DE112005001001B4

DE112005001001B4 - Verfahren für die Steuerung eines Bremssystems eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE112005001001B4
Application number: DE112005001001.5T
Authority: DE
Inventors: Gunther Buschmann; Dr. Albrich von Albrichsfeld Christian
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2004-05-03
Filing date: 2005-04-29
Publication date: 2022-04-28
Anticipated expiration: 2025-04-30
Also published as: WO2005110827A1; DE112005001001A5

Abstract

Verfahren für die Steuerung eines Bremssystems (1) eines Kraftfahrzeuges, das eine elektrisch-regenerative Bremse und eine Anzahl von Reibbremsen (2) aufweist, dessen Gesamtverzögerung sich aus Verzögerungsanteilen der Reibbremsen (2) und der elektrisch-regenerativen Bremse zusammensetzt, dadurch gekennzeichnet, dass das von der elektrisch-regenerativen Bremse aufgebrachte Bremsmoment ab einem wählbaren Grenzwert in solcher Weise reduziert wird, dass sich das Verhältnis der Bremskraftverteilung zwischen den zwei Achsen des Fahrzeuges ändert, wobei der Grenzwert so gewählt wird, dass die Reduzierung noch vor dem Eintritt eines ABS-Eingriffs erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Steuerung eines Bremssystems, insbesondere für die Steuerung eines regenerativen Bremssystems mit einer Anzahl von Reibbremsen und einer elektrisch-regenerativen Bremse für einKraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft weiterhin ein regeneratives Bremssystem für ein Kraftfahrzeug.
Der Zweck von regenerativen Bremssystemen bei Kraftfahrzeugen besteht darin, zumindest einen Teil der beim Bremsen umgesetzten kinetischen Energie im Kraftfahrzeug zu speichern und für den Antrieb des Kraftfahrzeuges wiederzuverwenden. Dadurch kann der Energieverbrauch des Kraftfahrzeuges insgesamt gesenkt, der Wirkungsgrad erhöht und der Betrieb damit wirtschaftlicher gestaltet werden. Kraftfahrzeuge mit einem regenerativen Bremssystem,weisendazu in der Regel verschiedene Arten von Bremsen auf, die auch Bremsaktuatoren genannt werden.
Dabei werden in der Regel hydraulisch betätigte Reibbremsen, wie sie aus üblichen Kraftfahrzeugen bekannt sind, und mindestens eine elektrisch-regenerative Bremse in Form eines Generators eingesetzt. Der Bremsdruck für die Reibbremsen wird wie bei konventionellen Reibbremsen über ein Bremsdruckerzeugungsmittel oder über die Bremspedalbetätigung aufgebracht. Die elektrisch-regenerative Bremse ist in der Regel als elektrischer Generator ausgebildet, über den zumindest ein Teil der gesamten Bremsleistung aufgebracht wird. Die gewonnene elektrische Energie wird in ein Speichermedium wie beispielsweise eine Bordbatterie ein- oder zurückgespeist und für den Antrieb des Kraftfahrzeuges über einen geeigneten Antrieb wiederverwendet.
Regenerative Bremssysteme können als sogenannte serielle regenerative Konzepte ausgeführt werden, bei denen der Anteil des Bremsmomentes, der vom Generator aufgebracht wird, möglichst hoch ist und die Reibbremsen nur,die noch verbleibende Differenz zum Bremswunsch des Fahrers aufbringen. Weiterhin sind auch parallele und zudem noch sogenannte schleppmomentbasierte regenerative Konzepte bekannt, bei denen das Bremsmoment auf die Bremsaktuatoren in vorbestimmten Verhältnissen aufgeteilt wird. Weiterhin sind Mischkonzepte dieser Bremskonzepte bekannt. Allen Systemen gemeinsam ist, dass zumindest in einigen Bereichen des aufzubringenden Bremsmomentes mit mehreren Bremsaktuatoren gleichzeitig gebremst wird, so dass sich die Gesamtverzögerung aus den Verzögerungsanteilen der Bremsaktuatoren zusammensetzt.
Bei der Realisierung regenerativer Bremssysteme kann das Kraftfahrzeug an einer, an mehreren oder auch an allen Achsen des Kraftfahrzeuges mit Reibbremsen verzögert werden, indem jedes Rad der entsprechenden Achsen mit einer Reibbremse versehen ist. Der elektrisch-regenerative Generator ist in der Regel jedoch nur mit einer Achse des Kraftfahrzeuges verbunden, so dass nur über diese Achse regeneratives Bremsmoment aufgebaut werden kann. Der Grund für diese Anordnung ist, dass der Generator in der Regel auch für einen Antrieb des Kraftfahrzeugs verwendet wird und man sowohl beim regenerativen Bremsen als auch beim Antrieb des Kraftfahrzeuges über den Generator einen möglichst hohen Wirkungsgrad erreichen möchte. Dazu wird in der Regel eine möglichst geringe Reibung angestrebt, so dass der Generator üblicherweise nur mit einer Achse des Kraftfahrzeuges verbunden ist. Der Antrieb bzw. das Abbremsen mit mehreren Achsen würde die Reibung erhöhen und damit den Wirkungsgrad verschlechtern.
Bei einem Personenkraftwagen mit vier Rädern wird daher üblicherweise regeneratives Bremsmoment entweder an der vorderen oder an der hinteren Achse aufgebracht, während üblicherweise alle vier Räder eine Reibbremse aufweisen, so dass an allen Achsen Bremsmoment über Reibbremsen aufgebracht, werden kann. Alternativ zu diesem Konzept lässt sich auch ein so genanntes Allradkonzept realisieren, bei dem der Generator mit beiden Achsen verbunden ist. Diese Alternative weist allerdings aufgrund der höheren Reibung einen schlechteren Wirkungsgrad auf.
Nachteilig an der beschriebenen Bremskonfiguration mit einem regenerativen Bremsmoment an lediglich einer Achse ist, dass bei einer zumindest anteilig regenerativen Bremsung keine ideale Bremskraftverteilung vorliegt. So kann es insbesondere bei seriellen regenerativen Konzepten, aber auch bei parallelen und Mischkonzepten, dazu führen, dass die vom Generator verzögerte Achse das Kraftfahrzeug anteilig stärker verzögert als es der idealen Bremskraft für diese Achse beim gegebenen Fahrzustand entspricht, indem ein erheblicher Teil des Gesamtbremsmoments von dem Generator aufgebracht wird. Dieser Effekt wird auch als Überbremsen der jeweiligen Achse bezeichnet. Bei Personenkraftwagen mit zwei Achsen kann es daher zum Überbremsen der vorderen oder der hinteren Achse des Kraftfahrzeuges kommen, je nachdem mit welcher Achse der Generator verbunden ist. Bei Allradkonzepten entspricht die Aufteilung des regenerativen Bremsmoments nur in den seltensten Fällen der Bremsmomentaufteilung der Reibbremsen, so dass auch nur im allgemeinen ein Überbremsen einer der Achsen auftritt.
Nachteilig und problematisch beim Überbremsen ist, dass die überbremsten Räder schneller und stärker in Schlupf geraten können als die anderen. Dies kann dazu führen, dass durch den Radschlupf eine ABS (Anti-Blockier-System)-Bremsung ausgelöst wird, welche bei einer idealen Bremskraftverteilung nicht aufgetreten wäre. Dies führt im allgemeinen zu einer vollständigen Reduzierung des regenerativen Bremsmoments und somit zu einer Annäherung an die ideale Bremskraftverteilung, so dass sich in diesem Fall nach kurzer ABS-Bremsung wieder eine Normalbremsung nur mit Reibbremsen einstellt, bei der die Bremskraftverteilung verbessert bzw. ausgeglichener ist. Dieser Vorgang führt zu einem instabilen Bremsgefühl des Fahrers. Besonders nachteilig und unangenehm für den Fahrer wirken sich die beschriebenen Bremseffekte, bei denen durch das Überbremsen an einer Achse ABS-Bremsungen auftreten, bei Kurvenfahrten und hohen Verzögerungswerten aus. Insbesondere wenn die elektrisch-regenerative Bremse nur oder verstärkt auf die Hinterachse wirkt, besteht dabei die zusätzliche Gefahr des Auftretens fahrdynamisch instabiler Zustände.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die Steuerung eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs, das mindestens eine elektrisch regenerative Bremse, insbesondere einen Generator, und eine Anzahl von Reibbremsen aufweist, und dessen Gesamtverzögerung sich aus Verzögerungsanteilen der Reibbremsen und der elektrisch-regenerativen Bremse zusammensetzt, anzugeben, bei dem selbst bei vergleichsweise starker Abweichung von der idealen Bremskraftverteilung der Verzögerungswirkung der elektrisch regenerativen Bremse, insbesondere auf nur eine Achse des Kraftfahrzeugs, bei einem hohen Bremsanteil der elektrisch regenerativen Bremse eine besonders hohe Stabilität des Bremsvorgangs erreichbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem das von der elektrisch-regenerativen Bremse aufgebrachte Bremsmoment ab einem vorgegebenen Grenzwert reduziert wird.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass bei der Auslegung eines regenerativen Bremssystems mit einer Anzahl von Reibbremsen und einer elektrisch-regenerativen Bremse grundsätzlich ein Zielkonflikt zwischen einer möglichst hohen Energierückgewinnung mit einem hohen Anteil der elektrisch-regenerativen Bremse einerseits und einer hohen Stabilität des Bremsvorgangs andererseits besteht, wenn die durch die elektrisch-regenerative Bremse vorgegebene Bremskraftverteilung stark von der idealen oder der durch die Reibbremsen vorgegebenen Bremskraftverteilung abweicht. Eine derartige starke Abweichung liegt insbesondere vor, wenn die elektrisch-regenerative Bremse lediglich mit einer Achse verbunden ist. Dazu kommt es, weil sich bei einer Erhöhung des regenerativen Bremsmomentanteils die Bremskraftverteilung zugunsten derjenigen Achse verschiebt, über die der regenerative Bremsmomentanteil aufgebracht wird, und diese Achse überbremst wird.
Die Erfindung geht weiterhin von der Überlegung aus, dass eine ABS-Bremsung, die durch erhöhten Schlupf mindestens eines Rades an einer überbremsten Achse auftritt,bei ansonsten gleichen Randbedingungen bei einer niedrigeren Verzögerung auftritt als eine ABS-Bremsung, bei der keine Überbremsung einer Achse vorliegt bzw. bei der die Bremskraftverteilung zwischen den Achsen optimal oder ideal ist. Um den Zielkonflikt zwischen einem hohen Bremskomfort und einer hohen Energierückgewinnung zu optimieren, sollte der Bremsmomentanteil der elektrisch-regenerativen Bremse ab derjenigen Verzögerung, ab der eine ungewollte ABS-Bremsung eintreten würde, reduziert werden, so dass sich die Bremskraftverteilung zwischen den Achsen stärker an die ideale angleicht. Deshalb wird das von der elektrisch regenerativen Bremse aufgebrachte Bremsmoment ab einem wählbaren Grenzwert reduziert, so dass sich der Bremsmomentanteil der Reibbremsen entsprechend erhöht. Die Schwellen hierfür sollten dabei abhängig vom fahrdynamischen Verhalten des Fahrzeugs und der regenerativen Bremskraftverteilung gewählt werden. Insbesondere bei regenerativen Bremskonzepten, die die Hinterachse überbremsen, sind diese Schwellen enger zu wählen.
Auch bei fahrdynamisch eher als kritisch angesehenen Manövern sind diese Schwellen eher enger auszulegen.
Um eine Ausgleichung der Bremskraftverteilung zu erreichen und damit eine bei einer vergleichsweise niedrigen Verzögerung einsetzende ABS-Bremsung zu vermeiden, wird das Bremsmoment der elektrisch-regenerativen Bremse vorteilhafterweise ab dem wählbaren Grenzwert direkt auf null reduziert. Ab dem Erreichen des Grenzwertes erfolgt so eine Abbremsung, bei der lediglich Bremsmoment mit den Reibbremsen aufgebracht wird. Ein Überbremsen einer Achse wird daher ab diesem Grenzwert vermieden.
Um bei einer, Überschreitung des Grenzwertes weiterhin Bremsmoment über die elektrisch-regenerative Bremse aufbringen zu können und damit eine hohe Energierückgewinnung zu erreichen, wird das Bremsmoment der elektrisch-regenerativen Bremse ab dem wählbaren Grenzwert zweckmäßigerweise kontinuierlich reduziert.
Besonders geeignet ist dabei vorzugsweise eine lineare Reduzierung des Bremsmomentes der elektrisch regenerativen Bremse ab einer Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeuges von etwa 0,15 g bis zu einer Längsbeschleunigung von etwa 0,35 g auf null.
Für eine geregelte Reduzierung des Bremsmomentes der elektrisch-regenerativen Bremse wird die Bremskraftverteilung ab dem wählbaren Grenzwert vorteilhafterweise in einem wählbaren Korridor um die ideale Bremskraftverteilung gehalten. Der Korridor ist dabei zweckmäßigerweise von der Längs- und/ oder Querbeschleunigung des Kraftfahrzeuges abhängig. Dabei kann über die Verwendung der Längs- und/oder Querbeschleunigung als Steuergröße für den Korridor insbesondere auch die achsweise und/oder seitenweise Schlupfdifferenz der Räder des Kraftfahrzeuges verwendet werden. Dabei erfolgt eine Adaption an den aktuellen Reibwert zwischen den Rädern bzw. Reifen des Kraftfahrzeuges und der Fahrbahn.
Für eine weitere Optimierung zwischen einer hohen Energierückgewinnung und einem komfortablen Bremsverhalten wird das Bremsmoment der elektrisch regenerativen Bremse vorzugsweise ab dem wählbaren Grenzwert derart reduziert, dass sich die Bremskraftverteilung auf die Achsen des Kraftfahrzeuges zweckmäßigerweise in vorbestimmten Sollwerten annähert. Dabei können die Sollwerte gerade insbesondere so gewählt sein, dass keine frühzeitigen ABS-Bremsungen durch ein Überbremsen auftreten.
Als Grenzwert, ab der das Bremsmoment der elektrisch-regenerativen Bremse reduziert wird, wird vorzugsweise eine maximale Quer- oder Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeuges gewählt.
Dabei ist vorteilhafterweise besonders eine maximale Querbeschleunigung von etwa 0,2 g und eine maximale Längsbeschleunigung von etwa 0,25 g geeignet. Als Auslöser für den Eingriff in die Momentenverteilung kann dabei ein direkt über eine entsprechende Meßsonde ermittelter Istwert für die Längs- oder Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs mit dem Grenzwert verglichen werden. Alternativ kann ein geeigneter Kennwert aber auch aus geeigneten, ihrerseits gemessenen Hilfsgrößen wie beispielsweise dem Lenkradwinkel, der Pedalstellung und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit abgeleitet oder errechnet und anschließend dem Vergleich mit dem Grenzwert zugrunde gelegt werden.
Alternativ kann zweckmäßigerweise auch eine Kombination aus Quer- und Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeuges als Grenzwert gewählt werden. Dabei kann vorzugsweise eine maximale oder auch eine gewichtete Summe aus Quer- und Längsbeschleunigung der Räder des Kraftfahrzeuges als Grenzwert gewählt werden. Diese beträgt vorteilhafterweise etwa 0,25 g.
Um zu vermeiden, dass mit der angestrebten Verhinderung einer Überbremsung einzelner Achsen eine unerwünschte Reduktion des insgesamt verfügbaren Bremsmoments und somit der Bremsleistung des Kraftfahrzeugs einhergeht, wird vorteilhafterweise die Reduktion des von der elektrisch-regenerativen Bremse aufgebrachten Bremsmoments annähernd durch eine Erhöhung des Bremsmoments der Reibbremsen kompensiert. Diese Kompensation kann auf unterschiedliche Arten erfolgen. Beispielsweise kann dabei vorgesehen sein, Bremsmoment gezielt von einer überbremsten auf eine unterbremste Achse zu verlagern. Dazu wird vorteilhafterweise das Bremsmoment für die , Reibbremsen an denjenigen Rädern des Kraftfahrzeugs erhöht, die nicht von der elektrisch-regenerativen Bremse gebremst sind. Vorzugsweise erfolgt die Erhöhung dabei aber nur so lange, bis die solchermaßen mehr beaufschlagten Reibbremsen ebenfalls in den Zustand der Überbremsung übergehen.
Alternativ oder zusätzlich kann aber auch vorgesehen sein, bei der Übernahme des Bremsmoments durch die Reibbremsen eine anhand anderer Kriterien vorgegebene Momentenverteilung zu approximieren. Dazu wird vorteilhafterweise das Bremsmoment der Reibbremsen entsprechend einer vorgegebenen Bremsmomentenverteilung erhöht. Vorzugsweise wird dabei als vorgegebene Bremsmomentenverteilung die sich durch die Bremsenauslegung ergebende Verteilung gewählt.
Vorteilhafterweise weist ein regeneratives Bremssystem eines Kraftfahrzeuges eine Steuereinheit auf, über die das Bremssystem mit einem oben beschriebenen Verfahren steuerbar ist.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass sich durch das oben beschriebene Verfahren die Stabilität des Kraftfahrzeuges beim Abbremsen durch eine Annäherung des Bremsverhaltens, an eine ideale Bremskraftverteilung erhöht. Dadurch kann insbesondere auch verhindert werden, dass durch Überbremsen einzelner Räder die regenerative Bremsung durch eine ABS-Bremsung abgebrochen wird. Dadurch kann auch der Verzögerungsbereich, in dem eine regenerative Bremsung stattfinden kann, vergrößert werden, so dass eine höhere Energierückgewinnung erreicht werden kann. Mit dem Verfahren lässt sich ein guter Kompromiß zwischen einer hohen Fahrstabilität und einer möglichst hohen Energierückgewinnung ermöglichen, indem die regenerative Bremsung nicht bis zu einer ABS-Bremsung durchgeführt wird, sondern der Bremsmomentanteil der elektrisch-regenerativen Bremse derart reduziert wird, dass eine eventuelle ABS- Bremsung möglichst erst dann auftritt, wenn sie bei einer Bremsung ausschließlich mit Reibbremsen auch auftreten würde.
Ein Ausführungsbeispiel wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

1 den Prinzipschaltplan eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs, und
2 bis 8 jeweils schematisch die Bremskraftverteilung eines Bremssystems eines Kraftfahrzeuges mit zwei Achsen.

Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
In 1 ist ein Prinzipschaltplan eines Bremssystems 1 für ein Kraftfahrzeug dargestellt. Bei dem Bremssystem 1 handelt es sich um ein regeneratives Bremssystem 1, das neben den vier Reibbremsen 2 auch einen elektrischen Generator 4 zur Erzeugung von elektrischer Energie aufweist. Der für die Reibbremsen 2 benötigte Bremsdruck wird über das Brems-, pedal 6 mit dem Hauptbremszylinder 8 aufgebracht. Dabei wird vom Hauptbremszylinder 8 Bremsmittel B über die Hydraulikleitungen 10 zu den Reibbremsen 2 gedrückt. Der Hauptbremszylinder 2 ist zur Trennung der Bremskreise als Tandemhauptzylinder ausgelegt. Zur Vereinfachung der Darstellung sind dabei Komponenten eines zugeordneten ABS- oder ESP-Systems und deren Verschaltung nicht näher gezeigt.
Das Bremssystem 1 ist für eine hohe Energierückgewinnung ausgelegt. Dabei setzt sich die Gesamtverzögerung des Kraftfahrzeugs bei einem Bremsvorgang aus Verzögerungsanteilen des Generators 4 und den Reibbremsen 2 zusammen. Dabei können je nach Fahrzeugauslegung lediglich die beiden vorderen Räder bzw. die vordere Achse des Kraftfahrzeuges lediglich die beiden hinteren Räder oder auch sämtliche Räder mit dem Generator 4 verbunden sein. Damit beim Abbremsen kein zu starkes Überbremsen einzelner mit dem Generator 4 verbundene Räder eintritt und damit durch einen erhöhten Schlupf an der jeweiligen Achse keine frühzeitige ABS-Bremsung stattfindet, wird das Bremsmoment des Generators 4 entsprechend begrenzt. Um dafür den Generator 4 entsprechend anzusteuern, weist das Bremssystem 1 eine Steuereinheit 12 auf, die dem Generator 4 ein Sollbremsmoment vorgibt.
Zur Verdeutlichung der möglichen Bremskraftverteilungen sind in den 2 bis 8 schematisch in Form von Diagrammen die auf die Vorder- und auf die Hinterachse ausgegebenen Bremskräfte dargestellt. Die x-Achse zeigt dabei jeweils die Bremskraft FV auf die Vorderräder, hier dargestellt als Verzögerung, ing. wohingegen auf der y-Achse die Bremskraft FH auf die Hinterräder aufgetragen ist. Ein durch die Koordinaten x,y festgelegter Punkt in diesen Diagrammen gibt somit in der Art eines Arbeitspunktes für die Bremskraftverteilung die Relation von auf die Hinterräder und auf die Vorderräder ausgegebenem Bremsmoment wieder. Die im Hinblick auf hohe Bremswirkung ideale Bremskraftverteilung ist dabei jeweils durch die Linie 14 repräsentiert.
Bei dem generatorisch erzeugten Bremsmoment wird im allgemeinen nicht die ideale Bremskraftverteilung eingestellt, da dieses Bremsmoment im allgemeinen über den Antriebsstrang ausgeübt wird und daher durch die Konfiguration des Antriebsstranges vorgegeben ist. So wird z.B. bei einem Vorderradantrieb, dessen Betriebsdiagramm in 2 gezeigt ist, das gesamte über den Generator erzeugte Bremsmoment auf die Vorderachse ausgeübt. Dies ist in 2 durch die Linie 16 charakterisiert, deren Länge in Abhängigkeit von den aktuellen Betriebsbedingungen, Generatorleistung, Fahrzeugmasse und dergleichen variieren kann. Bei einer durch die Linie 18 charakterisierten eingestellten Bremskraftverteilung für die Reibbremsen resultiert schließlich die durch die Linie 20 charakterisierte gesamte Bremskraftverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse.
Analoges gilt für die Bremskraftverteilung bei einem Hinterradantrieb, wie in 3 als Diagramm dargestellt, und bei einem Allradantrieb, bei dem der Generator ebenso der Antriebsübersetzung folgt, wobei das Bremsmoment entsprechend der Verteilung des Antriebsmomentes aufgebracht wird (siehe 4).
Im Gegensatz dazu ist im Diagramm nach 5 dargestellt, wie im Falle einer ausschließlichen Bremsung mit den Reibbremsen die Bremskraftverteilung derart eingestellt wird, dass die für eine möglichst hohe Stabilität des Bremsvorgangs ideale oder bestmögliche Bremskraftverteilung gemäß Linie 14 weitestgehend approximiert wird. Aus einem Vergleich mit den vorangehenden Figuren wird deutlich, dass beim Bremsen ein Zielkonflikt existiert zwischen einer möglichst hohen Ausnutzung des regenerativen Bremsmoments (Bremsen nur über Generator mit hoher Energierückgewinnung; 2 und/oder 3 und/oder 4) und einer möglichst hohen Stabilität des Bremsvorgangs (Bremsen nur über Reibungsbremse mit idealer bzw. eingestellter Bremskraftverteilung; 5).
Aktuell wird bei Hybridfahrzeugen zumeist (soweit der Elektromotor das Moment aufbringen kann) reinregenerativ gebremst, somit bei reinem Vorderradantrieb vorne und bei reinem Hinterradantrieb hinten überbremst. Bei Allradantrieb ist die Überbremsung einer Achse abhängig von der Antriebskraftverteilung im Vergleich zur Lage der idealen Bremskraftverteilung. Dies kann bei manchen Konfigurationen beispielsweise zu einem Überbremsen der Hinterachse oberhalb einer gewissen Verzögerung und zu einem Überbremsen der Vorderachse bei kleinen Verzögerungen führen. In jedem Fall führt die auftretende Überbremsung dazu, dass die überbremsten Räder schneller in den Schlupf kommen und eine ABS-Bremsung ausgelöst werden kann, teilweise auch in einem Fahrzustand, der bei optimaler Ausnutzung des Reibwertes entsprechend der idealen bzw. eingestellten Bremskraftverteilung eine ABS-Bremsung nicht erfordert hätte. Die ABS-Bremsung führt dann zu einer vollständigen Reduzierung des regenerativen Bremsmoments, das Fahrzeug wird nur noch über, die Reibungsbremse abgebremst und es stellt sich nach kurzer ABS-Bremsung wieder eine Normalbremsung, diesmal jedoch mit der eingestellten Bremskraftverteilung, ein. Besonders unangenehm wirkt sich dieses Verhalten bei Kurvenfahrten und bei höheren Verzögerungen aus. Daher ist nunmehr ein Verfahren vorgesehen, das in diesen Situationen in Abhängigkeit der Längs- oder Querbeschleunigung in Stufen oder kontinuierlich das regenerative Bremsmoment verringert und entsprechend den Anteil der Reibkraftbremse erhöht.
Dieses kann über mehrere Maßnahmen erfolgen:

1. Einführung von Schwellen für Längs- und/oder Querbeschleunigung, oberhalb derer keine regenerative Bremsung stattfindet. Beispielsweise,ab einer Längsbeschleunigung von mehr als 0,25 g oder einer Querbeschleunigung von mehr als 0,2 g oder einer Summe oder gewichteten Summe aus Längs- und Querbeschleunigung von mehr als 0,25g erfolgt die Bremsung nur über die Reibkraftbremse.
2. Kontinuierliche Rücknahme des regenerativen Bremsmoments in Abhängigkeit von der Längs- und/oder Querbeschleunigung. Beispielsweise ab 0,15g Längsbeschleunigung erfolgt eine lineare Reduktion des regenerativen Bremsmoments bis auf 0 bei 0,35g. Entsprechend Punkt 1 kann dieses auch bei Quer- bzw. Kombination von Längs- und Querbeschleunigung erfolgen.
3. Eine vorteilhafte Ausprägung des zweiten Verfahrens besteht darin, das regenerative Bremsmoment nicht kontinuierlich zurückzunehmen, sondern die Rücknahme so zu steuern, dass versucht wird, in einen festgelegten, evtl. von der Längs- und/oder Querbeschleunigung des Fahrzeugs abhängigen Korridor um die ideale Bremskraftverteilung durch Rücknahme des regenerativen Bremsmoments und Erhöhung des Bremsmoments der Reibkraftbremse zu gelangen.
4. Während die oberen beiden Verfahren nur eine gesteuerte Rücknahme des regenerativen Bremsmoments vorsehen, kann dieses auch geregelt in Abhängigkeit der achsweisen und/oder seitenweisen Schlupfdifferenz erfolgen. Im Gegensatz zu den oberen beiden Verfahren bietet dieses den Vorteil, dass hierbei eine Adaption an den aktuellen Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahn erfolgt.

Eine teilweise Übernahme des Bremsmoments durch die Reibkraftbremse kann dabei auf unterschiedliche Arten erfolgen. So kann dieses durch Erhöhung des Bremsdruckes nur auf der unterbremsten Achse bei möglichst geringer Reduzierung des regenerativen Bremsmoments erfolgen. Dies ist beispielhaft für den Fall eines Vorderradantriebs im Diagramm nach 6 gezeigt. Wie durch die Linie 16 angedeutet, wirkt in diesem Fall das regenerative Bremsmoment nur auf die Vorderachse. Um das durch die Linie 14 repräsentierte ideale Bremsenverhältnis zu approximieren, werden die Reibbremsen der Hinterachse gezielt mit zusätzlichem Bremsmoment beaufschlagt, wie dies durch die Linie 22 dargestellt ist.
Es sind auch weitere Kriterien, nach denen eine Erhöhung des Bremsmoments erfolgen kann, denkbar wie z.B. eine Erhöhung entsprechend der eingestellten Bremskraftverteilung der Reibungsbremse. Dies ist beispielhaft in 7 gezeigt. Dabei wird das durch die Linie 14 repräsentierte ideale Bremsenverhältnis ausgehend vom durch die Linie 16 repräsentierten regenerativen Bremsmoment dadurch angenähert, dass die Reibungsbremsen entsprechend der eingestellten Momentenverteilung der Reibbremseneinstellung mit zusätzlichem Bremsmoment beaufschlagt werden. Dies ist durch die Linie 24 dargestellt.
Die Art der Steuerung lässt sich auch aus 8 erkennen, in der ebenfalls die Bremskraftverteilung zwischen der vorderen und der hinteren Achse dargestellt ist. In Linie 14 ist dabei wiederum die ideale Bremskraftverteilung zwischen vorderer und hinterer Achse gezeigt. Dabei ist auf der x-Achse der Bremskraftanteil der vorderen Achse und auf der y-Achse der Bremskraftanteil der hinteren Achse abgetragen. Für eine hohe Energierückgewinnung bzw. einen hohen Bremsmomentanteil des Generators 4 wird das Kraftfahrzeug bei einer Verzögerung von 0 bis 0,25 g alleine durch den Generator 4 verzögert, wie sich aus Linie 16 ergibt. Bei Verzögerungswerten, die darüber hinaus gehen, erfolgt die zusätzliche Verzögerung über die Reibbremsen 2. Das Bremsmoment des Generators 4 wird also auf einen Wert begrenzt, der einer Verzögerung von 0,25 g des Kraftfahrzeuges entspricht. Die Linien 26 und 28 zeigen, wie von dort an die Bremskraftanteile der hinteren und vorderen Reibbremsen 2 ansteigen. Die sich ergebende gemeinsame zusätzliche Verzögerung der vorderen und hinteren Reibbremsen 2 ergibt sich aus Linie 30.
Bezugszeichenliste

1: Bremssystem
2: Reibbremse
4: Generator
6: Bremspedal
8: Hauptbremszylinder
10: Hydraulikleitung
12: Steuereinheit
14-30: Linie
B: Bremsmittel
FV: Bremskraftanteil der Vorderachse
FH: Bremskraftanteil der Hinterachse

Claims

Verfahren für die Steuerung eines Bremssystems (1) eines Kraftfahrzeuges, das eine elektrisch-regenerative Bremse und eine Anzahl von Reibbremsen (2) aufweist, dessen Gesamtverzögerung sich aus Verzögerungsanteilen der Reibbremsen (2) und der elektrisch-regenerativen Bremse zusammensetzt, dadurch gekennzeichnet, dass das von der elektrisch-regenerativen Bremse aufgebrachte Bremsmoment ab einem wählbaren Grenzwert in solcher Weise reduziert wird, dass sich das Verhältnis der Bremskraftverteilung zwischen den zwei Achsen des Fahrzeuges ändert, wobei der Grenzwert so gewählt wird, dass die Reduzierung noch vor dem Eintritt eines ABS-Eingriffs erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Bremsmoment der elektrisch-regenerativen Bremse ab dem wählbaren Grenzwert direkt auf null reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Bremsmoment der elektrisch-regenerativen Bremse ab dem wählbaren Grenzwert kontinuierlich reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Bremsmoment der elektrisch-regenerativen Bremse ab dem wählbaren Grenzwert in einem wählbaren Korridor gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der wählbare Korridor von der Längs- und/oder Querbeschleunigung der Räder des Kraftfahrzeuges abhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem der Korridor derart gewählt wird, dass er unter Berücksichtigung der Bremskraft der Reibbremsen einen Korridor um die ideale Bremskraftverteilung approximiert.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Bremsmoment der elektrisch-regenerativen Bremse ab dem wählbaren Grenzwert derart reduziert wird, dass sich die Bremskraftverteilung der Achsen des Kraftfahrzeuges vorbestimmten Sollwerten annähert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem eine maximale Quer- oder Längsbeschleunigung der Räder des Kraftfahrzeuges als Grenzwert gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die maximale Querbeschleunigung etwa 0,2 g beträgt.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die maximale Längsbeschleunigung etwa 0,25 g beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem eine Kombination aus Quer- und Längsbeschleunigung der Räder des Kraftfahrzeuges als Grenzwert gewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem eine maximale, einfache oder gewichtete, Summe aus Quer- und Längsbeschleunigung der Räder des Kraftfahrzeuges als Grenzwert gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die maximale Summe aus Quer- und Längsbeschleunigung etwa 0,25 g beträgt.
Verfahren nach einen der Ansprüche 1 bis 13, bei dem das Bremsmoment der elektrisch regenerativen Bremse ab einer Längsbeschleunigung von etwa 0,15 g linear bis zu einer Längsbeschleunigung von etwa 0,35 g der Räder des Kraftfahrzeuges auf null reduziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem der Grenzwert in Abhängigkeit von einer ermittelten achsweisen und/oder seitenweisen Schlupfdifferenz der Fahrzeugräder gewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem die Reduktion des von der elektrisch-regenerativen Bremse aufgebrachten Bremsmoments annähernd durch eine Erhöhung des Bremsmoments der Reibbremsen (2) kompensiert wird.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem das Bremsmoment für die Reibbremsen (2) an denjenigen Rädern des Kraftfahrzeugs erhöht wird, die nicht von der elektrisch-regenerativen Bremse gebremst sind.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem das Bremsmoment der Reibbremsen (2) entsprechend einer vorgegebenen Bremsmomentenverteilung erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem als vorgegebene Bremsmomentenverteilung die sich durch die Bremsenauslegung ergebende Verteilung gewählt wird.
Bremssystem (1) eines Kraftfahrzeuges, das eine elektrisch-regenerative Bremse, eine Anzahl von Reibbremsen (2) und eine Steuereinheit (6) aufweist, dessen Gesamtverzögerung sich aus Verzögerungsanteilen der Reibbremsen (2) und der elektrisch-regenerativen Bremse zusammensetzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem (I) über eine Steuereinheit (12) mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15 steuerbar ist.