DE102019217043A1 - Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs während einer autonomen Fahrt des Fahrzeugs - Google Patents

Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs während einer autonomen Fahrt des Fahrzeugs Download PDF

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Matthias Schanzenbach
Florian Haag
Samuel Bubeck
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems (104) eines Fahrzeugs (100) während einer autonomen Fahrt des Fahrzeugs (100), wobei ansprechend auf ein die autonome Fahrt anzeigendes Autonomiesignal (116) ein Bremskraftverstärker (108) des Bremssystems (104) deaktiviert wird und zumindest ein Einlassventil (204) des Bremssystems (104) unter Verwendung eines Ergebnisses eines Vergleichs zwischen einem einen Vordruck vor dem Einlassventil (204) repräsentierenden Vordruckwerts (120) und einem Sollwert (118) angesteuert wird.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs während einer autonomen beziehungsweise teilautonomen Fahrt des Fahrzeugs und ein entsprechendes Steuergerät.
  • Stand der Technik
  • Bei einem Fahrzeug sind Ventile eines Bremssystems so gestellt, dass ein an einem Bremspedal des Fahrzeugs erzeugter Vordruck als Bremsdruck an Bremsen des Fahrzeugs ankommt, wenn das Bremssystem stromlos ist. Dadurch kann ein Fahrer des Fahrzeugs jederzeit über das Bremspedal zumindest eine minimale Bremswirkung erzielen, auch wenn eine Unterstützung beispielsweise durch einen Bremskraftverstärker ausgefallen ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs während einer autonomen Fahrt des Fahrzeugs, ein entsprechendes Steuergerät, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt und ein maschinenlesbares Speichermedium gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des hier vorgestellten Ansatzes ergeben sich aus der Beschreibung und sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Vorteile der Erfindung
  • Während einer Fahrt eines autonomen beziehungsweise teilautonomen Fahrzeugs gibt es keinen Fahrer. Das Fahrzeug wird sowohl während der autonomen Fahrt, als auch während der teilautonomen Fahrt ausschließlich durch eine Steuerungselektronik des Fahrzeugs gesteuert. Alle Personen im Fahrzeug werden als passive Fahrzeuginsassen betrachtet. Eingaben der Fahrzeuginsassen sollen während der autonomen sowie der teilautonomen Fahrt ignoriert werden.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, ein Bremspedal eines Fahrzeugs von den Bremsen des Fahrzeugs zu entkoppeln, wenn das Fahrzeug autonom oder teilautonom betrieben wird. Dadurch ist es unerheblich, ob ein Fahrzeuginsasse des Fahrzeugs das Bremspedal tritt oder nicht. Der Fahrzeuginsasse kann und darf nicht in eine Fahrzeugsteuerung eingreifen, so lange das Fahrzeug autonom oder teilautonom betrieben wird. Maßgeblich sind im autonomen und teilautonomen Betrieb nur noch Steuerungsbefehle der Steuerungselektronik des Fahrzeugs.
  • Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs während einer autonomen Fahrt des Fahrzeugs vorgeschlagen, wobei ansprechend auf ein die autonome Fahrt anzeigendes Autonomiesignal ein Bremskraftverstärker des Bremssystems deaktiviert wird und zumindest ein Einlassventil des Bremssystems unter Verwendung eines Ergebnisses eines Vergleichs zwischen einem einen Vordruck vor dem Einlassventil repräsentierenden Vordruckwert und einem Sollwert angesteuert wird.
  • Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.
  • Als autonome Fahrt kann sowohl eine vollautonome als auch eine teilautonome Fahrt eines zum autonomen oder teilautonomen Fahren geeigneten Fahrzeugs bezeichnet werden. Während der autonomen Fahrt wird das Fahrzeug durch Steuerungsbefehle beziehungsweise Steuersignale einer Steuerungselektronik des Fahrzeugs beziehungsweise eines Steuergeräts des Fahrzeugs angesteuert.
  • Ein Bremssystem des Fahrzeugs kann einen Bremskraftverstärker und einen Ventilblock aufweisen. Der Bremskraftverstärker kann eine auf ein Bremspedal des Fahrzeugs einwirkende Druckkraft elektromechanisch oder pneumatisch zu einem Vordruck für den Ventilblock verstärken. Der Vordruck wird durch einen Drucksensor erfasst und in einem Vordruckwert abgebildet. Der Ventilblock kann einen Bremsdruck an Bremsen des Fahrzeugs durch ein Einlassventil und ein Auslassventil pro Bremse beeinflussen, um beispielsweise Eingaben eines Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs umzusetzen.
  • Durch das Einlassventil kann Bremsflüssigkeit von dem Bremskraftverstärker in die Bremse einströmen. Durch das Auslassventil kann Bremsflüssigkeit aus der Bremse in einen Niederdruckspeicher des Bremssystems abgelassen werden. Das Einlassventil ist stromlos offen. Das Auslassventil ist stromlos geschlossen. Wenn der Bremsdruck in der Bremse zu hoch ist, kann das Einlassventil geschlossen und/oder das Auslassventil geöffnet werden.
  • Ein Autonomiesignal kann bereitgestellt werden, wenn das Fahrzeug autonom oder teilautonom betrieben wird. Wenn das Autonomiesignal bereitgestellt wird, wird auch ein Sollwert für den Bremsdruck bereitgestellt. Der Vordruckwert und der Sollwert werden miteinander verglichen.
  • Das Einlassventil kann zumindest zeitweise geschlossen werden, wenn der Vordruckwert größer als der Sollwert ist. Das Einlassventil kann pulsierend betrieben werden, um einen Bremsdruck an der Bremse auf den Sollwert einzustellen, insbesondere zu erhöhen.. Bei einem pulsierenden Betrieb wird das Einlassventil in schneller Folge geöffnet und geschlossen. Das Einlassventil kann in einer Art Pulsweitenmodulation betrieben werden. Durch ein Tastverhältnis zwischen geöffnetem Zustand und geschlossenem Zustand kann der Bremsdruck als prozentualer Wert des Vordrucks eingestellt werden. Je länger das Einlassventil pro Zeiteinheit geöffnet ist, umso höher wird der Bremsdruck. Das Auslassventil kann geöffnet werden, wenn der Vordruckwert größer als der Sollwert ist. Das Auslassventil wird für eine vom Druckunterschied abhängigen Zeit geöffnet, um den Bremsdruck an der Bremse auf den Solldruck zu reduzieren. Je länger das Auslassventil geöffnet ist, umso niedriger wird der Bremsdruck.
  • Der Bremskraftverstärker kann aktiviert werden, um den Vordruck zu erhöhen, wenn der Vordruckwert kleiner als der Sollwert ist. Der Bremskraftverstärker kann unabhängig von einer Pedalbetätigung des Bremspedals aktiviert werden. Der Bremskraftverstärker kann auch aktiviert werden, wenn das Bremspedal gedrückt wird. Dann kann der Bremskraftverstärker in seiner normalen Betriebsweise betrieben werden. Der Bremskraftverstärker kann eine Differenz zwischen dem Sollwert und dem Vordruckwert ergänzen.
  • Eine Rückförderhydraulik des Bremssystems kann aktiviert werden, wenn der Vordruckwert kleiner als der Sollwert ist. Eine Rückförderhydraulik kann Teil des Ventilblocks sein. Die Rückförderhydraulik kann eine Hydraulikpumpe aufweisen, die durch einen Elektromotor angetrieben wird. Der Ventilblock kann dann als ESP-Block bezeichnet werden. Die Rückförderhydraulik kann Bremsflüssigkeit mit hohem Druck aus dem Niederdruckspeicher vor das Einlassventil fördern. Wenn der Niederdruckspeicher leer ist, kann die Rückförderhydraulik Bremsflüssigkeit aus einem Reservoir des Bremskraftverstärkers mit hohem Druck vor das Einlassventil fördern.
  • Der Sollwert kann unter Verwendung einer Anforderung von einem die autonome Fahrt ansteuernden Steuergerät des Fahrzeugs ermittelt werden. Der Sollwert kann unter Verwendung einer Anforderung von einem einen Stabilisierungseingriff in eine Längsstabilisierung des Fahrzeugs ansteuernden Steuergerät ermittelt werden. Die Längsstabilisierung kann als Anti-Blockier-Funktion bezeichnet werden. Ebenso kann die Längsstabilisierung als Anti-Schlupf-Regelung bezeichnet werden. Der Sollwert kann unter Verwendung einer Anforderung von einem einen Stabilisierungseingriff in eine Querstabilisierung des Fahrzeugs ansteuernden Steuergerät ermittelt werden. Die Querstabilisierung kann als Fahrdynamikregelung beziehungsweise elektronisches Stabilitätsprogramm bezeichnet werden. Der Sollwert kann unter Berücksichtigung mehrerer Anforderungen ermittelt werden. Anforderungen für Stabilisierungseingriffe werden dabei mit einer höheren Priorität berücksichtigt, als Anforderungen für die normale autonome beziehungsweise teilautonome Fahrt. Durch die höhere Priorisierung der stabilisierenden Eingriffe können Fahrdynamikeingriffe, wie beispielsweise ABS, ESP und ASR auch bei der autonomen Fahrt bereitgestellt werden.
  • Zum Deaktivieren des Bremskraftverstärkers kann eine Verstärkungsfunktion zum Verstärken einer Pedalkraft deaktiviert werden. Eine Verstärkungsfunktion kann elektronisch angesteuert werden. Zum Deaktivieren kann ein Parameter der Verstärkungsfunktion auf null gesetzt werden. Dadurch kann der Bremskraftverstärker jederzeit durch eine elektronische Anforderung aktiviert werden. Der Bremskraftverstärker kann also auch ohne Pedalkraft den Vordruck bereitstellen.
  • Das Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
  • Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das dazu ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante des hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen.
  • Das Steuergerät kann ein elektrisches Gerät mit zumindest einer Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest einer Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, und zumindest einer Schnittstelle und/oder einer Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind, sein. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein sogenannter System-ASIC oder ein Mikrocontroller zum Verarbeiten von Sensorsignalen und Ausgeben von Datensignalen in Abhängigkeit von den Sensorsignalen sein. Die Speichereinheit kann beispielsweise ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein. Die Schnittstelle kann als Sensorschnittstelle zum Einlesen der Sensorsignale von einem Sensor und/oder als Aktorschnittstelle zum Ausgeben der Datensignale und/oder Steuersignale an einen Aktor ausgebildet sein. Die Kommunikationsschnittstelle kann dazu ausgebildet sein, die Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben. Die Schnittstellen können auch Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
  • Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale des Steuergeräts und des Verfahrens in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.
  • Figurenliste
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
    • 1 zeigt eine Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
    • 2 zeigt eine Darstellung eines Bremssystems mit einem Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt eine Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einem Steuergerät 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Steuergerät 102 ist mit einem Bremssystem 104 des Fahrzeugs 100 verbunden. Das Bremssystem 104 weist einen mit einem Bremspedal 106 des Fahrzeugs 100 gekoppelten Bremskraftverstärker 108 und einen mit Bremsen 110 des Fahrzeugs 100 gekoppelten ESP-Block 112 beziehungsweise Ventilblock 112 auf.
  • Das Fahrzeug 100 weist ferner eine Fahrzeugelektronik 114 auf, die dazu ausgebildet ist, das Fahrzeug 100 autonom oder teilautonom zu steuern. Während des autonomen und teilautonomen Betriebs sollen Eingaben von Fahrzeuginsassen keinen Einfluss auf das Fahrzeug 100 haben. Daher ist das Steuergerät 102 dazu ausgebildet, das Bremspedal 106 unter Verwendung des ESP-Blocks 112 und/oder des Bremskraftverstärkers 108 von den Bremsen 110 zu entkoppeln, wenn das Fahrzeug 100 von der Fahrzeugelektronik 114 autonom oder teilautonom betrieben wird.
  • Wenn die Fahrzeugelektronik 114 das Fahrzeug 100 autonom oder teilautonom betreibt beziehungsweise ansteuert, sendet sie ein Autonomiesignal 116 und einen Sollwert 118 für einen Bremsdruck an den Bremsen 110 aus. Wenn das Steuergerät 102 das Autonomiesignal 116 und den Sollwert 118 einliest, entkoppelt das Steuergerät 102 das Bremspedal 106 von den Bremsen 110.
  • Das Steuergerät 102 liest pro Bremse 110 einen Sollwert 118 für einen Bremsdruck pro Bremse 110 ein. An einem Eingang des ESP-Blocks 112 wird unter Verwendung eines Vordrucksensors ein Vordruckwert 120 eines vom Bremskraftverstärker 108 aufgebauten Vordrucks erfasst. Der Vordruckwert 120 wird ebenfalls am Steuergerät 102 eingelesen. Im Steuergerät 102 wird der Vordruckwert 120 mit dem Sollwert 118 verglichen. Je nachdem, was der Vergleich ergibt, wird der ESP-Block 112 und/oder der Bremskraftverstärker 108 durch Steuersignale 122 des Steuergeräts 102 angesteuert.
  • Der Sollwert 118 kann von unterschiedlichen Größen beeinflusst werden. Im Normalfall wird der Sollwert 118 durch eine Anforderung 124 der Fahrzeugelektronik 114 vorgegeben. Im Fall eines Stabilisierungseingriffs in Längsrichtung und/oder Querrichtung wird der Sollwert 118 durch eine Anforderung 124 eines Fahrdynamiksteuergeräts 126 des Fahrzeugs 100 vorgegeben.
  • 2 zeigt eine Darstellung eines Bremssystems 104 mit einem Steuergerät 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Bremssystem 104 entspricht dabei im Wesentlichen dem Bremssystem in 1. Hier ist der ESP-Block 112 beziehungsweise Ventilblock 112 detailliert dargestellt.
  • Das Bremspedal 106 wirkt auf zwei Hauptbremszylinder des Bremskraftverstärkers 108. Die Hauptbremszylinder sind Geber von zwei hydraulisch voneinander unabhängigen Bremskreisen 200, 202 des Bremssystems 104. Je zwei der Bremsen 110 sind einem der Bremskreise 200, 202 zugeordnet. Der ESP-Block 112 weist pro Bremse 110 ein Einlassventil 204 und ein Auslassventil 206 auf. Über die Einlassventile 204 strömt die Bremsflüssigkeit von den Hauptbremszylindern beziehungsweise vom Bremskraftverstärker 108 zu den Bremsen 110. Die Einlassventile 204 sind im Normalbetrieb stromlos offen. Über die Auslassventile 206 kann der Druck in den Bremsen 110 durch Ablassen der Bremsflüssigkeit reduziert werden. Die Bremsflüssigkeit wird dazu in einem Niederdruckspeicher 208 pro Bremskreis 200, 202 zwischengespeichert, bis das Bremspedal 106 wieder losgelassen wird und die Bremsflüssigkeit aus den Niederdruckspeichern 208 zurück in ein Reservoir 210 des Bremskraftverstärkers 108 strömen kann.
  • Der ESP-Block 112 weist auch eine Rückförderhydraulik 212 auf. Die Rückförderhydraulik 212 weist pro Bremskreis 200, 202 eine Pumpe 214 auf. Die Pumpen 214 können Bremsflüssigkeit aus den Niederdruckspeichern 208 zurück zu den Einlassventilen 204 fördern. Falls in den Niederdruckspeichern 208 keine Bremsflüssigkeit zwischengespeichert sein sollte, können die Pumpen 214 auch Bremsflüssigkeit aus dem Reservoir 210 ansaugen. Dazu werden pro Pumpe 214 je ein Saugventil 216 geöffnet und ein Sperrventil 218 geschlossen, um einen Eingang der Pumpe 214 mit dem Reservoir 210 zu verbinden und einen Ausgang der Pumpe 214 von dem Reservoir 210 zu trennen.
  • In zumindest einem der Bremskreise 200, 202 ist an einem Eingang des ESP-Blocks 112 ein Vordrucksensor 220 angeordnet. Der Vordrucksensor 220 erfasst den Vordruck und bildet den Vordruck in dem Vordruckwert 120 ab.
  • Wie in 1 werden der Vordruckwert 120 und die Sollwerte 118 verglichen. Wenn der Vordruckwert 120 größer als der jeweilige Sollwert 118 ist, wird das jeweilige Einlassventil 204 über ein Steuersignal 122 angesteuert und geschlossen. Das Einlassventil 204 kann auch geschlossen werden, solange der Sollwert 118 null ist.
  • In einem Ausführungsbeispiel wird das Einlassventil 204 pulsierend betrieben, wenn der Sollwert 118 größer null ist, aber der Vordruckwert 120 größer als der Sollwert 118 ist. Durch den pulsierenden Betrieb stellt sich am Bremspedal 106 ein Gefühl analog zu einem Gefühl bei einem ABS Regeleingriff ein.
  • Wenn der Sollwert 118 kleiner als der Vordruckwert 120 ist, wird der Bremsdruck automatisch erhöht.
  • In einem Ausführungsbeispiel wird der Bremskraftverstärker 108 durch ein Steuersignal 122 aktiviert. Dabei wird der Vordruckwert 120 weiter erfasst und der Bremsdruck über die Einlassventile 204 entsprechend dem Sollwert 118 geregelt.
  • Wenn das Bereitstellen von Vordruck unter Verwendung des Bremskraftverstärkers 108 aus irgendwelchen Gründen unmöglich ist und/oder wenn der Bremskraftverstärker 108 nicht genug Vordruck bereitstellen kann, wird in einem Ausführungsbeispiel die Rückförderhydraulik 212 durch ein Steuersignal 122 aktiviert. Dazu wird das Sperrventil 218 geschlossen und der Bremsdruck unter Verwendung der Pumpe 214 aufgebaut. Falls der Niederdruckspeicher 208 leer ist, wird das Saugventil 216 geöffnet.
  • Mit anderen Worten wird in den 1 und 2 eine Kontrollstrategie für die Entkopplung des Bremspedals zum autonomen Fahren bei einem hydraulischen Bremssystem beschrieben.
  • Aktuelle Fahrzeugbremssysteme können neben den stabilisierenden Eigenschaften beispielsweise in der Form des klassischen ESP/ABS, zunehmend erweiterte Funktionsumfänge aufweisen. Beispielsweise können eine Unterstützung des Fahrers respektive Krafteinbringung auf das Bremspedal bei einer Bremsaktuation durch einen elektromechanischen Bremskraftverstärker eBKV oder auch assistierende oder teilassistierende Funktionen durch eine Einheit zur aktiven Modulierung des hydraulischen Bremsdrucks (z. B.: ESP, eBKV, Boost-Einheit, etc.), ohne aktive Beteiligung des Fahrers enthalten sein.
  • Fahrerassistenzsysteme finden in heutigen Kraftfahrzeugen zunehmend in unterschiedlichen Ausprägungsstufen Verbreitung. Sie greifen teilautomatisiert oder automatisiert in Antrieb, Steuerung (z.B. Lenkung) oder Signalisierungseinrichtungen des Fahrzeugs ein oder warnen durch geeignete Mensch-Maschine-Schnittstellen den Fahrer kurz vor oder während kritischen Situationen.
  • Zukünftige Bremsregelsysteme für das (hoch)automatisierte und teilautomatisierte Fahren (respektive autonomes und teilautonomes Fahren) erfordern den Vorhalt bestimmter (funktionaler) Redundanzen, sodass im Fehlerfall zumindest zeitlich beschränkt ein „fail-operational“ Bremsregelsystem gewährleistet werden kann. Bedingt aufgrund potentiell zumindest zeitweiser fehlender Überwachung der Verkehrssituation durch den Fahrer respektive temporär fehlender Verantwortungshoheit oder gänzliches Fehlen des Fahrers.
  • Hier kommt typischerweise ein Bremsregelsystem mit einer primären und sekundären Stabilisierungsaktuatorik zum Einsatz.
  • Dabei ist die primäre Aktuatorik diejenige Aktuatorik, die im fehlerfreien Zustand die (Haupt-)Stabilisierungseigenschaften beinhaltet.
  • Die sekundäre Aktuatorik ist die Aktuatorik, die im Fehlerfall gewisse Funktionen der primären Aktuatorik übernehmen kann. Dies kann sich auf für die Rückfallebene notwendigen Funktionen beschränken oder den kompletten Funktionsinhalt der primären Stabilisierungsaktuatorik beinhalten.
  • Beispielsweise kann eine Aktuatorik zur radindividuellen aktiven und passiven Druckmodulation (z.B. ESP Rückförderhydraulik) (primär) mit einer Aktuatorik mit der Möglichkeit zur einkanaligen aktiven (und passiven) Druckmodulation (z.B. Fail-Boost-Einheit, elektromechanischer Bremskraftverstärker) (sekundär) kombiniert werden. In 2 ist beispielsweise eine redundante Ausführung eines hydraulischen Bremssystems mittels ESP Rückförderhydraulik und elektromechanischem Bremskraftverstärker eBKV dargestellt.
  • Der hier vorgestellte Ansatz bezieht sich primär auf ein solches Bremssystem bestehend aus elektromechanischem Bremskraftverstärker und ESP, kann aber auch durch weiterführende Maßnahmen in einem Bremssystem mit Vakuum-Bremskraftverstärker Anwendung finden.
  • Unter Verwendung des hier vorgestellten Ansatzes kann die vollständige Übernahme der Fahrzeugsteuerung und Verantwortung vom Fahrer durch den virtuellen Fahrer (Use-Case autonomes Fahren SAE Level vier) mit bekannten Systemteilen erfolgen.
  • Bei fehlerfreiem System soll ein Fahrzeuginsasse des autonom oder teilautonom fahrenden Fahrzeugs trotz vorhandenem Bremspedal keinen Einfluss auf das Fahrzeug ausüben können. Das Bremspedal wird dazu entkoppelt. Die Steuerung von Sollverzögerungen für das autonome Fahrzeug wird dabei unabhängig von der aktiven Entkopplung eingestellt. Die Redundanzen im Bremssystem bezüglich Stabilisierung und Methodik zur Reaktion auf beliebige Fehler im Bremssystemverbund bleiben dabei erhalten.
  • Das Bremssystem mit der hier vorgestellten Kontrollstrategie kann mit gleichen Systemteilen unterschiedliche Fahrzeugbetriebsweisen (autonomes Fahren SAE Level null bis fünf) ausführen und ungewollte Pedalbetätigungen ignorieren. Der hier vorgestellte Ansatz ermöglicht den Einsatz eines eBKVs für SAE Level vier und fünf ohne Änderungen an der Hardware.
  • Bekannte Verfahren zur Wartung und Montage des Bremssystems können auch im neuen Anwendungsfall (Entkopplung) eingesetzt werden, da weiterhin ein gekoppelter Betrieb des Bremssystems möglich ist.
  • Mit dieser Kontrollstrategie ist eine komplette Übernahme der Verantwortung vom Fahrer und Annahmeverweigerung nicht valider Steuerbefehle möglich.
  • Der hier vorgestellte Ansatz kann bei einem konventionellen Bremssystem wie in 2 angewandt werden. Das Bremssystem besteht aus einem elektromechanischen Bremskraftverstärker eBKV mit einer mechanischen Verbindung zum Bremspedal zur Erzeugung von hydraulischem Druck in zwei Bremskreisen und einer Stabilisierungseinheit (ESP) mit regelbaren Ventilen.
  • In einer bestimmten Fahrsituation entkoppelt das System eine Bremspedal-Betätigung von Rad-Bremsdrücken möglichst vollständig. Weitergehend wird eine über ein Signal empfangene Bremsanforderung unabhängig vom am Bremspedal erzeugten Druck an den Rädern eingestellt. Hierfür wird auf eine neue hydraulische Ansteuerungsstrategie umgeschaltet. Die Bremskraftverstärkung im eBKV wird dabei deaktiviert, um die ungewollte Eingangskraft nicht zu verstärken. Bei einem mechanischen Bremskraftverstärker kann die Vakuumversorgung deaktiviert werden. Bei einem elektromechanischen Bremskraftverstärker wird die Unterstützung des gemessenen Fahrerbremswunschs in der Software deaktiviert.
  • Da dennoch bei ausreichend hoher Eingangskraft eine starke Bremswirkung erzielt werden kann, wird zusätzlich im ESP die hydraulische Verbindung zu den Radbremsen verhindert, da ein herkömmliches Pedalgefühl nicht erforderlich ist und somit ein steifes Pedal bzw. unsanfte Übergänge erlaubt sind. Der Solldruck in der Stabilisierungseinheit wird so verändert, dass der Vordruck mit Hilfe der gezielten Steuerung (Pulsation) der Eingangsventile nicht oder nur in der angeforderten Höhe an den Radbremsen ankommt.
  • Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird also die Bremskraftverstärkung im eBKV deaktiviert. Die Eingangsventile werden geschlossen, wenn keine Fahrzeugverzögerung gewünscht ist. Alle Eingangsventile werden durch Pulsation und alle Auslassventile werden durch berechnete Schaltzeiten angesteuert, wenn die Pedalkraft größere Fahrzeugverzögerung verursachen würde, als die gewünschte Fahrzeugverzögerung der autonomen Funktion. Der Bremsdruck wird über den eBKV oder die ESP Pumpeneinheit erhöht, wenn die gewünschte Fahrzeugverzögerung größer als entsprechende Pedalkraft ist. Eine Erhöhung des Bremsdrucks zur Querstabilisierung und Traktionskontrolle ist in jeder Situation möglich. Eine Verringerung des Bremsdrucks zur Längsstabilisierung ist ebenfalls in jeder Situation möglich.
  • Der Solldruck jedes Rades wird aus den berechneten Solldrücken der Längsstabilisierungslogik, der Querstabilisierungslogik, der Traktionskontrollenlogik und der Verzögerungsanforderung des autonomen Fahrzeugs der Fahrsituation entsprechend berechnet und über das beschriebene Verfahren eingestellt.
  • Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems (104) eines Fahrzeugs (100) während einer autonomen Fahrt des Fahrzeugs (100), wobei ansprechend auf ein die autonome Fahrt anzeigendes Autonomiesignal (116) ein Bremskraftverstärker (108) des Bremssystems (104) deaktiviert wird und zumindest ein Einlassventil (204) des Bremssystems (104) unter Verwendung eines Ergebnisses eines Vergleichs zwischen einem einen Vordruck vor dem Einlassventil (204) repräsentierenden Vordruckwert (120) und einem Sollwert (118) angesteuert wird.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das Einlassventil (204) zumindest zeitweise geschlossen wird, wenn der Vordruckwert (120) größer als der Sollwert (118) ist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem das Einlassventil (204) pulsierend betrieben wird, um einen Bremsdruck nach dem Einlassventil (204) auf den Sollwert (118) zu regeln, wenn der Vordruckwert (120) größer als der Sollwert (118) ist.
  4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Bremskraftverstärker (108) aktiviert wird, um den Vordruck zu erhöhen, wenn der Vordruckwert (120) kleiner als der Sollwert (118) ist.
  5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Rückförderhydraulik (212) des Bremssystems (104) aktiviert wird, wenn der Vordruckwert (120) kleiner als der Sollwert (118) ist.
  6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Sollwert (118) unter Verwendung einer Anforderung (124) von einer die autonome Fahrt ansteuernden Fahrzeugelektronik (114) des Fahrzeugs (100) ermittelt wird.
  7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Sollwert (118) unter Verwendung einer Anforderung (124) von einem einen Stabilisierungseingriff in eine Längsstabilisierung des Fahrzeugs (100) ansteuernden Steuergerät (126) ermittelt wird.
  8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Sollwert (118) unter Verwendung einer Anforderung (124) von einem einen Stabilisierungseingriff in eine Querstabilisierung des Fahrzeugs (100) ansteuernden Steuergerät (126) ermittelt wird.
  9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zum Deaktivieren des Bremskraftverstärkers (108) eine Verstärkungsfunktion zum Verstärken einer Pedalkraft deaktiviert wird.
  10. Steuergerät (102), das dazu ausgebildet ist, das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche in entsprechenden Einrichtungen auszuführen, umzusetzen und/oder anzusteuern.
  11. Computerprogrammprodukt, das dazu eingerichtet ist, einen Prozessor bei Ausführung des Computerprogrammprodukts dazu anzuleiten, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen, umzusetzen und/oder anzusteuern.
  12. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 11 gespeichert ist.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102021118994A1 (de) 2021-07-22 2023-01-26 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems für ein Kraftfahrzeug, entsprechendes Bremssystem sowie Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs
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DE102021127930A1 (de) 2021-10-27 2023-04-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Bremssystem eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Betätigen eines Bremssystems
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