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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bremssystem zumindest einen ansteuerbaren Aktuator zum Erzeugen eines hydraulischen Bremsdrucks in dem Bremssystem aufweist.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, das das obenstehende Verfahren durchführt, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Computereinrichtung ausgeführt wird. Außerdem betrifft die Erfindung einen Datenträger mit einem derartigen Computerprogrammprodukt sowie ein Bremssystem mit der Computereinrichtung, die speziell dazu hergerichtet ist, das Computerprogrammprodukt beziehungsweise das oben genannte Verfahren auszuführen. Schließlich betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit dem Bremssystem.
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Stand der Technik
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Verfahren, Bremssysteme und Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Üblicherweise wird zum Erreichen einer Sollvorgabe, insbesondere einer Soll-Beschleunigung des Kraftfahrzeugs, die unterhalb eines Istwertes, insbesondere einer Ist-Beschleunigung des Kraftfahrzeugs, liegt, das Bremssystem angesteuert. In dynamischen Fahrsituationen, bei denen eine große Änderung der Sollvorgabe in verhältnismäßig kurzer Zeit erfolgt, wird üblicherweise das Bremssystem erst dann angesteuert, wenn eine Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs kein Antriebsdrehmoment mehr bereitstellt.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 zeichnet sich dadurch aus, dass das Kraftfahrzeug auf das Auftreten einer dynamischen Fahrsituation überwacht wird, bei welcher eine Ist-Beschleunigung größer als eine Soll-Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ist, dass ein aktuelles Antriebsdrehmoment einer Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs ermittelt wird, und dass dann, wenn eine dynamische Fahrsituation erkannt wird und das Antriebsdrehmoment größer Null ist, der Aktuator zum Erzeugen eines vorgegebenen Bremsdrucks angesteuert wird. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass in derartigen dynamischen Fahrsituationen die Ist-Beschleunigung schnell auf die Soll-Beschleunigung eingestellt wird, insbesondere schneller als wenn, wie eingangs genannt, zunächst abgewartet wird, bis das Antriebsdrehmoment auf Null fällt. Durch das Erzeugen des Bremsdrucks wird insoweit zumindest kurzzeitig ein Bremsmoment gegen das Antriebsdrehmoment gestellt. Bei einem dynamischen Wechsel von einer Motormoment- in eine Bremsmoment-Anforderung erfolgt insoweit eine frühzeitige und eine im Fall der Nutzung eines Fahrzeugassistenzsystems verstärkte Unterstützung des Fahrers bei dynamischen Fahrsituationen durch das Einstellen des Bremsdrucks. Durch den bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Bremsdruck wird insbesondere eine Vorkonditionierung des Bremssystems erreicht. Insbesondere erfolgt neben dem schnelleren Wechsel in den Bremsdruckaufbau, wie vorstehend beschrieben, eine Vorbefüllung eines Hydraulikkreises des Bremssystems, insbesondere in Abhängigkeit von der Erkennung der dynamischen Fahrsituation. Bei einer solchen Vorbefüllung wird beispielsweise eine Ventilanordnung zu einer Radbremseinrichtung des Bremssystems angesteuert, um zumindest einen Teil des Bremsdrucks weiterzuleiten und einen Bremsbelag einer Bremsscheibe zumindest anzunähern und einen Spalt zwischen zu verkleinern. Außer der Erkennung der dynamischen Fahrsituation wird für eine derartige Vorbefüllung kein zusätzliches Signal, insbesondere über die Soll-Verzögerung, benötigt. Die zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorausgesetzte dynamische Fahrsituation wird insbesondere durch eine Längsdynamikregelung des Kraftfahrzeugs bei assistierten oder automatisierten Fahrfunktionen, wie bei automatischem Abstandstempomat, assistierter Parkfunktion, pilotierter Fahr- und Parkfunktion, Notbremsassistent, erreicht. Bei diesen Fahrfunktionen regelt vorzugsweise eine Regeleinheit die gewünschte Soll-Vorgabe, insbesondere Soll-Verzögerung oder Soll-Beschleunigung, mittels Brems- und Motoreingriffen ein. Für den Fall, dass aufgrund einer initial angeforderten Soll-Verzögerung die assistierte oder automatisierte Fachfunktion ein Motormoment anfordert, beispielsweise weil in einem Umfeld des Fahrzeugs in Fahrtrichtung ein Hindernis erkannt wird, und die Soll-Verzögerung sich sehr schnell verringert, wird eine dynamische Fahrsituation erkannt und durch das erfindungsgemäße Verfahren ein Bremsdruck aufgebaut, der zusätzlich zu einer Reduktion des Motormoments, also zunächst gegen das Motormoment, wie vorstehend beschrieben, eine Verzögerung verursacht.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Differenz, gebildet durch Subtraktion der Ist-Beschleunigung von der Soll-Beschleunigung, mit einem ersten negativen Grenzwert verglichen wird, und dass eine dynamische Fahrsituation nur dann erkannt wird, wenn die Differenz den ersten Grenzwert unterschreitet. Durch eine derartige Berücksichtigung des ersten Grenzwerts ist vorteilhaft sichergestellt, dass eine dynamische Fahrsituation nur bei tatsächlich signifikanter Abweichung der Soll-Beschleunigung von der Ist-Beschleunigung erkannt wird und die Robustheit des erfindungsgemäßen Verfahrens weiter erhöht ist.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass eine dynamische Fahrsituation als beendet erkannt wird, wenn der erste Grenzwert nach Unterschreiten erstmalig überschritten wird. Dadurch ist ein besonders vorteilhaft einfach zu erfassendes Kriterium zum Beenden des erfindungsgemäßen Verfahrens geschaffen.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Soll-Ruck des Kraftfahrzeugs mit einem zweiten negativen Grenzwert verglichen wird, und dass eine dynamische Fahrsituation nur dann erkannt wird, wenn der Soll-Ruck den zweiten Grenzwert unterschreitet. Unter dem Ruck ist vorliegend die momentane zeitliche Änderungsrate der Beschleunigung, also die Ableitung der Beschleunigung nach der Zeit zu verstehen. Durch eine derartige Berücksichtigung des zweiten Grenzwerts ist daher vorteilhaft sichergestellt, dass eine dynamische Fahrsituation nur bei signifikanter Veränderung der Beschleunigung erkannt wird und die Robustheit des erfindungsgemäßen Verfahrens weiter erhöht ist.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Differenz, gebildet durch Subtraktion eines Ist-Rucks von einem Soll-Ruck des Kraftfahrzeugs, mit einem dritten negativen Grenzwert verglichen wird, und dass eine dynamische Fahrsituation nur dann erkannt wird, wenn die Differenz den dritten Grenzwert unterschreitet. Durch eine derartige Berücksichtigung des dritten Grenzwerts ergibt sich der Vorteil, dass eine dynamische Fahrsituation nur bei signifikanter Abweichung des Soll-Rucks von dem Ist-Ruck erkannt wird und die Robustheit des erfindungsgemäßen Verfahrens weiter erhöht ist. Vorzugsweise werden alle drei genannten Grenzwerte berücksichtigt.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Antriebsdrehmoment der Antriebseinheit mit einem positiven Drehmoment-Grenzwert verglichen wird, und dass der Aktuator nur dann zum Erzeugen eines Bremsdrucks angesteuert wird, wenn das Antriebsdrehmoment den Drehmoment-Grenzwert unterschreitet. Durch eine derartige Berücksichtigung des Drehmoment-Grenzwerts ist vorteilhaft sichergestellt, dass eine übermäßige Verspannung des Antriebsstrangs sicher vermieden ist, weil das Bremsmoment, wie vorstehend beschrieben, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zumindest kurzzeitig gegen das Antriebsdrehmoment wirkt.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass zumindest einer der Grenzwerte in Abhängigkeit von einer Umfeldinformation des Kraftfahrzeugs, einer Umgebungsinformation des Kraftfahrzeugs, einem Zustand zumindest einer Komponente des Kraftfahrzeugs und/oder einer Einstellung eines Fahrzeugassistenz-Systems festgelegt wird. Durch eine derartige dynamische Festlegung der Grenzwerte ergibt sich der Vorteil, dass ein Betriebszustand des Kraftfahrzeugs sicher berücksichtigt ist. Beispielsweise werden die Grenzwerte derart gewählt, dass die dynamische Fahrsituation in Abhängigkeit von einer Fahrbahnbelegung im Umfeld des Kraftfahrzeugs mit anderen Verkehrsteilnehmern, einem Witterungszustand der Fahrbahn des Kraftfahrzeugs, einem Verschleißzustand von Komponenten des Bremssystems und/oder der Antriebseinheit, und/oder ein Sport- oder Komfortmodus des Fahrzeugassistenz-Systems aktiviert ist, erkannt wird. Insbesondere wird die dynamische Fahrsituation mit steigender Fahrbahnbelegung, schlechterem Witterungszustand, erhöhtem Verschleißzustand, und/oder im Komfortmodus früher erkannt als bei geringer Fahrbahnbelegung, gutem Witterungszustand, geringem Verschleißzustand und/oder im Sportmodus. Die Komponente ist insbesondere Teil des Bremssystems oder der Antriebseinheit, beispielsweise der Aktuator zum Erzeugen eines Bremsdrucks, eine elektrische Maschine oder eine Verbrennungskraftmaschine oder ein Bestandteil derselben.
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Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt zur Ausführung auf einer Computereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 zeichnet sich dadurch aus, dass es bei bestimmungsgemäßem Gebrauch das erfindungsgemäße Verfahren ausführt. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.
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Der erfindungsgemäße Datenträger mit den Merkmalen des Anspruchs 9 zeichnet sich durch das darauf gespeicherte erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt aus.
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Das Bremssystem eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 10 weist zumindest einem ansteuerbaren Aktuator zum Erzeugen eines hydraulischen Bremsdrucks in dem Bremssystem auf und zeichnet sich durch eine Computereinrichtung aus, die speziell dazu hergerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen oder das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt auszuführen. Auch hierdurch ergeben sich die oben bereits genannten Vorteile. Vorzugsweise ist die Computereinrichtung eine dem Bremssystem zugeordnete, insbesondere in dem Kraftfahrzeug angeordnete Steuereinrichtung.
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Das Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 11 zeichnet sich durch das erfindungsgemäße Bremssystem aus. Auch daraus ergeben sich die bereits genannten Vorteile.
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Weitere bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dazu zeigen
- 1 ein Kraftfahrzeug,
- 2 ein Verfahren zum Betreiben des Kraftfahrzeugs, und
- 3 Werteverläufe bei der Durchführung des Verfahrens.
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1 zeigt ein schematisch dargestelltes Kraftfahrzeug 1 mit einem Bremssystem 2, das dazu ausgebildet ist, an Rädern 3 des Kraftfahrzeugs 1 zugeordneten Radbremseinrichtungen 4 einen Bremsdruck zu erzeugen. Das Bremssystem 2 weist dazu zumindest einen ansteuerbaren Aktuator 5 zum Erzeugen des Bremsdrucks auf. Weiter weist das Kraftfahrzeug 1 eine Antriebseinheit 6 zum Antreiben der Räder 3, zumindest eine Sensoranordnung 7 sowie zumindest eine Steuereinrichtung 8 auf.
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Die Sensoranordnung 7 ist insbesondere dazu ausgebildet, Umfeldinformationen und/oder Umgebungsinformationen des Kraftfahrzeugs 1 zu erfassen. Insbesondere ist dazu eine Vielzahl von Sensoranordnungen 7 vorgesehen. Die Steuereinrichtung 8 ist insbesondere dazu ausgebildet, Signale der Sensoranordnung 7 zu empfangen, das Bremssystem 2 und/oder die Antriebseinheit 6 anzusteuern. Insbesondere ist dazu eine Vielzahl von Steuereinrichtungen 8 vorgesehen.
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Im Folgenden wird mit Bezug auf 2 ein vorteilhaftes Verfahren zum Betreiben des Kraftfahrzeugs 1 beschrieben. Hierzu zeigt die 2 das Verfahren anhand eines Flussdiagramms. Insbesondere wird durch das Verfahren gewährleistet, dass in dynamischen Fahrsituationen eine Ist-Beschleunigung schnell auf eine Soll-Beschleunigung eingestellt wird. Das Verfahren wird vorzugsweise durch die Steuereinrichtung 8 durchgeführt.
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In einem Schritt S1 beginnt das Verfahren. Das Kraftfahrzeug 1 wird auf das Auftreten einer dynamischen Fahrsituation überwacht, bei welcher eine Ist-Beschleunigung größer als eine Soll-Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 1 ist. Außerdem wird ein aktuelles Antriebsdrehmoment der Antriebseinheit 6 ermittelt.
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In einem Schritt S2 wird dazu ein dreifacher Grenzwertvergleich vorgenommen. Erstens wird eine Differenz, gebildet durch Subtraktion der Ist-Beschleunigung von der Soll-Beschleunigung, mit einem ersten negativen Grenzwert verglichen, zweitens wird ein Soll-Ruck des Kraftfahrzeugs 1 mit einem zweiten negativen Grenzwert verglichen, und drittens wird eine Differenz, gebildet durch Subtraktion eines Ist-Rucks von dem Soll-Ruck, mit einem dritten negativen Grenzwert verglichen. Nur wenn alle drei Differenzen ihren jeweiligen Grenzwert unterschreiten, und wenn das Antriebsdrehmoment größer Null ist, wird eine dynamische Fahrsituation erkannt. Das Verfahren wird dann mit einem Schritt S3 fortgesetzt.
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In dem Schritt S3 wird der Aktuator 5 zum Erzeugen eines vorgegebenen Bremsdrucks angesteuert. Optional wird das Antriebsdrehmoment der Antriebseinheit 6 mit einem positiven Drehmoment-Grenzwert verglichen, und der Aktuator 5 nur dann angesteuert, wenn das Antriebsdrehmoment den Drehmoment-Grenzwert unterschreitet. Damit endet das Verfahren.
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In der 3 sind die bei der Durchführung des Verfahrens auftretenden Werteverläufe dargestellt. So zeigt die 3 in vier übereinander angeordneten Diagrammen zeitliche Verläufe einer binären Erkennung einer dynamischen Fahrsituation, von Beschleunigung, Ruck sowie Antriebs- und Bremsmoment des Kraftfahrzeugs 1.
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In einem ersten Diagramm I ist eine Erkennung einer dynamischen Fahrsituation D als binärer Wert dargestellt, also Null als „dynamische Fahrsituation nicht erkannt“ und Eins (beziehungsweise ein von Null verschiedener Wert) als „dynamische Fahrsituation erkannt“.
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In einem zweiten Diagramm II sind Beschleunigungen und Beschleunigungsdifferenzen über die Zeit t aufgetragen. So ist zum einen der zeitliche Verlauf einer Soll-Beschleunigung a1, einer Ist-Beschleunigung a2 sowie einer Differenz Δa, gebildet durch Subtraktion der Ist-Beschleunigung a2 von der Soll-Beschleunigung a1, dargestellt. Außerdem ist ein erster negativer Grenzwert G1 für die Differenz Δa eingezeichnet.
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In einem dritten Diagramm III sind ein Soll-Ruckj und eine Differenz Δj, gebildet durch Subtraktion eines nicht dargestellten Ist-Rucks von dem Soll-Ruck j, über die Zeit t aufgetragen. Der Soll-Ruck j stellt die zeitliche Ableitung der Soll-Beschleunigung a1, der Ist-Ruck die zeitliche Ableitung der Ist-Beschleunigung a2, und die Differenz Δj die zeitliche Ableitung der Differenz Δa dar. Außerdem sind ein zweiter negativer Grenzwert G2 für den Soll-Ruck j und ein dritter negativer Grenzwert G3 für die Differenz Δj eingezeichnet.
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In einem vierten Diagramm IV sind schließlich noch ein Antriebsmoment M1 der Antriebseinheit 6 sowie ein Bremsmoment M2 des Bremssystems 2 über die Zeit t aufgetragen. Außerdem ist ein Drehmoment-Grenzwert G4 für das Antriebsmoment M1 eingezeichnet.
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Der zeitliche Ablauf bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens stellt sich wie folgt dar: zu einem ersten Zeitpunkt t1 unterschreitet die Differenz Δj den dritten Grenzwert G3. Zu einem zweiten Zeitpunkt t2 nach dem ersten Zeitpunkt t1 unterschreitet der Soll-Ruck j den zweiten Grenzwert G2. Zu einem dritten Zeitpunkt t3 nach dem zweiten Zeitpunkt t2 unterschreitet die Differenz Δa den ersten Grenzwert G1.
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Damit sind alle drei Grenzwerte G1, G2, G3 unterschritten und, wie vorstehend für den Schritt S2 des Verfahrens beschrieben, die Voraussetzungen für die dynamische Fahrsituation D gegeben, sodass diese nun erkannt ist. Der Wert in dem ersten Diagramm I für die dynamische Fahrsituation D ändert sich entsprechend zu dem Zeitpunkt t3 von Null auf den von Null verschiedenen binären Wert.
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Das Verfahren befindet sich nun also in dem Schritt S3. Noch wird allerdings der Aktuator 5 nicht zum Erzeugen des Bremsdrucks angesteuert, weil das Antriebsdrehmoment M1 noch den Grenzwert G4 überschreitet. Entsprechend ist das Bremsmoment M2 noch gleich Null. Erst zu einem vierten Zeitpunkt t4 nach dem dritten Zeitpunkt t3 wird der Grenzwert G4 unterschritten.
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Ab dem vierten Zeitpunkt t4 wird entsprechend der Aktuator 5 angesteuert, sodass ein Bremsmoment M2 erzeugt wird, was im Unterschied zu dem Antriebsdrehmoment M1 als negatives Moment dargestellt ist. Nach dem vierten Zeitpunkt t4 verringert sich das Antriebsdrehmoment M1 weiter, bis es ebenfalls negativ wird und als Motorbremsmoment wirkt. Auch geht zu dem vierten Zeitpunkt t4 die Soll-Beschleunigung a1 in eine Verzögerung über beziehungsweise wird negativ.
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Zu einem fünften Zeitpunkt t5 nach dem vierten Zeitpunkt t4 wird der erste Grenzwert G1 nach Unterschreiten erstmalig wieder überschritten. Die dynamische Fahrsituation D wird nun als beendet erkannt, sodass in dem ersten Diagramm I entsprechend der Wert für die dynamische Fahrsituation D sich wieder auf Null ändert. Der Bremsvorgang wird weiter geregelt, bis im weiteren Zeitverlauf die Soll-Beschleunigung a1 der Ist-Beschleunigung a2 zumindest annähernd entspricht beziehungsweise die Differenzen Δa und Δj Null werden. Das Verfahren ist dann beendet.
