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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs, und ein Fahrzeug.
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Aus dem Stand der Technik sind Bremssysteme von Fahrzeugen bekannt, die eine elektromechanische Bremse aufweisen. Bei einer derartigen Bremse wird das Bremsmoment üblicherweise erzeugt indem ein Elektromotor ein mechanisches Bremssystem betätigt. Dadurch ist während der Erzeugung des Bremsmoments mittels einer solchen Bremse jederzeit eine Stromversorgung dieses Elektromotors notwendig. Beispielsweise beim Halten des Fahrzeugs an einer Steigung liegt dabei dauerhaft ein hoher Energieverbrauch vor. Zudem führt die ständige Stromversorgung zu einer hohen Eigenerwärmung des Elektromotors, was nachteilig für die Funktion des Bremssystems sein kann.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs bereitzustellen, das auf einfache Weise einen effizienten und verschleißarmen Betrieb des Bremssystems ermöglicht.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
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Somit wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, vorzugsweise eines Personenkraftwagens, umfassend die Schritte: Erzeugen eines Bremsmoments mittels einer Bremse des Fahrzeugs im Ansprechen auf einen manuell erzeugten Bremswunsch eines Fahrers des Fahrzeugs, und Verriegeln der Bremse, nachdem der Bremswunsch im Stillstand des Fahrzeugs für eine vorbestimmte Zeitspanne erzeugt wurde.
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Mit anderen Worten wird bei dem Verfahren, wenn der Fahrer des Fahrzeugs manuell einen Bremswunsch erzeugt, beispielsweise indem der Fahrer ein Bremspedal des Fahrzeugs manuell betätigt, das Bremsmoment mittels der Bremse erzeugt. Dadurch kann das Fahrzeug verzögert werden, oder falls das Fahrzeug sich im Stillstand befindet im Stillstand gehalten werden, beispielsweise an einer Steigung. Wenn der Bremswunsch, das heißt die manuelle Bremsbetätigung, insbesondere durchgehend, für die vorbestimmte Zeitspanne vorliegt, während sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, wird die Bremse verriegelt. Das heißt, dass Verriegeln der Bremse erfolgt insbesondere unmittelbar nach Ablauf der vorbestimmten Zeitspanne.
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Als Verriegeln der Bremse wird insbesondere ein Übergang der Bremse in einen Zustand angesehen, in dem keine aktive, beispielsweise motorische, Erzeugung einer Bremskraft mehr notwendig ist, sondern insbesondere die Bremskraft passiv, beispielsweise durch ein mechanisches Blockieren von Komponenten der Bremse erzeugt wird.
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Das Verfahren bietet somit den Vorteil, dass ein besonders energiesparender Betrieb des Bremssystems ermöglicht wird. Dadurch, dass die Bremse verriegelt wird, wenn über einen längeren Zeitraum ein Bremsmoment erzeugt werden soll, kann beispielsweise ermöglicht werden, dass eine Betätigungsvorrichtung, die die Bremse zum Erzeugen des Bremsmoments betätigt, abgeschaltet oder zumindest dessen Energieverbrauch reduziert werden kann. Zudem kann durch das Verriegeln eine Entlastung einer derartigen Betätigungsvorrichtung ermöglicht werden, da beispielsweise keine dauerhafte Bestromung während der Erzeugung des Bremsmoments erforderlich ist.
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Vorzugsweise wird das Verfahren während eines Betriebs des Fahrzeugs durchgeführt. Das heißt insbesondere wird das Verfahren durchgeführt, während ein Antriebsmotor des Fahrzeugs in Betrieb ist.
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Bevorzugt weist die Bremse eine elektromechanische Bremse auf. Insbesondere weist die elektromechanische Bremse dabei eine mechanische Bremsvorrichtung auf, die eingerichtet ist mittels Reibung das Bremsmoment zu erzeugen, und eine Betätigungsvorrichtung, die eingerichtet ist die mechanische Bremsvorrichtung zu betätigen. Insbesondere weist die Betätigungsvorrichtung einen steuerbar betätigbaren Elektromotor auf.
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Besonders bevorzugt erfolgt das Verriegeln der Bremse durch ein mechanisches Verriegeln, vorzugsweise mittels einer elektromechanischen Parkbremsvorrichtung. Insbesondere ist die elektromechanische Parkbremsvorrichtung vorgesehen, um das Fahrzeug im Stillstand durch Verriegeln der Bremse in einem Zustand, in dem dauerhaft ein Bremsmoment erzeugt wird, zu halten, beispielsweise in einer Parkposition. Damit kann das Verfahren auf besonders einfache Weise und energieeffizient durchgeführt werden.
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Vorzugsweise weist das Bremssystem einen Aktuator auf, welcher eingerichtet ist, die Bremse zu betätigen, derart um das Bremsmoment zu erzeugen. Beim Verriegeln der Bremse erfolgt dabei eine Deaktivierung des Aktuators. Insbesondere erfolgt die Deaktivierung gleichzeitig zum Verriegeln, oder unmittelbar nach dem Verriegeln. Als Deaktivieren kann insbesondere eine Abschaltung einer Stromversorgung des Aktuators angesehen werden. Dadurch kann ein besonders effizienter Betrieb des Bremssystems ermöglicht werden, da beispielsweise ein Energieverbrauch bis auf Null reduziert werden kann.
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Weiter bevorzugt umfasst der Schritt des Verriegelns der Bremse den folgenden Schritt: Erzeugen eines vorbestimmten Halte-Bremsmoments. Das heißt, die Bremse wird in einem derartigen Zustand verriegelt, dass im verriegelten Zustand permanent das vorbestimmte Halte-Bremsmoment erzeugt wird, beispielsweise indem die Komponenten der Bremse derart mechanisch blockiert werden, dass stets eine entsprechende vorbestimmte Bremskraft, die das Halte-Bremsmoment bewirkt, vorliegt. Das Halte-Bremsmoment kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass das Fahrzeug an Steigungen bis zu einer vorbestimmten Neigung im Stillstand gehalten werden kann. Dadurch kann bei besonders einfacher Durchführung des Verfahrens ein zuverlässiges Halten des Fahrzeugs im Stillstand ermöglicht werden.
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Bevorzugt erfolgt das Erzeugen des Halte-Bremsmoments in Abhängigkeit einer erfassten Steigung, an der sich das Fahrzeug befindet. Insbesondere wird die Steigung mittels eines Steigungssensors des Fahrzeugs erfasst. Dabei wird das Bremsmoment vorzugsweise derart erzeugt, um das Fahrzeug an der Steigung, insbesondere im Stillstand, zu halten. Das heißt, die Bremse wird mit einem steigungsabhängigen Bremsmoment verriegelt. Dadurch kann besonders einfach und für den Fahrer komfortabel das Bremssystem des Fahrzeugs betrieben werden, wobei gleichzeitig ein besonders energieeffizienter Betrieb ermöglicht wird.
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Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner den Schritt: Lösen der Verriegelung im Ansprechen auf einen Beschleunigungswunsch des Fahrers des Fahrzeugs. Als Beschleunigungswunsch kann insbesondere ein Betätigen eines Gaspedals des Fahrzeugs angesehen werden. Alternativ oder zusätzlich bevorzugt erfolgt das Lösen der Verriegelung im Ansprechen auf ein Ende des Bremswunsches. Das heißt, in diesem Fall kann die Bremse beispielsweise entriegelt werden, sobald der Fahrer die Bremsbetätigung beendet, das heißt beispielsweise den Fuß vom Bremspedal nimmt. Mit anderen Worten wird das Bremssystem wieder in einen aktiven Zustand versetzt, sobald der Beschleunigungswunsch vorliegt und/oder der Bremswunsch endet. Dadurch kann ein besonders komfortabler Betrieb des Fahrzeugs bereitgestellt werden, da beispielsweise eine vom Fahrer vorgegebene Beschleunigung oder Verzögerung unmittelbar umgesetzt werden kann.
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Besonders bevorzugt wird gleichzeitig zum Lösen der Verriegelung der Bremse das mittels der Bremse erzeugte Bremsmoment reduziert. Das heißt, das Halten des Fahrzeugs im Stillstand wird durch das Reduzieren des Bremsmoments beendet. Dadurch kann eine Weiterfahrt des Fahrzeugs schnell und einfach ermöglicht werden.
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Vorzugsweise beträgt die vorbestimmte Zeitspanne maximal 5 Sekunden, bevorzugt maximal 2 Sekunden, insbesondere mindestens 0,5 Sekunden.
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Weiterhin führt die Erfindung zu einem Fahrzeug, umfassend ein Bremssystem mit einer Bremse, und ein Steuergerät. Das Steuergerät ist dabei eingerichtet, das beschriebene Verfahren durchzuführen.
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Bevorzugt weist die Bremse des Fahrzeugs eine elektromechanische Bremse auf. Insbesondere weist die elektromechanische Bremse dabei eine mechanische Bremsvorrichtung, die eingerichtet ist mittels Reibung das Bremsmoment zu erzeugen, und eine Betätigungsvorrichtung, die eingerichtet ist die mechanische Bremsvorrichtung zu betätigen, auf. Insbesondere weist die Betätigungsvorrichtung einen steuerbar betätigbaren Elektromotor auf.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs, bei ein Verfahren gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung durchgeführt wird, und
- 2 eine vereinfachte schematische Ansicht eines Bremsmomenten-Verlaufs bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betreiben eines Bremssystems 10 eines Fahrzeugs 100 beschrieben. Dabei wird auf die 1 und 2 Bezug genommen. Gleiche bzw. funktional gleiche Bauteile sind dabei stets mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs 100, das ein Bremssystem 10 umfasst. Das Bremssystem 10 umfasst mehrere Bremsen, die eingerichtet sind, um die Räder des Fahrzeugs 100 mittels Reibung abzubremsen, um das Fahrzeug 100 verzögern zu können.
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Die Bremsen sind dabei als elektromechanische Bremsen ausgebildet. Das heißt, ein Bremsmoment wird dadurch erzeugt, dass eine mechanische Reibungsbremse durch einen elektrischen Aktuator, insbesondere einen Elektromotor, betätigt wird.
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Zusätzlich umfasst das Bremssystem 10 eine elektromechanische Parkbremsvorrichtung, welche eingerichtet ist, um das Fahrzeug im Stillstand durch Verriegeln der Bremse in einem Zustand, in dem dauerhaft ein Bremsmoment erzeugt wird, zu halten, beispielsweise in einer Parkposition. Im verriegelten Zustand der Bremse ist dabei kein Stromverbrauch zum Erzeugen des Bremsmoments notwendig. Insbesondere kann der elektrische Aktuator der Bremsen dabei abgeschaltet werden, wenn die Bremsen in der Parkposition verriegelt sind.
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Das Verfahren zum Betreiben des Bremssystems 10 wird nachfolgend in Bezug auf die 2 dargestellt, welche eine stark vereinfachte schematische Ansicht eines beispielhaften Bremsmomenten-Verlaufs 50 bei der Durchführung des Verfahrens zeigt. Das Verfahren wird dabei von einem Steuergerät 20 des Fahrzeugs 100 durchgeführt.
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In dem Diagramm der 2 ist ein Bremswunsch 2 eines Fahrers des Fahrzeugs 100 dargestellt. Der Bremswunsch 2 entspricht dabei einem vorbestimmten Soll-Bremsmoment, das durch das Bremssystem 10 erzeugt werden soll.
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Zudem ist im Diagramm der 2 das entsprechend dem Bremswunsch 2 von der Bremse erzeugte Bremsmoment 1 dargestellt.
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Dargestellt ist im Diagramm der 2 ein Verlauf von Bremswunsch 2 und Bremsmoment 1 über der Zeit, ausgehend von einem Zustand, in dem sich das Fahrzeug 100 in Bewegung befindet.
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Durch das Bremsmoment 1, das im Ansprechen auf den manuell erzeugten Bremswunsch 2 erzeugt wird, wird das Fahrzeug 100 verzögert. Dies ist vereinfacht schematisch angedeutet durch den Geschwindigkeitsverlauf 5, der sinkt.
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Sobald die Geschwindigkeit den Wert Null erreicht, das heißt sobald sich das Fahrzeug 100 im Stillstand befindet, was zum ersten Zeitpunkt 41 der Fall ist, beginnt vorzugsweise ein Timer eine Zeit zu erfassen.
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Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne 4, welche beispielsweise 2 Sekunden beträgt, wird in dem Fall, dass während dieser Zeitspanne 4 stets ein vorbestimmter Bremswunsch 2 vorlag, ein Verriegeln der Bremsen durchgeführt. Dabei werden die Bremsen des Fahrzeugs 100 mechanisch mittels der elektromechanischen Parkbremsvorrichtung verriegelt. Dies erfolgt unmittelbar nach Ablauf der vorbestimmten Zeitspanne 4, das heißt zum zweiten Zeitpunkt 42.
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Gleichzeitig zum Verriegeln der Bremsen werden die jeweiligen Aktuatoren der elektromechanischen Bremsen abgeschaltet, sodass deren Energieverbrauch auf Null reduziert werden kann.
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Insbesondere erfolgt beim Verriegeln der Bremsen ein sprunghaftes, oder alternativ möglichst schnelles Erhöhen des Bremsmoments 1.
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Das Verriegeln der Bremsen erfolgt dabei derart, dass ein vorbestimmtes Halte-Bremsmoment 11 erzeugt wird, welches im gezeigten Fall signifikant größer ist als der Bremswunsch 2.
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Insbesondere ist das Halte-Bremsmoment 11 derart ausgebildet, um das Fahrzeug 100 zuverlässig im Stillstand zu halten.
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Sofern das Fahrzeug 100 an einer Steigung steht, kann das Erzeugen des Halte-Bremsmoments 11 in Abhängigkeit einer Erfassung dieser Steigung erfolgen, derart, um das Fahrzeug 100 an der Steigung zu halten. Vorzugsweise kann das Bremsmoment 11 steigungsabhängig auch kleiner als der Bremswunsch 2 sein, insbesondere wenn das Bremsmoment 11 derart groß ist, dass das Fahrzeug 100 bei der vorliegenden Steigung sicher gehalten wird und der Bremswunsch 2 das nötige Haltemoment zum Halten des Fahrzeugs 100 an der Steigung übersteigt.
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Wird bei dem Verfahren ausgehend von dem gehaltenen Zustand des Fahrzeugs 100 der Bremswunsch 2 des Fahrers zurückgenommen, das heißt ein Soll-Bremsmoment auf Null reduziert, so erfolgt unmittelbar im Ansprechen darauf ein Lösen in der Verriegelung der Bremsen. Dies erfolgt in der 2 zum dritten Zeitpunkt 43. Dabei wird das mittels der Bremsen erzeugte Bremsmoment möglichst schnell auf den Wert Null reduziert, sodass beispielsweise bei einem anschließenden Beschleunigungsvorgang das Fahrzeug 100 ausgehend vom Stillstand beschleunigt werden kann. Dabei kann das Lösen der Verriegelung der Bremsen alternativ oder zusätzlich zum erfassten Ende des Bremswunsches 2 im Ansprechen auf einen erzeugten Beschleunigungswunsch des Fahrers erfolgen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bietet somit den Vorteil, dass ein besonders energiesparender und langlebiger Betrieb des Bremssystems 10 ermöglicht wird. Dadurch, dass die Aktuatoren der Bremsen beim Halten des Fahrzeugs 100 im Stillstand abgeschaltet werden können, wird ein Stromverbrauch in diesen Halte-Zuständen auf Null reduziert. Dadurch wird einerseits ein besonders energieeffizienter Betrieb ermöglicht, und andererseits eine unerwünschte hohe Erwärmung der Aktuatoren verhindert.
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Bezugszeichenliste:
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- 1
- Bremsmoment
- 2
- Bremswunsch
- 4
- Zeitspanne
- 5
- Geschwindigkeitsverlauf
- 10
- Bremssystem
- 11
- Halte-Bremsmoment
- 20
- Steuergerät
- 41
- erster Zeitpunkt
- 42
- zweiter Zeitpunkt
- 43
- dritter Zeitpunkt
- 50
- Bremsmomenten-Verlauf
- 55
- Zeit
- 100
- Fahrzeug
