobald eine Blockierung erfasst wird und der Fahrer das Bremspedal 8 leicht löst. Dies führt dazu, dass, da der Bremsdruck bevorzugt nur bis knapp unter den Druckwert, bei dem das Rad gerade noch blockiert, gesenkt wird, das Fahrzeug stets nahe des Eingriffspunktes der ABS-Regelung, also dem Eingriffspunkt der Anti-Blockier-Einrichtung 11 arbeitet. Für den Fahrer, der über den Pedalsimulator 10 nur ein quasi virtuelles haptisches Feedback erfährt und er sich über das Pedalgefühl nicht mehr an den Eingriffszeitpunkt und damit den optimalen Bremsdruck herantasten kann, wird so über das Bremssystem selbst sichergestellt, dass das Bremsen stets möglichst optimal ausgerichtet auf den Ein- und Austrittszeitpunkt des ABS, also der Anti-Blockier-Einrichtung 11, erfolgt. Er muss also die eigentliche Regelaufgabe, den Bremsdruck knapp unter den Blockierdruck zu senken, nicht mehr selbsttätig über das Bremspedal 8 vornehmen, vielmehr erfolgt dies über den entsprechenden Regelmodus der Anti-Blockier-Einrichtung 11 auf Basis der entsprechend gegebenen Sensorinformationen über die Sensoren 13. Der Fahrer selbst muss in diesem spezifischen Fahrmodus lediglich bremsen und im Falle einer Radblockierung lediglich kurz das Bremspedal lösen, woraufhin der automatische Regeleingriff erfolgt. Auf diese Weise kann das Bremssystem durch diese qualitativ verbesserte, weil optimal auf den tatsächlichen Ein- und Austrittszeitpunkt der ABS-Regelung abgestellt, für mehr Sicherheit sowohl hinsichtlich der Längs- als auch der Querführung sorgen, wie auch höhere Kurvengeschwindigkeiten und kürzere Bremswege und somit insgesamt schnellere Rundenzeiten im Falle einer Rennstreckennutzung möglich sind.
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Sobald das Bremspedal 8 wieder gedrückt wird, erfolgt ein erneutes Bremsen. Wird daraufhin wieder eine Blockade erfasst, setzt der Regelalgorithmus erneut ein, wenn das Bremspedal wieder minimal entlastet wird.
