DE102021133569A1 - Verfahren zum Betreiben eines Brake-by-wire-Bremssystems und Brake-by-wire-Bremssystem für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Brake-by-wire-Bremssystems (1) für ein Kraftfahrzeug sowie ein Brake-by-wire-Bremssystem (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei anhand eines gemessenen Motorstroms einer Druckerzeugungseinrichtung (4) verifiziert wird, ob ein Bremsmoment durch die Radbremse (3) erzeugt wird, und/oder wobei anhand des gemessenen Motorstroms ein von einem Drucksensor (7) gemessener Bremsdruck im Bremskreis (2a, 2b) plausibilisiert wird

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Brake-by-wire-Bremssystems für ein Kraftfahrzeug sowie ein Brake-by-wire-Bremssystem für ein Kraftfahrzeug.
  • Bremssysteme für Kraftfahrzeuge, die zumindest einen Bremskreis aufweisen, der als elektro-hydraulischer Bremskreis ausgebildet ist, sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Derartige Bremssysteme mit einem elektrohydraulischen Bremskreis werden auch als Brake-by-wire-Bremssysteme bezeichnet. Bei einem solchen Bremssystem ist die eigentliche Bremsauslöseeinrichtung, beispielsweise ein Bremspedal, in der Regel von dem elektro-hydraulischen Bremskreis entkoppelt, zumindest wenn das Bremssystem in einer Brake-by-wire-Betriebsart betrieben wird. In der Brake-by-wire-Betriebsart wird beispielsweise über eine Sensoranordnung die Betätigung des Bremspedals erfasst, anhand der Ausgabesignale der Sensordaten das gewünschte Bremsmoment bzw. die gewünschte Bremswirkung ermittelt und dann eine Druckversorgungseinrichtung des elektro-hydraulischen Bremskreises derart angesteuert, dass der entsprechende Bremsdruck in dem Bremskreis erzeugt wird.
  • Häufig wird im Zusammenhang mit einem Brake-by-wire-Bremssystems auch der Begriff „One-Box“ oder die Bezeichnung „One-Box“ verwendet, insbesondere wenn sich ein ESP-Hydraulikmodul und die Bremskrafterzeugung in einem Gerät befinden.
  • Aus der DE 10 2013 216 477 A1 ist ein Brake-by-wire-Bremssystem bekannt. Die DE 20 2015 008 975 U1 offenbart ebenfalls ein derartiges Bremssystem.
  • Um ein Bremssystem optimal zu betreiben, ist die Kenntnis des Totvolumens in dem Bremskreis von besonderer Wichtigkeit bzw. ist die Kenntnis darüber, wann die Radbremse tatsächlich ein Bremsmoment bewirkt, insofern beispielsweise der Bremsbelag an einer Bremsscheib oder Trommel anliegt, besonders wichtig. Bis zum Zeitpunkt der Anlage der Bremsbeläge an der Bremsscheibe wird nämlich kein Bremsmoment bzw. nur ein sehr geringes Bremsmoment von der Radbremse erzeugt. Der Abstand der Bremsbeläge von der Bremsscheibe im unbetätigten Zustand wird auch als Lüftspiel bezeichnet und resultiert daraus, dass ein Spalt zwischen dem Bremsbelag bzw. der Bremsbacke und der Bremsscheibe vorhanden ist. Eine besondere Problematik hinsichtlich des Lüftspiels resultiert daraus, dass es beim Betrieb des Fahrzeugs zu einem Scheibenkippen kommen kann, wodurch die Bremsbeläge von der Bremsscheibe weggedrückt werden. Dieses Scheibenkippen ist beim Betrieb des Fahrzeugs nicht notwendigerweise konstant und kann von der spezifischen Fahrsituation abhängen. Beispielsweise kann bei einer Kurvenfahrt ein anderes Lüftspiel vorliegen als bei einer Geradeaus-Fahrt. Dementsprechend kann das momentane Lüftspiel von der Fahrsituation abhängen. Zudem kann sich das Lüftspiel beim Betreiben des Kraftfahrzeugs auch durch andere Einflüsse ändern, beispielsweise eine Querbeschleunigung, einem Verschleiß der Bremsbeläge und/oder einem Verschleiß der Bremsscheiben. Zudem werden zur Verbrauchsreduzierung in konventionellen und elektrischen Fahrzeugen häufig Rückholfedern eingesetzt, um das Restreibmoment möglichst niedrig zu halten, da sich dies positiv auf den Verbrauch des Fahrzeugs auswirkt.
  • Eine Folge des Lüftspiels ist ein sogenanntes Totvolumen, welches zunächst in dem Bremskreis verschoben werden muss, bevor die Bremsbeläge an der Bremsscheibe anliegen und eine Bremswirkung eingeleitet wird. Das sogenannte Totvolumen kann auch noch durch weitere aus der Praxis bekannte Faktoren beeinflusst sein. Die Kenntnis des aktuell vorliegenden Totvolumens in dem Bremskreis ist jedoch entscheidend für die tatsächlich aufgebrachte Bremswirkung, da in der Regel die Ermittlung bzw. Berechnung des aufgebrachten Bremsmoments anhand einer Druck-Volumen-Kennlinie, auch als pV-Kennlinie bezeichnet, über das verschobene Volumen ermittelt wird. In der Regel wird über die pV-Kennlinie anhand des bekannten verschobenen Volumens der Bremsdruck berechnet und dieser Bremsdruck mit einem spezifischen Bremsenreibwert multipliziert, um das Bremsmoment zu berechnen. Somit erfolgt die Ermittlung des Bremsdrucks über das verschobene Volumen im Bremskreis. Problematisch dabei ist, dass sich das Totvolumen verändern kann bzw. das aktuell vorliegende Totvolumen in der Regel nicht exakt bekannt ist. In der Regel ist daher in dem Bremskreis ein Drucksensor vorgesehen, wobei dieser Drucksensor dem Messen des Bremsdrucks in dem Bremskreis dient.
  • In der Regel wird das Totvolumen bedingt durch das Lüftspiel für verschiedene Betriebsbedingungen des Bremssystems in Versuchsserien ermittelt. Diese Betriebsbedingungen umfassen beispielsweise die Betriebstemperatur und die Querbeschleunigung. Die ermittelten Tabellen, Kennlinien etc. werden in einer Steuereinrichtung des Bremssystems gespeichert. Nachteilig bei einem solchen Verfahren, das auf derartige Kennlinien bzw. Tabellen zugreift, ist, dass nicht tatsächlich ein aktuell vorliegendes Totvolumen berücksichtigt wird, wodurch die Bremswirkung nur näherungsweise der gewünschten Bremswirkung entspricht. Zwar sind, wie bereits ausgeführt, in dem Bremskreis in der Regel ein oder mehrere Drucksensoren angeordnet, um den tatsächlich vorliegenden Bremsdruck zu ermitteln, allerdings ist bei diesen Drucksensoren nachteilig, dass diese eine gewisse Trägheit aufweisen und insbesondere auch empfindlich gegen Staudrücke sind, die in dem Bremskreis beim Vorgang des Bremsens bzw. Druckaufbaus auftreten können. Dadurch wird der Messwert des Bremsdrucks verfälscht. Zudem kann es zu Fehlfunktionen oder Ungenauigkeiten in gewissen Arbeitsbereichen bei den Drucksensoren kommen, wodurch die Gefahr besteht, dass nicht die tatsächlich gewünschte Bremswirkung erzielt wird.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben eines Brake-by-wire-Bremssystems anzugeben sowie ein Brake-by-wire-Bremssystem anzugeben, das die vorgenannten Nachteile überwindet.
  • Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist, sowie ein Bremssystem, das die Merkmale des Patentanspruchs 9 aufweist, gelöst.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Brake-by-wire-Bremssystems ist vorgesehen, dass das Bremssystem zumindest einen Bremskreis aufweist, wobei der Bremskreis als elektro-hydraulischer Bremskreis ausgebildet ist. Dieser Bremskreis ist mit zumindest einer Radbremse zum Erzeugen eines Bremsmoments gekoppelt, wobei ein Bremselement der Radbremse mit dem Bremskreis hydraulisch gekoppelt ist. Der Bremskreis weist eine elektrisch angetriebene Druckversorgungseinrichtung zum Druckaufbau in dem Bremskreis auf, zwecks Betätigung der Radbremse. Bei der Radbremse kann es sich beispielsweise um eine Scheibenbremse handeln, wobei das Bremselement durch einen oder mehrere Bremsbeläge gebildet ist, die zwecks Einleiten einer Bremswirkung an eine Bremsscheibe gepresst werden. Die Druckversorgungseinrichtung weist einen elektromotorischen Antrieb auf und weist einen Stromsensor zum Messen eines durch den Antrieb fließenden Motorstroms auf.
  • Es ist vorgesehen, dass anhand des gemessenen Motorstroms verifiziert wird, ob ein Bremsmoment durch die Radbremsen erzeugt wird. Alternativ oder zusätzlich zu der Verifizierung anhand des gemessenen Motorstroms, ist vorgesehen, dass anhand des gemessenen Motorstroms ein von einem Drucksensor gemessener Bremsdruck im Bremskreis plausibilisiert wird.
  • Der Verifizierung, ob ein Bremsmoment durch die Radbremsen erzeugt wird, liegt der Grundgedanke zugrunde, dass, wenn lediglich Totvolumen in dem Bremskreis verschoben wird, somit noch kein Bremsmoment durch die Radbremse erzeugt wird, die für das Zustellen der Radbremse benötigte Kraft relativ klein ist und somit auch der von dem Antrieb aufgenommene Motorstrom relativ klein ist. Es wird davon ausgegangen, dass bei einem stabilen Bordnetz der von dem Antrieb aufgenommene Motorstrom proportional zu der von dem Antrieb aufzubringende Kraft ist. Sobald ein Bremsmoment durch die Radbremse erzeugt wird, beispielsweise wenn die Bremsbeläge an der Bremsscheibe anliegen, wird in diesem Moment der von dem Antrieb aufgenommene Motorstrom sprunghaft ansteigen. Somit kann anhand des gemessenen Motorstroms verifiziert werden, ob ein Bremsmoment durch die Radbremse erzeugt wird. Dies kann beispielsweise mit einer in einer Auswerteeinrichtung hinterlegten Software erfolgen, die die Ausgangssignale des Stromsensors auswertet. Dadurch kann über den gemessenen Motorstrom verifiziert werden, dass tatsächlich eine Bremskraft gestellt wird bzw. die Bremsbeläge an der Bremsscheibe anliegen. Sobald verifiziert ist, dass eine Bremskraft gestellt wird, kann davon ausgegangen werden, dass jede weitere Verschiebung von Volumen in dem Bremskreis zu einer Erhöhung des Drucks in dem Bremskreis führt, da ein etwaiges Totvolumen bereits verschoben wurde. Dementsprechend kann durch den aufgenommenen Motorstrom darauf geschlossen werden, ob man sich in einem linearen oder annähernd linearen Bereich der pV-Kennlinie befindet respektive das Totvolumen bereits verschoben wurde und dementsprechend die Bremskraft bzw. der Bremsdruck bei weiterer Volumenverschiebung linear oder annähernd linear mit dem zusätzlich verschobenen Volumen ansteigt.
  • Weiterhin kann anhand des gemessenen Motorstroms der von dem Drucksensor gemessene Bremsdruck plausibilisiert werden, nämlich durch das Verhalten der Stromaufnahme des Antriebs der Druckversorgungseinrichtung, da mit ansteigendem Bremsdruck auch der für die Bereitstellung des entsprechenden Bremsdrucks benötigte Strom ansteigt, da der Antrieb mit ansteigendem Bremsdruck mehr Kraft aufbringen muss. Über das Verhalten der Stromaufnahme kann daher das Signal des Drucksensors plausibilisiert werden.
  • Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Verifizierung des Erzeugens eines Bremsmoments durch die Radbremse basierend auf einer Motorstrom-Kennlinie erfolgt. Die Motorstrom-Kennlinie kann im Vorfeld durch Versuchsserien ermittelt werden und in einer Steuereinrichtung oder einer Auswerteeinrichtung bzw. einem diesen Komponenten zugeordneten Speicher gespeichert werden.
  • Es wird ferner als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Plausibilisierung des von dem Drucksensor gemessenen Bremsdrucks basierend auf einer Motorstrom-Bremsdruck-Kennlinie erfolgt. Auch eine solche Kennlinie kann im Vorfeld in Versuchsserien ermittelt werden und in einer Steuereinrichtung oder einer Auswerteeinrichtung bzw. einer zugeordneten Speichereinheit gespeichert werden. Der Vorteil bei der Verwendung von Motorstrom-Kennlinien bzw. Motorstrom-Bremsdruck-Kennlinien ist, dass diese Kennlinien unabhängig oder im Wesentlichen unabhängig von dem aktuell in dem Bremskreis vorliegenden Totvolumen und somit auch unabhängig oder im Wesentlichen unabhängig von einem aktuell vorliegenden Lüftspiel sind.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass anhand der Motorstrom-Bremsdruck-Kennlinie mittels des gemessenen Motorstroms ein Bremsdruck berechnet wird, wobei Abweichungen des vom Drucksensor gemessenen Bremsdrucks und des berechneten Bremsdrucks durch Differenzenbildung bestimmt werden und anhand der Größe der Abweichung bewertet wird, ob der gemessene Bremsdruck plausibel ist oder nicht. Liegen die Abweichungen beispielsweise im Bereich von 10% des berechneten Werts kann der Drucksensor als valide betrachtet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Druckversorgungseinrichtung als Kolben-Zylinder-System, insbesondere als Kolbenpumpe ausgebildet ist.
  • Vorzugsweise weist das Brake-by-wire-Bremssystems ein von einem Führer des Kraftfahrzeugs betätigbares Bremspedal auf, wobei das Bremssystem ein oder mehrere Sensoren aufweist, zum Messen einer auf das Bremspedal einwirkenden Kraft, wobei eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die Druckversorgungseinrichtung des elektro-hydraulischen Bremskreises abhängig von einer am Bremspedal aufgebrachten Kraft anzusteuern.
  • Es ist durchaus denkbar, dass das Bremssystem einen Pedalkraftsimulator aufweist, wobei der Pedalkraftsimulator mit dem von dem Führer des Kraftfahrzeugs betätigbaren Bremspedalen zusammenwirkt. Der Pedalkraftsimulator dient dazu, ein für den Führer des Kraftfahrzeugs gewohntes Bremsgefühl zu generieren.
  • Es ist durchaus denkbar, dass ein Hydraulikkreis vorgesehen ist, wobei das Bremspedal mit dem Hydraulikkreis gekoppelt ist. Der Hydraulikkreis kann bei Bedarf mit dem Bremskreis gekoppelt werden, um unmittelbar mit dem Bremskreis zusammenzuwirken, beispielsweise im Fall eines Ausfalls der Druckversorgungseinrichtung. Dies kann beispielsweise mittels einem oder mehreren Ventilen erfolgen, die zwischen dem Hydraulikkreis und dem Bremskreis angeordnet sind.
  • Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn bei Anforderung eines bestimmten Bremsmoments durch einen Führer des Fahrzeugs basierend auf einer Druck-Volumen-Kennlinie des Bremskreises ein Soll-Verschiebevolumen ermittelt wird, wobei das Soll-Verschiebevolumen dem Volumen entspricht, das zusätzlich zu einem etwaigen Totvolumen verschoben werden muss, um das gewünschte Bremsmoment zu erreichen. Der Vorteil besteht darin, dass nicht eine Vielzahl von Druck-Volumen-Kennlinien für unterschiedliche Betriebsbedingungen des Fahrzeugs hinterlegt werden muss, um unterschiedliche Totvolumen in der jeweiligen Betriebsbedingung des Fahrzeugs zu berücksichtigen, sondern nur wenige, im Idealfall eine einzige, Druck-Volumen-Kennlinie hinterlegt werden muss, aus der das Soll-Verschiebevolumen unabhängig von dem Totvolumen, somit quasi bei einem Totvolumen von 0 m3, ermittelbar ist.
  • Daher wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn in der Druck-Volumen-Kennlinie ein etwaiges Totvolumen unberücksichtigt ist. Aufgrund der möglichen Verifizierung des Anliegens der Bremsbeläge an der Bremsscheibe bzw. der Verifizierung der Erzeugung eines Bremsmoments, ist in diesem Moment kein Totvolumen mehr in dem Bremskreis vorhanden, sodass ein weiteres Verschieben von Volumen zu einer Erhöhung des Bremsdrucks und somit zu einer Erhöhung des Bremsmoments führt. Sobald die Verifizierung erfolgt ist, kann die Druckversorgungseinrichtung dementsprechend derart angesteuert werden, dass diese noch das aus der Druck-Volumen-Kennlinie ermittelte Soll-Verschiebevolumen verschiebt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Brake-by-wire-Bremssystem ist vorgesehen, dass das Bremssystem zumindest einen Bremskreis aufweist, wobei der Bremskreis als elektro-hydraulischer Bremskreis ausgebildet ist, wobei der Bremskreis mit zumindest einer Radbremse zum Erzeugen eines Bremsmoment gekoppelt ist, wobei eine Bremselement der Radbremse mit dem Bremskreis hydraulisch gekoppelt ist, wobei der Bremskreis eine elektrisch angetriebene Druckversorgungseinrichtung zum Druckaufbau in dem Bremskreis zwecks Betätigung der Radbremse aufweist. Die Druckversorgungseinrichtung weist einen elektromotorischen Antrieb auf und weist ferner einen Stromsensor zum Messen eines durch den Antrieb fließenden Motorstroms auf. Vorzugsweise weist das Bremssystem zudem einen Drucksensor zum Messen eines Bremsdrucks im Bremskreis auf. Das Bremssystem weist eine Steuereinheit auf, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren oder eine der vorgenannten Ausführungsformen des Verfahrens durchzuführen. Somit ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, anhand des erfassten Motorstroms zu verifizieren, ob ein Bremsmoment durch die Radbremse erzeugt wird, und/oder die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, anhand des gemessenen Motorstroms den von dem Drucksensor gemessenen Bremsdruck zu plausibilisieren.
  • Die Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Ausführungsformen des Verfahrens gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Bremssystem und umgekehrt.
  • In den nachfolgenden Figuren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, ohne auf diese beschränkt zu sein.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Brake-by-wire-Bremssystems, wie es aus der Praxis bekannt ist,
    • 2 eine schematische Darstellung einer Steuereinheit zur Durchführung des Verfahrens,
    • 3 eine Druck-Volumen-Kennlinie, wie sie im Stand der Technik verwendet wird.
  • Die 1 zeigt ein Bremssystem 1, das als Brake-by-wire-Bremssystem ausgebildet ist, wie es aus der Praxis bekannt ist. Da die in der 1 dargestellten Komponenten eines Brake-by-wire-Bremssystems bekannt sind, wird nachfolgend lediglich auf die für die vorliegende Erfindung relevanten Komponenten des Bremssystems 1 näher eingegangen.
  • Das Bremssystem 1 weist einen ersten elektro-hydraulischen Bremskreis 2a und einen zweiten elektrohydraulischen Bremskreis 2b auf, wobei jeder dieser Bremskreise 2a, 2b mit zwei Radbremsen 3 gekoppelt ist. Der Bremskreis 2b versorgt dabei eine Radbremse 3, die dem linken Vorderrad zugeordnet ist, und eine Radbremse 3, die dem rechten Hinterrad zugeordnet ist. Der Bremskreis 2a versorgt eine Radbremse 3, die dem linken Hinterrad zugeordnet ist, und eine weitere Radbremse 3, die dem rechten Vorderrad zugeordnet ist. Dementsprechend dient der jeweilige Bremskreis 2a, 2b dazu, ein Vorderrad und ein diagonal gegenüberliegendes Hinterrad zu bremsen. Es handelt sich somit um eine sogenannte X-Bremskreisaufteilung. Eine solche Aufteilung ist nicht zwingend erforderlich. Auch andere Bremskraftaufteilungen, insbesondere eine radindividuelle Aufteilung ist denkbar.
  • Die Bremskreise 2a, 2b weisen eine gemeinsame elektrisch angetriebene Druckversorgungseinrichtung 4 auf, die vorliegend in Form eines Kolben-Zylinder-Systems ausgebildet ist. Über schaltbare Ventile 19 können die Bremskreise 2a, 2b selektiv mit der Druckversorgungseinrichtung 4 gekoppelt werden. Durch Verschieben des Kolbens mittels eines elektromotorischen Spindelantriebs 5 wird in den Bremskreisen 2a, 2b ein Volumen verschoben, nämlich Bremsflüssigkeit verschoben, zwecks Betätigung der Radbremsen 3 bei einem Brake-by-wire-Betrieb des Bremssystems 1. Die Druckversorgungseinrichtung 4 dient insofern dem Druckaufbau und somit der Erzeugung eines Bremsdrucks in dem jeweiligen Bremskreis 2a, 2b, wobei der eigentliche Bremsdruck erst aufgebaut wird, wenn ein Totvolumen in dem jeweiligen Bremskreis 2a, 2b verschoben wurde. Erst wenn das Totvolumen veschoben wurde ist das Lüftspiel überwunden und die Bremsbeläge der Radbremse 3 liegen an einer Bremsscheibe der Radbremse 3 an. Erst zu diesem Zeitpunkt wird mit weiterem Verschieben von Bremsflüssigkeit in dem Bremskreis 2a, 2b durch die jeweilige Radbremse 3 ein tatsächliches bzw. nennenswertes Bremsmoment erzeugt. Auch wenn in der gezeigten Ausführungsform ein Spindelantrieb verwendet wird, sind auch andere Antriebe denkbar, um den Kolben zu verschieben, um damit Bremsdruck aufzubauen.
  • Die Druckversorgungseinrichtung 4 weist einen Stromsensor 6 zum Messen eines durch den Antrieb 5 fließenden Motorstroms auf. Je größer die dem Verschieben des Volumens mittels der Druckversorgungseinrichtung 4 entgegengesetzten Kraft ist, desto höher ist der von dem elektromotorischen Antrieb 5 aufgenommene Motorstrom. Dementsprechend ist der Motorstrom, der zum Verschieben des Totvolumens notwendig ist, kleiner als der Motorstrom, der zum Verschieben von Volumen bzw. Bremsflüssigkeit zusätzlich zu dem Totvolumen notwendig ist. Daher kann anhand des gemessenen Motorstroms verifiziert werden, ob ein Bremsmoment durch die Radbremsen 3 erzeugt wird oder nicht. Es wird davon ausgegangen, dass der gemessene Motorstrom im Anschluss an das Verschieben des Totvolumens mehr oder weniger sprunghaft ansteigt. Anhand des sprunghaften Anstiegs kann daher verifiziert werden, wann das Totvolumen verschoben wurde und wann weiteres Verschieben von Volumen tatsächlich zur Erhöhung des Bremsdrucks beiträgt. Bei dem gemessenen Motorstrom kann es sich beispielsweise um einen Phasenstrom handeln.
  • Das Bremssystem 1 weist ferner einen Drucksensor 7 zum Messen eines Bremsdrucks im Bremskreis 2a, 2b auf. Der Drucksensor 7 ist vorliegend zwischen den Ventilen 19 und der Druckversorgungseinrichtung 4 angeordnet. Anhand des gemessenen Motorstroms kann der von dem Drucksensor 7 gemessene Bremsdruck plausibilisiert werden, da der Motorstrom mit zunehmendem Bremsdruck ebenfalls ansteigt.
  • Das Bremssystem 1 weist ferner einen Hydraulikkreis 9 auf, wobei der Hydraulikkreis 9 mit einem von einem Führer des Kraftfahrzeugs betätigbaren Bremspedal 10 zusammenwirkt. Ferner ist ein Pedalkraftsimulator 11 mit dem Hydraulikkreis 9 gekoppelt. Der Hydraulikkreis 9 ist über schaltbare Ventile 17 mit den Bremskreisen 2a, 2b gekoppelt, wobei die Ventile 17 in einem Brake-by-wire-Betriebsmodus geschlossen sind und beispielsweise bei einem Ausfall der Druckversorgungseinrichtung 4 in eine Offenstellung überführt werden, um in diesem Fall ein rein hydraulisches Bremsen zu ermöglichen.
  • Im Bereich des Bremspedals 10 sind Sensoren 13 angeordnet, wobei diese Sensoren 13 der Ermittlung der auf das Bremspedal 10 ausgeübten Kraft dienen. Die Signale der Sensoren 13 dienen wiederum als Eingangssignale für eine Steuereinheit 12, wobei diese Steuereinheit 12 wiederum der Ansteuerung des Antriebs 5 der Druckversorgungseinrichtung 4 dient. Die Steuereinheit 12 ist dazu eingerichtet, den Antrieb 5 des elektro-hydraulischen Bremskreises 2a, 2b abhängig von der am Bremspedal 10 aufgebrachten Kraft anzusteuern, um die gewünschte Bremswirkung zu erzielen. Die Steuereinheit 12 ist ferner dazu eingerichtet, anhand des gemessenen Motorstroms zu verifizieren, ob ein Bremsmoment durch die Radbremse erzeugt wird, und ist ferner dazu eingerichtet, anhand des gemessenen Motorstroms den von dem Drucksensor 7 erfassten Bremsdruck zu plausibilisieren. Ferner ist die Steuereinheit 12 mit einem Sensor 8 gekoppelt, wobei dieser Sensor 8 dazu dient, die Drehstellung der Spindel des Antriebs 5 zu erfassen, wodurch die Stellung des Kolbens der Druckversorgungseinrichtung 4 ermittelt werden kann und über die bekannte Geometrie des Kolbens und des Zylinders das verschobene Volumen der im Bremskreis 2a, 2b befindlichen Bremsflüssigkeit berechnet werden kann.
  • Es ist durchaus denkbar, dass in einer Speichereinheit der Steuereinheit 12 eine Motorstrom-Bremsdruck-Kennlinie hinterlegt ist, um anhand des gemessenen Motorstroms den Bremsdruck zu berechnen. In der Steuereinheit 12 kann eine Differenzenbildung zwischen dem von dem Drucksensor 7 gemessenen Bremsdruck und dem aus dem Motorstrom berechneten Bremsdruck erfolgen, um anhand der Größe der Abweichung zu bewerten, ob der von dem Drucksensor 7 gemessene Bremsdruck plausibel ist oder nicht.
  • Ferner kann in der Speichereinheit der Steuereinheit 12 eine Druck-Volumen-Kennlinie des Bremskreises 2a, 2b hinterlegt sein, wobei bei Anforderung eines bestimmten Bremsmoments durch einen Führer des Fahrzeugs, basierend auf dieser Druck-Volumen-Kennlinie des Bremskreises 2a, 2b ein Soll-Verschiebevolumen ermittelt wird, wobei das Soll-Verschiebevolumen, das anhand dieser Druck-Volumen-Kennlinie ermittelt wird, dem Volumen entspricht, das zusätzlich zu einem etwaigen Totvolumen verschoben werden muss, um das gewünschte Bremsmoment zu erreichen. In der hinterlegten Druck-Volumen-Kennlinie ist daher ein etwaiges Totvolumen nicht berücksichtigt. Dies ist allerdings auch nicht erforderlich, da anhand des gemessenen Motorstroms der Zustand ermittelt werden kann, bei dem kein Totvolumen mehr im Bremskreis 2a, 2b vorliegt, insofern die Bremsbeläge an den Bremsscheiben der Radbremse 3 anliegen. In diesem Zustand muss dann nur noch das ermittelte Soll-Verschiebevolumen durch die Druckversorgungseinrichtung 4 verschoben werden. Dies hat, wie bereits im allgemeinen Teil beschrieben, diverse Vorteile gegenüber den aus der Praxis bekannten Verfahren, bei denen eine Vielzahl von Druck-Volumen-Kennlinien für unterschiedliche Betriebszustände hinterlegt sind, wobei die jeweilige Druck-Volumen-Kennlinie das in dem jeweiligen Betriebszustand vorliegende Totvolumen berücksichtigt. Eine solche Druck-Volumen-Kennlinie, wie sie im Stand der Technik verwendet wird, ist beispielhaft in der 3 gezeigt. Das Diagramm in der 3 zeigt drei Kurven 14, 15, 16, wobei die Kurve 14 die Druck-Volumen-Kennlinie für eine von zwei Vorderradbremsen zeigt, die Kurve 15 die Druck-Volumen-Kennlinie für eine von zwei Hinterradbremsen zeigt und die Kurve 16 die Druck-Volumen-Kennlinie für das Gesamtsystem zeigt, wobei durch Aufsummieren der entsprechenden Werte der Kurve 14 und der Kurve 15 und Multiplikation dieser Summe mit dem Faktor 2 die Kurve 16 erzeugt wird. Der steile Anstieg zu Beginn der in der 3 dargestellten Druck-Volumen-Kennlinie ist dem in dem Bremskreis 2a, 2b vorhandenen Totvolumen geschuldet, da zunächst dieses Totvolumen verschoben werden muss, bevor mit einem weiteren Verschieben von Volumen eine deutliche Zunahme des Bremsdrucks erfolgt. Der Bereich des in der 3 dargestellten Diagramms, der dem Verschieben von Totvolumen in dem Bremskreis 2a, 2b zuordenbar ist, ist durch die gestrichelte Linie 18 kenntlich gemacht und ist derjenige Bereich, der sich in dem Diagramm links von der gestrichelten Linie 18 befindet. Das Totvolumen beträgt in dem in der 3 dargestellten Fall etwa 5 000 mm3. Ab dem Moment, an welchem die Bremsbeläge angelegt sind, somit das Totvolumen verschoben wurde, erfolgt die Bremskraftänderung im Zusammenhang mit der pV-Kennlinie bzw. den Kurven 14, 15, 16 im Bereich rechts von der gestrichelten Linie 18, da die Steifigkeit bzw. Elastizität definiert bzw. bekannt ist. Wie den Kurven 14, 15, 16 zu entnehmen ist, erfolgt die Änderung des Bremsdrucks rechts von der gestrichelten Linie 18 annähernd linear mit dem verschobenen Volumen.
  • Das von der jeweiligen Radbremse 3 bereitgestellte Bremsmoment lässt sich zumindest näherungsweise durch eine Multiplikation eines Bremsenkennwerts mit dem Bremsdruck berechnen. Der Bremskennwert wird auch häufig als Bremsreibwert bezeichnet.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Bremssystem
    2a
    Bremskreis
    2b
    Bremskreis
    3
    Radbremse
    4
    Druckversorgungseinrichtung
    5
    Antrieb
    6
    Stromsensor
    7
    Drucksensor
    8
    Sensor
    9
    Hydraulikkreis
    10
    Bremspedal
    11
    Pedalkraftsimulator
    12
    Steuereinheit
    13
    Sensoren
    14
    Kurve
    15
    Kurve
    16
    Kurve
    17
    Ventil
    18
    Linie
    19
    Ventil
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013216477 A1 [0004]
    • DE 202015008975 U1 [0004]

Claims (9)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Brake-by-wire-Bremssystems (1) eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bremssystems (1) zumindest einen Bremskreis (2a, 2b) aufweist, wobei der Bremskreis (2a, 2b) als elektro-hydraulischer Bremskreis ausgebildet ist, wobei der Bremskreis (2a, 2b) mit zumindest einer Radbremse (3) zum Erzeugen Bremsmoments gekoppelt ist, wobei ein Bremselement der Radbremse (3) mit dem Bremskreis (2a, 2b) hydraulisch gekoppelt ist, wobei der Bremskreis (2a, 2b) eine elektrisch angetriebene Druckversorgungseinrichtung (4) zum Druckaufbau in dem Bremskreis (2a, 2b) zwecks Betätigung der Radbremse (3) aufweist, wobei die Druckversorgungseinrichtung (4) einen elektromotorischen Antrieb (5) aufweist und einen Stromsensor (6) zum Messen eines durch den Antrieb (5) fließenden Motorstroms aufweist, wobei anhand des gemessenen Motorstroms verifiziert wird, ob ein Bremsmoment durch die Radbremse (3) erzeugt wird, und/oder wobei anhand des gemessenen Motorstroms ein von einem Drucksensor (7) gemessener Bremsdruck im Bremskreis (2a, 2b) plausibilisiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verifizierung des Erzeugens des Bremsmoments durch die Radbremse (3) basierend auf einer Motorstrom-Kennlinie erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Plausibilisierung des von dem Drucksensor (7) gemessenen Bremsdrucks basierend auf einer Motorstrom-Bremsdruck-Kennlinie erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei anhand der Motorstrom-Bremsdruck-Kennlinie mittels des gemessenen Motorstroms ein Bremsdruck berechnet wird, wobei Abweichung des vom Drucksensor (7) gemessenen Bremsdrucks und des berechneten Bremsdrucks durch Differenzbildung bestimmt wird und anhand der Größe der Abweichung bewertet wird, ob der gemessene Bremsdruck plausibel ist oder nicht.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der Bremskreis (2a, 2b) mit einem Totvolumen behaftet ist, wobei das Totvolumen dem Volumen entspricht, das bis zum Erzeugen eines Bremsmoments durch die Radbremse verschoben werden muss, wobei das Bremssystem (1) einen Sensor (8) zum Ermitteln eines von der Druckversorgungseinrichtung (4) verschobenen Volumens aufweist, wobei anhand des ermittelten verschobenen Volumens und des gemessenen Motorstroms ein aktuelles Totvolumen das Bremskreises (2a, 2b) bestimmt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei Druckversorgungseinrichtung (4) als Kolben-Zylinder-System, insbesondere als Kolbenpumpe ausgebildet ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei bei Anforderung eines bestimmten Bremsmoments durch einen Führer des Fahrzeugs basierend auf einer Druck-Volumen-Kennlinie des Bremskreises (2a, 2b) ein Soll-Verschiebevolumen ermittelt wird, wobei das Soll-Verschiebevolumen dem Volumen entspricht, das zusätzlich zu einem etwaigen Totvolumen verschoben werden muss, um das gewünschte Bremsmoment zu erreichen.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei in der Druck-Volumen-Kennlinie ein etwaiges Totvolumen unberücksichtigt ist.
  9. Brake-by-wire-Bremssystem (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Bremssystem (1) zumindest einen Bremskreis (2a, 2b) aufweist, wobei der Bremskreis (2a, 2b) als elektro-hydraulischer Bremskreis ausgebildet ist, wobei der Bremskreis (2a, 2b) mit zumindest einer Radbremse (3) zum Erzeugen Bremsmoments gekoppelt ist, wobei ein Bremselement der Radbremse (3) mit dem Bremskreis (2a, 2b) hydraulisch gekoppelt ist, wobei der Bremskreis (2a, 2b) eine elektrisch angetriebene Druckversorgungseinrichtung (4) zum Druckaufbau in dem Bremskreis (2a, 2b) zwecks Betätigung der Radbremse (3) aufweist, wobei die Druckversorgungseinrichtung (4) einen elektromotorischen Antrieb (5) aufweist und einen Stromsensor (6) zum Messen eines durch den Antrieb (5) fließenden Motorstroms aufweist, wobei das Bremssystem (1) eine Steuereinheit (12) aufweist, wobei die Steuereinheit (12) dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.
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