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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.
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Aus der
DE 10 2017 207 182 A1 ist bereits ein Hauptbremszylinder mit einem mittels eines Bremspedals betätigbaren Pedalkolben bekannt, dessen Vorderstirnfläche eine Hauptzylinderkammer in dem Hauptbremszylinder begrenzt. Darüber hinaus umfasst der Hauptbremszylinder einen zum Pedalkolben koaxial angeordneten Simulatorkolben, dessen vordere Stirnfläche ebenfalls die Hauptzylinderkammer begrenzt und in der Bremslage, in der der Hauptbremszylinder eingesetzt ist, einen Simulatorbremsmodus vorsieht, bei dem Radbremsen bei einer Bremsbetätigung vom Hauptbremszylinder hydraulisch getrennt und mit einer vom Druck im Hauptbremszylinder gesteuerten Fremddruckquelle verbunden sind. Hierdurch wird in diesem Modus ein Abfließen von Druckmittel aus den Hauptbremszylindern beider Bremskreise unterbunden. Ein gesamtes, vom Pedalkolben verdrängtes Druckmittelvolumen wird in eine Verschiebung des Simulatorkolbens umgesetzt. Ein Pedalhub ist in diesem Simulatorbremsmodus dadurch begrenzt, dass entweder eine Scheibenfeder auf Anschlag bleibt oder der Pedalkolben auf dem Simulatorkolben aufsetzt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben des Bremssystems zu schaffen, bei welchem in einem Fehlerzustand eine Gefahr eines Verziehens eines das Bremssystem aufweisenden Kraftfahrzeugs besonders gering gehalten werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen sowie in der folgenden Beschreibung angegeben.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs mit einem mit einer Bremsflüssigkeit befüllten Hauptzylinder. Dieser Hauptzylinder ist von einem Schwimmkolben in eine Primärkammer und eine Sekundärkammer unterteilt. Bei dem Verfahren ist es vorgesehen, dass das Bremssystem in einem Normalbetrieb und in einem Fehlerbetrieb betreibbar ist. In dem Normalbetrieb wird eine Stellung einer von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigbaren Pedaleinrichtung ermittelt und in Abhängigkeit von der ermittelten Stellung werden jeweilige Bremsen des Bremssystems mittels eines Druckstellers mit einem Bremsdruck beaufschlagt. Mittels des Druckstellers kann der Bremsdruck über in dem Drucksteller gespeicherte Bremsflüssigkeit an den Bremsen eingestellt werden. Hierbei wird mittels der Pedaleinrichtung ein Rekuperationsvolumen an Bremsflüssigkeit in der Primärkammer verdrängt. Hierdurch kann vermieden werden, dass in dem Normalbetrieb Bremsflüssigkeit aus dem Hauptzylinder zu den Bremsen geführt wird. Stattdessen wird der Druck an den Bremsen mittels des Druckstellers eingestellt, wobei das von der Pedaleinrichtung verdrängte Rekuperationsvolumen fluidisch getrennt von den Bremsen zwischengespeichert wird. In dem Fehlerbetrieb ist es vorgesehen, dass die Bremsen nur mittels der Pedaleinrichtung in der Primärkammer und der Sekundärkammer verdrängter Bremsflüssigkeit mit dem Bremsdruck beaufschlagt werden. Das bedeutet, dass in dem Fehlerbetrieb die Kammern des Hauptzylinders fluidisch mit den Bremsen verbunden sind. In dem Fehlerbetrieb ist somit der Drucksteller fluidisch von den Bremsen getrennt. In dem Fehlerbetrieb ist somit mittels der Pedaleinrichtung der an den Bremsen über die Bremsflüssigkeit angelegte Bremsdruck direkt einstellbar. Der Fehlerbetrieb ermöglicht somit, dass beispielsweise bei einem Ausfall des Druckstellers die Bremsen über die Pedaleinrichtung mittels der Bremsflüssigkeit aus den Kammern betätigbar sind.
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Um ein Verziehen des das Bremssystem aufweisenden Kraftfahrzeugs im Fehlerfall zu vermeiden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Rekuperationsvolumen aus der Primärkammer heraus in einen Simulator verdrängt wird, welcher als Zwischenspeicher für das Rekuperationsvolumen dient, und somit das Rekuperationsvolumen bei Betätigen der Pedaleinrichtung aus der Primärkammer herausströmt. Des Weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein für den Fehlerbetrieb vorgesehenes erstes Bremsflüssigkeitsvolumen (Primärvolumen) für die Primärkammer und ein für den Fehlerbetrieb vorgesehenes zweites Bremsflüssigkeitsvolumen (Sekundärvolumen) für die Sekundärkammer vorgegeben wird und zum Einstellen eines Ausgangszustands des Hauptzylinders die Primärkammer mit dem ersten Bremsflüssigkeitsvolumen und einem vorgegebenen Anteil eines maximalen Rekuperationsvolumens befüllt wird und die Sekundärkammer mit dem zweiten Bremsflüssigkeitsvolumen befüllt wird. Hierdurch wird ermöglicht, dass bei Verdrängung des vorgegebenen Anteils des maximalen Rekuperationsvolumens aus der Primärkammer heraus in der Primärkammer lediglich das erste Bremsflüssigkeitsvolumen vorhanden ist. Das erste Bremsflüssigkeitsvolumen und das zweite Bremsflüssigkeitsvolumen sind derart aufeinander sowie auf jeweilige Bremsleitungen abgestimmt, dass bei dem Betätigen der Pedaleinrichtung nach dem Ausströmen des vorgegebenen Anteils an dem maximalen Rekuperationsvolumen aus der Primärkammer mittels des ersten Bremsflüssigkeitsvolumen sowie dem in der Sekundärkammer vorhandenen zweiten Bremsflüssigkeitsvolumen die Bremsen des Kraftfahrzeugs gleichmäßig und insbesondere mit einem gleichen Bremsdruck beaufschlagt werden, sodass ein Verziehen des Kraftfahrzeugs beim Abbremsen des Kraftfahrzeugs zumindest im Wesentlichen unterbleibt. Hierbei ist vorgesehen, dass der vorgegebene Anteil des maximalen Rekuperationsvolumens an Bremsflüssigkeit im Fehlerbetrieb unter Umgehung der Bremsleitungen aus dem Hauptzylinder verdrängt wird. Das erste Bremsflüssigkeitsvolumen und das zweite Bremsflüssigkeitsvolumen werden somit derart gewählt, dass bei dem Drücken auf die Pedaleinrichtung mittels der nach dem Verschieben des vorgegebenen Anteils des maximalen Rekuperationsvolumens in den Simulator übrig bleibenden Bremsflüssigkeit in dem Hauptzylinder eine gleichmäßige Druckbeaufschlagung der Bremsen des Kraftfahrzeugs ermöglicht wird, insbesondere bei einem Aufbringen eines maximalen Drucks auf die jeweiligen Bremsen. Das erste Bremsflüssigkeitsvolumen und das zweite Bremsflüssigkeitsvolumen sind über den Schwimmkolben hinsichtlich des Drucks miteinander gekoppelt. Insbesondere werden das erste Bremsflüssigkeitsvolumen und das zweite Bremsflüssigkeitsvolumen derart gewählt, dass ein maximaler Druck an den jeweiligen Bremsen des Kraftfahrzeugs zumindest im Wesentlichen gleichzeitig erreicht wird bei Betätigen der Pedaleinrichtung. Der vorgegebene Anteil des maximalen Rekuperationsvolumens entspricht einer Menge an Rekuperationsvolumen, welche durchschnittlich in den Simulator verdrängt ist bei einem Auftreten eines Fehlers des Druckstellers und/oder des Simulator. Das bedeutet, dass ermittelt wird, welcher Anteil des maximalen Rekuperationsvolumens bei einem jeweiligen Auftreten eines Fehlers des Druckstellers und/oder des Simulator bereits aus der Primärkammer verdrängt worden ist. Dieser vorgegebene Anteil des Rekuperationsvolumens wird zusätzlich zu dem ersten Bremsflüssigkeitsvolumen zum Einstellen der Ausgangslage des Hauptzylinders in die Primärkammer eingefüllt. Das erste Bremsflüssigkeitsvolumen und das zweite Bremsflüssigkeitsvolumen werden derart gewählt, dass beim Verdrängen des Anteils des Rekuperationsvolumens aus dem Hauptzylinder heraus bei einer weiteren Betätigung der Pedaleinrichtung die Bremsen des Kraftfahrzeugs gleichmäßig, das bedeutet zumindest im Wesentlichen mit einem gleichen Druck, beaufschlagt werden und insbesondere ein maximaler Druck an den Bremsen zumindest im Wesentlichen gleichzeitig eingestellt wird. Hierdurch kann bei einem Großteil von auftretenden Fehlerzuständen des Druckstellers und/oder des Simulator ein Verziehen des Kraftfahrzeugs während eines Bremsvorgangs unterbunden werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Ansicht eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs mit einem Hauptzylinder, welcher mit einer Bremsflüssigkeit gefüllt ist, sowie mit einer Pedaleinrichtung, mittels welcher ein Bremsflüssigkeitsvolumen in dem Hauptzylinder verdrängbar ist und mit einem Drucksteller, mittels welchem in Abhängigkeit von dem in den Hauptzylinder verdrängten Volumen an Bremsflüssigkeit jeweilige Bremsen des Bremssystems mit einem Bremsdruck beaufschlagbar sind, wobei der Drucksteller über einen X-Kreis mit den Bremsen des Kraftfahrzeugs verbunden ist; und
- 2 eine schematische Ansicht eines Bremssystems für das Kraftfahrzeug, mit dem Hauptzylinder, der Pedaleinrichtung sowie mit dem Drucksteller, wobei der Drucksteller über einen Schwarz-Weiß-Kreis mit den Bremsen des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
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Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In den 1 und 2 sind jeweilige schematische Bremssysteme 10 eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Das Bremssystem 10 ist in einem Normalbetrieb und in einem Fehlerbetrieb als Betriebsarten betreibbar. Mittels des jeweiligen Bremssystems 10 ist das Kraftfahrzeug verzögerbar, um das Kraftfahrzeug abzubremsen. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich insbesondere um einen Kraftwagen, insbesondere um einen Personenkraftwagen.
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Das Bremssystem 10 umfasst eine Pedaleinrichtung 12, welche von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigbar ist. Die Pedaleinrichtung 12 umfasst wiederum ein Pedal 14, welches über einen Primärkolben 16 mit einem Hauptzylinder 18 des Bremssystems 10 kraftübertragend verbunden ist. Bei einer Betätigung des Pedals 14 ist über den Primärkolben 16 eine Bremsflüssigkeit in dem Hauptzylinder 18 verdrängbar. In Abhängigkeit von der verdrängten Bremsflüssigkeit im Hauptzylinder 18 sind jeweilige Bremsen 20 des Bremssystems 10 mit einem Bremsdruck beaufschlagbar. Mittels der jeweiligen Bremsen 20 des Bremssystems 10 sind jeweilige Räder 22 des Kraftfahrzeugs abbremsbar. Über die Pedaleinrichtung 12 ist somit durch Verdrängen von Bremsflüssigkeit in dem Hauptzylinder 18 einstellbar, mit welchem Druck die Bremsen 20 beaufschlagt werden, um die jeweilige zugeordneten Räder 22 des Kraftfahrzeugs abzubremsen. Um die Bremsen 20 mit dem Bremsdruck beaufschlagen zu können, sind mehrere Bremsleitungen 24 vorgesehen, über welche Bremsflüssigkeit den Bremsen 20 zum Einstellen des Bremsdrucks zuführbar ist. Über jeweilige elektronisch schaltbare Ventile 26 sind die Bremsleitungen 24 unterschiedlich miteinander verschaltbar.
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Das Bremssystem 10 umfasst den Hauptzylinder 18, welcher von einem Schwimmkolben 28 in eine Primärkammer 30 und eine Sekundärkammer 32 unterteilt ist. Die Primärkammer 30 ist mit anderen Bremsen 20 verbindbar als die Sekundärkammer 32. Das Bremssystem 10 umfasst des Weiteren einen Simulator 34 sowie einen Drucksteller 36. Der Drucksteller 36 kann auch als Plunger bezeichnet werden.
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In einem Normalbetrieb des Bremssystems 10 ist mittels des Primärkolbens 16 der Pedaleinrichtung 12 ein Rekuperationsvolumen 38 an Bremsflüssigkeit aus dem Hauptzylinder 18 heraus in den Simulator 34 verdrängbar. In Abhängigkeit von einer Menge an in den Simulator 34 verdrängtem Rekuperationsvolumen 38 wird ein über eine Stellung des Pedals 14 vorgegebener, an den Bremsen 20 anzulegender Bremsdruck ermittelt. Dieser ermittelte Bremsdruck wird mittels des Druckstellers 36 an den Bremsen 20 eingestellt. Hierfür kann mittels des Druckstellers 36 Bremsflüssigkeit über die Bremsleitungen 24 zu den Bremsen 20 gefördert werden. Der Drucksteller 36 kann einen Motor umfassen, mittels welchem die Bremsflüssigkeit in die Bremsleitungen 24 pumpbar ist. In dem Normalbetrieb sind die Primärkammer 30 und die Sekundärkammer 32 fluidisch von den Bremsen 20 getrennt und die Bremsen 20 werden mittels des Druckstellers 36 mit dem Bremsdruck beaufschlagt.
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In 1 sind die Bremsen 20 über einen mittels der Bremsleitungen 24 geschalteten X-Kreis mit dem Drucksteller 36 sowie mit dem Hauptzylinder 18 verbunden, wobei die Bremsen 20 je nach der jeweiligen Betriebsart jeweils entweder vom Hauptzylinder 18 oder vom Drucksteller 36 fluidisch getrennt sind. Bei einer Verschaltung der Bremsleitungen 24 als X-Kreis sind die Bremsen 20 einer rechten Vorderachse (VA R) und die Bremse 20 der linken Hinterachse (HA L) fluidisch miteinander verbunden und die Bremse 20 der linken Vorderachse (VA L) und die Bremse 20 der rechten Hinterachse (HA R) sind fluidisch miteinander verbunden. Die jeweiligen Räder 22 sind somit über Kreuz hinsichtlich ihrer Bremsen 20 miteinander verbunden. Folglich werden bei der X-Kreisschaltung die Bremse 20 der linken Hinterachse (HA L) und die Bremse 20 der rechten Vorderachse (VA R) gemeinsam betätigt und die Bremse 20 der rechten Hinterachse (HA R) und die Bremse 20 der linken Vorderachse (VA L) gemeinsam betätigt.
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Bei der in 2 gezeigten Darstellung sind die Bremsen 20 über die Bremsleitungen 24 über einen Schwarz-Weiß-Kreis verschaltet. Dies bedeutet, dass die Bremsen 20 der Hinterachse (HA L, HA R) miteinander verbunden und somit gemeinsam betätigbar sind und die Bremsen 20 der Vorderachse (VA L, VA R) miteinander fluidisch verbunden und somit gemeinsam betätigbar sind.
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Um ein Betätigen der Bremsen 20 bei einem Ausfall des Druckstellers 36 oder des Simulators 34 gewährleisten zu können, ist es vorgesehen, dass in einem Fehlerbetrieb die Bremsen 20 über mittels der Pedaleinrichtung 12 in der Primärkammer 30 und in der zweiten Sekundärkammer 32 verdrängte Bremsflüssigkeit mit dem Bremsdruck beaufschlagt werden. Das bedeutet, dass in dem Fehlerbetrieb die Bremsen 20 fluidisch mit der Primärkammer 30 und der zweiten Sekundärkammer 32 verbunden sind und fluidisch von dem Drucksteller 36 sowie dem Simulator 34 getrennt sind. Ein Umschalten zwischen dem Normalbetrieb und dem Fehlerbetrieb kann über elektronisch schaltbare Ventile 26 erfolgen. Bei einem Ausfall des Druckstellers 36 schalten die Ventile 26 automatisch, sodass der Drucksteller 36 von den Bremsen 20 fluidisch getrennt wird und die Primärkammer 30 und die Sekundärkammer 32 mit den Bremsen 20 fluidisch verbunden werden. Darüber hinaus kann bei dem Ausfall der Simulator 34 mittels eines dem Simulator 34 zugeordneten Ventils 26 automatisch von den Bremsen 20 abgetrennt werden.
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Ein Ausfall-Szenario, welches ein Betreiben des Bremssystems 10 in dem Fehlerbetrieb auslöst, kann darin bestehen, dass das integrierte Bremssystem 10 einen Fehler aufweist, der den Drucksteller 36 zum Ausfall bringt. Dieser Fehler kann in einer Software zum Steuern des Bremssystems 10 oder durch Sensoren des Bremssystems 10 oder durch den Drucksteller 36 selbst begründet sein. Es kann bei einem Defekt ein Wechseln in den Fehlerbetrieb und damit ein Wechseln auf eine mechanische Rückfallebene ausgelöst werden.
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Um im Fehlerbetrieb bei einem Bremsen des Kraftfahrzeugs ein Verziehen des Kraftfahrzeugs und infolgedessen eine Unfallgefahr besonders gering halten zu können, wird in den Hauptzylinder 18 eingefüllte Bremsflüssigkeit für ein Einstellen eines Ausgangszustands in ihrer Aufteilung auf die Primärkammer 30 und die Sekundärkammer 32 eingestellt. Hierfür wird in die Primärkammer 30 ein erstes Bremsflüssigkeitsvolumen 40 eingefüllt und in die Sekundärkammer 32 wird ein zweites Bremsflüssigkeitsvolumen 42 eingefüllt. Ist in der Primärkammer 30 lediglich das erste Bremsflüssigkeitsvolumen 40 angeordnet und in der Sekundärkammer 32 das zweite Bremsflüssigkeitsvolumen 42 angeordnet und die Pedaleinrichtung 12 wird betätigt, dann werden die Bremsen 20 gleichmäßig mit dem jeweiligen zugeordneten Bremsdruck beaufschlagt, wobei ein jeweiliger maximaler Bremsdruck in den Bremsen 20 zumindest im Wesentlichen zeitgleich erreicht wird. Der vorgegebene einzustellende Bremsdruck kann für sämtliche Bremsen 20 gleich gewählt werden. Alternativ können insbesondere bei der Schwarz-Weiß-Kreisverschaltung der Bremsen 20 die Bremsen 20 der Hinterachse (HA) mit einem anderen Bremsdruck beaufschlagt werden als die Bremsen 20 der Vorderachse (VA), um vorgegebene Bremseigenschaften des Kraftfahrzeugs zu erreichen. Insbesondere kann ein jeweiliges Verhältnis von Bremsdrücken in den Bremsen 20 relativ zueinander vorgegeben werden und in Abhängigkeit von dem vorgegebenen Verhältnis der Bremsdrücke ein Verhältnis zwischen dem ersten Bremsflüssigkeitsvolumen 40 und dem zweiten Bremsflüssigkeitsvolumen 42 eingestellt werden.
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Um insbesondere bei einem auftretenden Fehlerzustand, in welchem bereits ein Anteil eines maximalen Rekuperationsvolumens 38 in den Simulator 34 verdrängt worden ist, ein Verziehen des Kraftfahrzeugs während des Bremsens zumindest im Wesentlichen zu vermeiden, ist es vorgesehen, dass für das Einstellen des Ausgangszustands des Hauptzylinders 18 zusätzlich zu dem vorgegebenen ersten Bremsflüssigkeitsvolumen 40 der vorgegebene Anteil 44 eines maximalen Rekuperationsvolumens in die Primärkammer 30 eingefüllt wird. Somit ist in einem Ausgangszustand des Hauptzylinders 18 vor Betätigen der Pedaleinrichtung 12 in der Primärkammer 30 sowohl das erste Bremsflüssigkeitsvolumen 40 als auch der vorgegebene Anteil 44 des maximalen Rekuperationsvolumens aufgenommen und in der Sekundärkammer 32 ist das zweite Bremsflüssigkeitsvolumen 42 aufgenommen.
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Ein Hub im Hauptzylinder 18 ist für die Primärkammer 30 länger als für die Sekundärkammer 32. Hierbei ist der jeweilige Durchmesser der Primärkammer 30 und der Sekundärkammer 32 insbesondere identisch. Eine Asymmetrie von Volumina der Primärkammer 30 und der Sekundärkammer 32 wird entweder über einen unterschiedlichen Hub oder über einen unterschiedlichen Durchmesser der Primärkammer 30 und der Sekundärkammer 32 erreicht. Für das Bereitstellen des asymmetrischen Hubs ist es vorgesehen, dass das am häufigsten bei Auftreten eines Fehlers bereits aus dem Hauptzylinder 18 verdrängte Rekuperationsvolumen 38 einem der Primärkammer 30 zugeordneten Primärkreis gegenüber einem der Sekundärkammer 32 zugeordneten Sekundärkreis hinzugegeben wird um den Ausgangszustand des Hauptzylinders 18 einzustellen.
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Das maximale Rekuperationsvolumen beschreibt eine Menge an Rekuperationsvolumen 38, welche bei einem vollständigen Druckdrücken des Pedals 14 und somit bei einer hundertprozentigen Betätigung der Pedaleinrichtung 12 aus dem Hauptzylinder 18 in den Simulator 34 verdrängt wird. Um den Anteil 44 vorzugeben, wird ermittelt, wie viel von dem Rekuperationsvolumen 38 durchschnittlich bei Auftreten eines Fehlers des Druckstellers 36 beziehungsweise des Simulator 34 bereits aus der Primärkammer 30 in den Simulator 34 verdrängt worden ist. Dieses durchschnittlich verdrängte Rekuperationsvolumen 38 bestimmt den Anteil 44 an dem maximalen Rekuperationsvolumen, welcher zum Einstellen des Ausgangszustands in die Primärkammer 30 einzufüllen ist. Insbesondere bei einer Normalverteilung des durchschnittlich beim Auftreten eines Fehlers des Druckstellers 36 bzw. des integrierten Bremssystems und/oder des Simulators 34 auftretenden verdrängten Rekuperationsvolumens 38 kann in besonders vielen Fällen bei dem Fehlerbetrieb ein Verziehen des Kraftfahrzeugs während eines Bremsvorgangs besonders gering gehalten werden. Vorliegend beträgt der vorgegebene Anteil 44 12,5 Prozent des maximalen Rekuperationsvolumens. Dies entspricht einem Rekuperationsanteil von 0,3 g bei einem Verzögerungsmaximum von 1,2 g bei einer X-Kreisverschaltung der Bremsen 20 und einem Verhältnis des ersten Bremsflüssigkeitsvolumens 40 zu dem zweiten Bremsflüssigkeitsvolumen 42 von eins zu eins.
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Insbesondere bei einem Schwarz-Weiß-Kreis kann es vorgesehen sein, dass jeweilige der Vorderachse zugeordnete Bremsen 20 mit einem größeren Volumen an Bremsflüssigkeit zu beaufschlagen sind als die Bremsen 20 der Hinterachse, um einen gleichen Druck in sämtlichen Bremsen 20 einzustellen. Dieses benötigte unterschiedliche Volumen an Bremsflüssigkeit in den jeweiligen Bremsen 20 der Vorderachse und der Hinterachse kann durch ein jeweiliges Verhältnis des ersten Bremsflüssigkeitsvolumens 40 zu dem zweiten Bremsflüssigkeitsvolumen 42 in dem Hauptzylinder 18 ausgeglichen werden, um sicherzustellen, dass alle Bremsen 20 mit dem gleichen Bremsdruck beaufschlagt werden. Alternativ kann über das Auswählen eines Verhältnisses zwischen dem ersten Bremsflüssigkeitsvolumen 40 und dem zweiten Bremsflüssigkeitsvolumen 42 gezielt in den Bremsen 20 ein unterschiedlicher Bremsdruck eingestellt werden, um gezielt mit den Bremsen 20 an der Vorderachse oder an der Hinterachse stärker zu bremsen als mit den jeweiligen Bremsen 20 der anderen Achse. Um bei 100 bar Bremsdruck einen Rekuperationsanteil von 0,3 g bei einem Maximum von 1,2 g zu erreichen, wobei ein Verhältnis des ersten Bremsflüssigkeitsvolumens 40 zu dem zweiten Bremsflüssigkeitsvolumen 42 im Ausgangszustand sechs zu vier beträgt, wird als Anteil 44 vorliegend 15 Prozent für die Schwarz-Weiß-Kreis-Verschaltung gewählt.
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Der jeweilige Anteil 44 sowie das jeweilige Verhältnis des ersten Bremsflüssigkeitsvolumens 40 zu dem zweiten Bremsflüssigkeitsvolumen 42 kann in Abhängigkeit von jeweiligen Ausgestaltungen der Bremsen 20, beispielsweise als Faustsattel oder als Festsattel sowie in Abhängigkeit von jeweiligen Luftspielen beziehungsweise Volumenaufnahmen der Bremsen 20, die mittels Bremsbelägen an die Räder 22 angelegt sind, und/oder in Abhängigkeit von einer jeweiligen Steifigkeit von Bremssätteln der Bremsen 20 gewählt werden.
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Dem beschriebenen Verfahren zum Betreiben des Bremssystems 10 liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein integriertes Bremssystem 10 entweder mit einer X-Kreisaufteilung oder mit einer Schwarz-Weiß-Kreisaufteilung umgesetzt werden kann. Ein integriertes Bremssystem 10 ist so aufgebaut, dass der Simulator 34 mit Bremsflüssigkeit, nämlich dem Rekuperationsvolumen, befüllt wird und über den Drucksteller 36 durch Druckaufbau in den Bremsen 20 entkoppelt von dem Hauptzylinder 18 eine Bremskraft eingestellt wird. Bremst das das Bremssystem 10 aufweisende Kraftfahrzeug elektrisch, was auch als Rekuperation bezeichnet wird, dann wird das Rekuperationsvolumen 38 in den Simulator, vorliegend den Simulator 34, verschoben. In einem elektrischen Rekuperationsmodus kann mittels des Druckstellers 36 ein Fördern von Bremsflüssigkeit in die Bremsen 20 vermieden werden, um CO2-Vorteile zu erzielen. Bei einer X-Kreisaufteilung sind jeweils eine linke Vorderradbremse mit einer rechten Hinterradbremse sowie eine rechte Vorderradbremse mit einer linken Hinterradbremse verbunden. Bei Systemausfall des integrierten Bremssystems 10 ist der Bremsdruck in einem Kreis für beide verbundenen Bremsen 20 identisch. Ein höheres Bremsmoment pro Druck, was auch als Bremsenkennwert cP bezeichnet wird, an der Vorderachse VA gegenüber der Hinterachse HA sowie ein unterschiedlicher erreichbarer Maximaldruck aufgrund eines noch verfügbaren Bremsflüssigkeitsvolumens, welches vom Hauptzylinder 18 über die Bremsleitungen 24 zu den Bremsen 20 verschoben wird, kann zu unterschiedlichen Bremskräften zwischen linken Bremsen 20 und rechten Bremsen 20 bei der X-Kreisaufteilung führen.
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Im Fehlerfall des integrierten Bremssystems 10 wird eine elektrische Verzögerung abgeworfen beziehungsweise auf null reduziert. Eine Auslastung eines Bussystems ist vor allem bei der elektrischen Verzögerung, welche als die Rekuperation bezeichnet wird, besonders hoch. Hierdurch kann es insbesondere während der Rekuperation zu Ausfällen des Druckstellers 36 und/oder des Simulator 34 kommen. Bei einem Ausfall des Bremssystems 10, insbesondere des Drucksteller 36, während der aktiven Rekuperation ist bei einer symmetrischen X-Kreisaufteilung eine Beherrschbarkeit des Kraftfahrzeugs ab einem bestimmten Pedalweg des Pedals 14 durch ein Schiefziehen besonders schlecht. Diesem Nachteil kann durch das gezielte Einstellen des Ausgangszustands des Hauptzylinders 18 beigekommen werden.
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Eine Aufteilung von jeweiliger Bremsflüssigkeit in der Primärkammer 30 und der Sekundärkammer 32 zum Einstellen des Ausgangszustands wird beim Stand der Technik nahezu symmetrisch und somit mit 50 Prozent und 50 Prozent gewählt. Bei der X-Kreisaufteilung in 1 wird die Hubaufteilung gezielt asymmetrisch gewählt, um im schwer zu beherrschenden Fehlerfall während aktiver Rekuperation dem Fahrer eine Erleichterung des Geradehaltens des Kraftfahrzeugs zu schaffen. Zum Einstellen der Asymmetrie wird bei der X-Kreisaufteilung vorliegend das erste Bremsflüssigkeitsvolumen, welches gleich ist mit dem zweiten Bremsflüssigkeitsvolumen, in die Primärkammer 30 eingefüllt und zusätzlich wird in die Primärkammer 30 der Anteil 44 des maximalen Rekuperationsvolumens an Bremsflüssigkeit eingefüllt. Durch die asymmetrische Wahl der Hubaufteilung zwischen der Primärkammer 30 und der Sekundärkammer 32 kann bei einem Ausfall des Druckstellers 36 und/oder des Simulator 34 ein Schiefziehen des Kraftfahrzeugs zumindest im Wesentlichen vermieden werden. Die Wahl des Anteils 44 des maximalen Rekuperationsvolumens, welcher auch als Asymmetriefaktor bezeichnet werden kann, erfolgt anhand verschiedener Betriebsmodi und Fehlerfälle, wobei eine maximale Verzögerung durch Rekuperation des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden kann, wodurch eine besonders hohe Sicherheit für alle Fahrzeugzustände in dem Fehlerbetrieb sichergestellt werden kann. Eine mögliche Hubaufteilung kann zum Beispiel bei einer maximalen fest in einem Steuergerät einprogrammierten Rekuperation von 0,3 g und einem linearen Mittelwert aller Ausfallszenarien während einem Bremsmanöver mit aktiver Rekuperation und vor einem Bremsmanöver mit bereits abgeworfener Rekuperation auf 7,5 Prozent für den Anteil 44 festgelegt werden. Hierbei können in der Primärkammer 30 57,5 Prozent des Bremsflüssigkeitsvolumens in dem Hauptzylinder 18 und in der Sekundärkammer 32 42,5 Prozent des Bremsflüssigkeitsvolumens des Hauptzylinders 18 aufgenommen sein. Diese prozentuale Hubaufteilung der Bremsflüssigkeit kann um Einflüsse von Schließwegen und Toleranzbetrachtungen der Bremsleitungen 24 und/oder der Bremsen 20 korrigiert werden.
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Bei einem gleichen ersten Bremsflüssigkeitsvolumen 40 und zweiten Bremsflüssigkeitsvolumen 42 wird die Asymmetrie zwischen der Primärkammer 30 und der Sekundärkammer 32, dadurch erreicht, dass zum ersten Bremsflüssigkeitsvolumen 40 der vorgegebene Anteil 44 des Rekuperationsvolumens addiert wird. Bei einem ersten Gesamthub des Hauptzylinders von 40 Millimetern, dann kann auf das erste Bremsflüssigkeitsvolumen 40 ein erster Teilhub von 17,5 Millimetern, auf das zweite Bremsflüssigkeitsvolumen 42 ein zweiter Teilhub von 17,5 Millimetern und auf den Anteil 44 des Rekuperationsvolumens ein dritter Teilhub von 5 Millimetern entfallen. Die Primärkammer 30 weist dann einen zweiten Gesamthub von 22,5 Millimetern und die Sekundärkammer 32 weist einen dritten Gesamthub von 17,5 Millimetern auf.
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Im eintretenden Fehlerfall während aktiver Rekuperation muss der Fahrer bei bereits verschobenem Pedal 14 zur Einstellung einer Verzögerung des Kraftfahrzeugs das Pedal 14 weiter verstellen. Dies ist für viele Fahrer ein schwer beherrschbarer Zustand. Bei dem beschriebenen Verfahren zum Betreiben des Bremssystems 10 mit X-Kreisaufteilung wird abweichend vom Stand der Technik eine asymmetrische Hubaufteilung im Hauptzylinder 18 für dessen Ausgangszustand gewählt, wodurch eine Gefahr eines Schiefziehens des Kraftfahrzeugs während des Fehlerfalls besonders gering gehalten werden kann.
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Die Kreisaufteilung mit Schwarz-Weiß-Kreis wird aus dem Stand der Technik so gewählt, dass eine Volumenaufnahme bei einem bestimmten vorgegebenen Druck, vorliegend bei 100 bar, von Bremssätteln der Bremsen 20 an der Vorderachse VA und an der Hinterachse HA anteilig berücksichtigt werden. Hierbei kann eine Aufteilung von Bremsflüssigkeit in dem Hauptzylinder 18 zum Einstellen von dessen Ausgangslage zwischen der Primärkammer 30 und der Sekundärkammer 32 60 Prozent zu 40 Prozent betragen. Das beschriebene Verfahren ermöglicht für die Schwarz-Weiß-Kreisaufteilung ein gezieltes Verschieben dieser Hubaufteilung über den Anteil 44, um für den Fehlerbetrieb eine Rückfallebene mit besonders hoher Verzögerung bereitzustellen. Die Hubaufteilung und somit die Aufteilung der Bremsflüssigkeit in dem Hauptzylinder 18 zum Einstellen des Ausgangszustands kann in Abhängigkeit von jeweiligen Luftspielen beziehungsweise Volumenaufnahmen in den Bremsen 20, bis die zugehörigen Bremsbelege an die Räder 22 angelegt sind und/oder in Abhängigkeit von jeweiligen Steifigkeiten von Bremssätteln der Bremsen 20 verschiedener Achsen, insbesondere der Bremsen 20 der Vorderachse VA relativ zu den Bremsen 20 der Hinterachse HA gezielt angepasst werden, um in dem Fehlerbetrieb und somit bei einem Fehlerfall während aktiver Rekuperation ein besonders vorteilhaftes Ansprechen der Bremsen 20 zu ermöglichen. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Verzögerung des Kraftfahrzeugs durch optimale Wahl von Bremsdrücken entsprechend jeweiliger cp-Werte und jeweiliger Volumenaufnahmen der Bremsen 20 erreicht werden. Ein höherer Druckaufbau einer der Achsen gegenüber der anderen Achse kann gezielt eingestellt werden, um eine besonders große Verzögerung des Kraftfahrzeugs zu erreichen.
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Insgesamt zeigt die Erfindung, wie eine asymmetrische Hubaufteilung für ein integriertes Bremssystem 10 mit X-Kreisaufteilung zur Vermeidung eines Schiefziehens im Fehlerfall während aktiver Rekuperation erreicht werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017207182 A1 [0002]
