WO2018059800A1 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines kraftfahrzeugs, kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines kraftfahrzeugs, kraftfahrzeug Download PDF

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wheel
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PCT/EP2017/069511
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Thomas Schmidt
Alfred Strehle
Markus Mengelkamp
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a motor vehicle, which has a primary brake system and a secondary brake system, wherein each wheel of the motor vehicle is assigned a hydraulically operable by the brake system wheel brake, and wherein in an emergency braking operation secondary brake system is controlled such that the wheel brakes each generate the same braking force.
  • the invention relates to an apparatus for operating a
  • Motor vehicle having a primary brake system and a secondary brake system
  • Wheel brake is associated with a control device which is adapted to control in a failure of the primary brake system in an emergency braking operation, the secondary brake system such that the wheel brakes generate the same braking force.
  • the invention relates to a motor vehicle with a corresponding
  • Vehicle brake systems of motor vehicles fulfill, in addition to vehicle-stabilizing functions, the
  • ESP electronic stability program
  • ABS automatic braking system
  • a brake booster which may be formed electromechanically or hydraulically working. It is also known to activate assisting or partially assisting functions and / or actively modulating a hydraulic braking pressure or a hydraulic braking force on the wheel brakes of the vehicle braking system without active involvement of the driver
  • the primary brake system or the primary actuator system is understood to mean, in particular, that actuator system in the environment of the automated or autonomous driving, which in the error-free brake system state, the stabilization function for the
  • EPS EPS
  • secondary brake system a secondary actuator which assumes the stabilization task, at least to a certain extent in the event of a fault of the primary brake system, in particular the longitudinal stabilization.
  • An exemplary embodiment of an overall brake system having a primary and a secondary actuators for example, the EPS system as a primary brake system and an electronic brake booster as a secondary brake system.
  • a corresponding primary brake system is known, for example, from DE 10 2009 001 135 AI.
  • the secondary brake system if there is one
  • electromechanical brake booster for example, also connected to the master cylinder and is used in normal operation an increase in ride comfort by supporting the driver in building a brake pressure necessary for the braking process.
  • the brake booster provides, if necessary, a braking force for actuating the master cylinder, by which the driver is assisted.
  • the primary brake system and the Secondary brake system thus form two mutually redundant systems for generating and modulating a brake pressure. If the primary brake system fails, which usually wheel-specific braking torques or
  • a secondary brake system which longitudinally stabilizing measures can be carried out, for example, by means of active or passive pressure modulation.
  • the requirements are already met by a secondary brake system, which in emergency braking at all wheel brakes the same braking torque
  • the inventive method with the features of claim 1 has the advantage that necessary for the stabilization of the motor vehicle
  • Delay request to the secondary brake system is improved. According to the invention, this is achieved by detecting a current steering angle of the motor vehicle in emergency braking operation and the secondary one
  • Brake system is controlled in dependence of the detected steering angle.
  • the generation of the braking force in
  • the invention provides that the Side guiding forces are prioritized over the longitudinal guiding forces, so that a maximum possible deceleration of the motor vehicle in favor of an improved steering ability of the motor vehicle can be neglected.
  • a current speed of the motor vehicle is detected and the secondary brake system is also activated as a function of the current speed. Taking into account the driving speed and the steering angle, it is possible to determine the cornering force that can be transmitted by the respective wheel and thus to enable optimal activation of the secondary brake system.
  • the steering angle and the influence of the secondary brake system is used in dependence on the steering angle in addition to methods which ensure that wheels of the front wheel axle and the rear wheel axle comply with a desired blocking order and the
  • any speed of the motor vehicle such as the wheel speed or the vehicle longitudinal speed.
  • the braking force to be set is determined by means of the comb circle.
  • the Kamm circle sets the
  • the set braking force is reduced with increasing steering angle.
  • the braking force or the hydraulic pressure must be reduced with increasing necessary cornering force.
  • the steering angle is an actual steering angle between a vehicle longitudinal axis of the motor vehicle and a longitudinal axis a steerable wheel of the motor vehicle is detected. This can be done for example by suitable sensors that are assigned to the wheel.
  • the steering angle is precisely detectable and in particular independent of a desired steering angle, which can not be implemented correctly, for example, due to a road condition, a mechanical defect or the like.
  • Steering handle, in particular steering wheel, the motor vehicle predetermined target steering angle is detected. This has the advantage that the detection of the
  • Steering angle is easier to carry out, because this no additional sensors are necessary.
  • the desired steering angle is already monitored by sensors in the motor vehicle anyway, so that he for the implementation of the presented
  • the desired steering angle is predetermined by the motor vehicle itself. Furthermore, it is preferably provided that both actual steering angle and target steering angle are detected as the steering angle. In this case, for example, by means of the detected actual steering angle, the desired steering angle can be made plausible or the correct setting of the steering angle can be confirmed as a function of the desired steering angle.
  • the braking force is at least temporarily set swinging. This ensures that the braking force is increased and reduced regularly and thus receives a swinging course.
  • this pressure modulation is safe a maximum
  • Brake force detectable from which the braked wheel begins to block. Accordingly, the braking force to be set is set as a function of the detected maximum braking force, so that the maximum braking force is not exceeded.
  • a coefficient of friction ( ⁇ value) between the respective wheel and the road surface which is necessary for the calculation of the cornering force is preferably determined by this single-channel pressure modulation and in dependence on the degree of the set deceleration or by estimation and / or with the aid of sensors, coefficient maps or the like before cornering is initiated by adjusting a steering angle. This kind of
  • Friction value determination is known in principle, and should therefore not be discussed further here. Does the pressure brake operation only during the Cornering, it is preferably resorted to the last determined coefficient of friction or a coefficient of friction is estimated.
  • control unit is specially prepared for, when used as intended, the inventive method
  • the motor vehicle according to the invention with the features of claim 9 is characterized by the device according to the invention. This also results in the already mentioned advantages.
  • Figure 2 is a simplified illustrated method for operating the
  • Figure 3 is a braking force-time diagram for explaining an advantageous
  • Figure 1 shows a simplified plan view of a motor vehicle 1.
  • Motor vehicle 1 has a front wheel axle 2 and a rear wheel axle 3, which each have two wheels 4 and 5, respectively, which are in contact with the road surface in order to exert an acceleration torque or a deceleration torque on the motor vehicle 1.
  • this has a drive system 6 with two drive devices 7 and 8 in the present case.
  • the first drive device 7 is designed as an internal combustion engine and operatively connected by a transmission 9 and a coupling, not shown, with the wheels 4 of the wheel axle 2 and operatively connected.
  • the second drive device 8 is designed as an electric machine, which by a gear 10 with the wheels 5 of the rear wheel axis. 3 is actively connected.
  • the drive means 7 and 8 can thus be generated on the wheel axles 2 and 3 different positive or negative torques.
  • the motor vehicle 1 can also only one of
  • this has a vehicle brake system that has a driver-actuated brake pedal 12, which is connected to an electromechanical brake booster 13, which amplifies the force applied to the brake pedal 12 foot force and in a
  • Hydraulic pressure of a primary brake system 14 converts.
  • Brake system 14 has each one of the wheels 4 and 5 associated with one
  • Wheel brake 15 and 16 which are hydraulically actuated.
  • Hydraulic pressure controls / regulates and thus a wheel-individual
  • the module 17 can intervene, for example, in a way that stabilizes the vehicle and apply a braking force to individual wheels 4, 5 in order to maintain the driving stability of the motor vehicle 1 in a critical driving situation.
  • the vehicle brake system has a secondary brake system 11, which in the present embodiment is also designed to operate hydraulically and then takes effect when the primary brake system 14, in particular the module 17, fails.
  • the secondary brake system 11 uses the brake booster 13 as an actuator. In this case, then automatically adjusted by means of the electro-mechanical brake booster 13 hydraulic pressure in the brake circuit is variable, but is evenly distributed to the wheel brakes 15,16 due to the failure of the module 17, so that the same braking force is set at all wheel brakes 15,16. As a result, the longitudinal stabilization of the motor vehicle 1 is carried out automatically or partially automatically even if the primary brake system 14 fails.
  • a control unit 19 for example, a control unit of the
  • the hydraulic pressure is increased at all wheel brakes 15, 16 or a braking force by means of
  • electromechanical brake booster 13 hydraulically adjusted. As already explained above, the resulting braking force is the same on all wheels 4, 5.
  • the wheels 4 of the wheel axle 2 are designed to be steerable.
  • the longitudinal axis 4'gestrichelt shown when cornering.
  • cornering an angle results between the longitudinal axis 4 'of the wheel 4 and a
  • Vehicle longitudinal axis 1 ' which is also shown in dashed lines in Figure 1.
  • This angle is referred to below as the steering angle ⁇ of the motor vehicle 1.
  • the steering angle ⁇ can be determined in different ways. Thus, it is conceivable to associate the wheel 4 with a sensor which detects the current actual steering angle of the wheel 4. Alternatively, a predetermined by the driver or the motor vehicle itself, in autonomous driving, predetermined steering angle and determined as steering angle ⁇ .
  • the control unit 19 is designed to set the braking force or the hydraulic pressure through the secondary brake system 11 as a function of this steering angle ⁇ .
  • control unit 19 receives as input information about the vehicle longitudinal deceleration, in particular the target deceleration L, the steering angle ⁇ and information about the current vehicle speed v , The control unit 19 determines in response to these input signals the target pressure p, of the
  • the coefficient of friction or ⁇ value is preferably determined before initiating the cornering by a single-channel pressure modulation in which the braking force or the hydraulic pressure is set swinging / oscillating in order to determine on the basis of the then adjusting overall vehicle reaction, which moment the
  • Wheels of the vehicle can settle, or block wheels to determine the current coefficient of friction.
  • Driving speed v and the steering angle ⁇ can be the
  • the control unit 19 now controls the secondary brake system 11 such that the set braking force ensures that the cornering force when
  • Motor vehicle 1 ensures safe even when cornering in emergency braking.
  • the coefficient of friction has not been determined prior to the initiation of the cornering, it is preferably estimated, for example on the basis of previously determined coefficients of friction, with the aid of sensors, coefficients of friction maps or the like. Because the immediate actual friction value is not known during cornering itself, this can be determined by taking into account the friction coefficient Probability of coupled events can be estimated (classification severity: coupling for example of 1, high deceleration and necessary adjustment when cornering: coupling of 2, sudden
  • the control unit 19 thereby reduces the hydraulic pressure or the braking force of the secondary brake system 18 with increasing steering angle ⁇ in order to ensure the situation-dependent necessary cornering forces of the wheels 4.
  • FIG. 3 shows a possible functional representation of the consideration of the steering angle ⁇ for the single-channel stabilization function of the secondary brake system 11.
  • Total Vehicle Longitudinal Delay Information typically uses stimulation of the type that enables evaluation of the vehicle response.
  • the braking force as previously mentioned, set swinging.
  • Figure 3 shows the hydraulic pressure of the secondary brake system 11 pu over time t. Due to the oscillating or oscillating hydraulic pressure with a defined reference meadow predetermined frequency results in an effective hydraulic pressure for the stable vehicle deceleration pn_ e .
  • the response to the stimulation on the vehicle level or a sudden deceleration on the motor vehicle level is used, which can be detected as a sudden longitudinal acceleration of the motor vehicle by an acceleration sensor. Taking stability criteria into account
  • the effective pressure pu e is adjusted by adjusting the braking force so that the cornering forces can be provided for cornering.
  • the advantageous method described above can be carried out not only in the fallback level when the primary actuation has failed, but also when basically wheel-individual measured variables for the brake system are not available in the motor vehicle, so that then the respectively set braking force or the respectively set brake pressure also is influenced or specified depending on a detect steering angle. As a result, the improvement of cornering forces for both single-channel and multi-channel braking systems is possible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das ein primäres Bremssystem (14) und ein sekundäres Bremssystem (11) aufweist, wobei jedem Rad (4, 5) des Kraftfahrzeugs eine durch die Bremssysteme (14, 11) betätigbare Radbremse (15, 16) zugeordnet ist, wobei in einem Notbremsbetrieb das sekundäre Bremssystem (11) derart angesteuert wird, dass die Radbremsen (15, 16) jeweils die gleiche Bremskraft erzeugen. Es ist vorgesehen, dass im Notbremsbetrieb ein aktueller Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs erfasst und das sekundäre Bremssystem in Abhängigkeit des erfassten Lenkwinkels angesteuert wird.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, Kraftfahrzeug Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das ein primäres Bremssystem und ein sekundäres Bremssystem aufweist, wobei jedem Rad des Kraftfahrzeugs eine durch die Bremssysteme hydraulisch betätigbare Radbremse zugeordnet ist, und wobei in einem Notbremsbetrieb das sekundäre Bremssystem derart angesteuert wird, dass die Radbremsen jeweils die gleiche Bremskraft erzeugen.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Betreiben eines
Kraftfahrzeugs, das ein primäres Bremssystem und ein sekundäres
Bremssystem sowie zumindest eine Antriebseinrichtung aufweist, wobei jedem Rad des Kraftfahrzeugs eine durch die Bremssysteme hydraulisch betätigbare
Radbremse zugeordnet ist, mit einem Steuergerät, das dazu ausgebildet ist, bei einem Ausfall des primären Bremssystems in einen Notbremsbetrieb das sekundäre Bremssystem derart anzusteuern, dass die Radbremsen die gleiche Bremskraft erzeugen.
Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer entsprechenden
Vorrichtung.
Stand der Technik
Verfahren, Vorrichtungen und Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Fahrzeugbremssysteme von Kraftfahrzeugen erfüllen neben fahrstabilisierenden Funktionen, die
beispielsweise durch ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) oder ein automatisches Bremssystem (ABS) durchgeführt werden, zunehmend erweiterte Funktionsumfänge, wie beispielsweise das Unterstützen des Fahrers durch einen Bremskraftverstärker, der elektromechanisch oder hydraulisch arbeitend ausgebildet sein kann. Auch ist es bekannt, assistierende oder teilassistierende Funktionen zu aktivieren und/oder zu aktiven Modulierung eines hydraulischen Bremsdrucks oder einer hydraulischen Bremskraft an den Radbremsen des Fahrzeugbremssystems, ohne eine aktive Beteiligung des Fahrers
durchzuführen. Dadurch sind Assistenzfunktionen möglich, die einen
teilautomatisierten oder vollautomatisierten Bremseingriff erlauben. Zusammen mit einem teilautomatisierten oder vollautomatisierten Antrieb und
teilautomatisierte oder vollautomatisierte Lenkung des Kraftfahrzeugs wird damit ein teil- oder vollautonomer Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs möglich.
An teilautomatisierte oder vollautomatisierte Funktionen werden jedoch erhöhte Anforderungen bezüglich der Redundanz und Ausfallsicherheit gestellt.
Insbesondere wird eine Rückfallebene bei einem Ausfall des primären
Bremssystems erwartet. Unter dem primären Bremssystem beziehungsweise der primären Aktuatorik wird vorliegend insbesondere diejenige Aktuatorik im Umfeld des automatisierten beziehungsweise autonomen Fahrens verstanden, die im fehlerfreien Bremssystemzustand die Stabilisierungsfunktion für das
Kraftfahrzeug übernimmt. Dies ist üblicherweise das EPS-System. Unter dem sekundären Bremssystem beziehungsweise der sekundären Aktuatorik ist entsprechend diejenige Aktuatorik zu versehen, die im Fehlerfall des primären Bremssystems zumindest in einem gewissen Umfang die Stabilisierungsaufgabe übernimmt, insbesondere die Längsstabilisierung. Eine beispielhafte Ausprägung eines Gesamtbremssystems, das eine primäre und eine sekundäre Aktuatorik aufweist, ist beispielsweise das EPS-System als primäres Bremssystem und ein elektronischer Bremskraftverstärker als sekundäres Bremssystem. Ein entsprechendes primäres Bremssystem ist beispielsweise aus der DE 10 2009 001 135 AI bekannt. Das sekundäre Bremssystem, wenn es einen
elektromechanischen Bremskraftverstärker aufweist, ist beispielsweise ebenfalls an den Hauptbremszylinder angeschlossen und dient im Normalbetrieb einer Steigerung des Fahrkomforts, indem es den Fahrer beim Aufbau eines für den Bremsvorgang notwendigen Bremsdruck unterstützt. Der Bremskraftverstärker stellt bei Bedarf eine Bremskraft zur Betätigung des Hauptbremszylinders bereit, durch welche der Fahrer unterstützt wird. Das primäre Bremssystem und das sekundäre Bremssystem bilden somit zwei zueinander redundante Systeme zur Erzeugung und Modulation eines Bremsdrucks. Fällt das primäre Bremssystem aus, das üblicherweise radindividuelle Bremsmomente beziehungsweise
Bremskräfte einstellen kann, so wird von einem sekundären Bremssystem zumindest noch verlangt, dass längsstabilisierende Maßnahmen beispielsweise mittels aktiver oder passiver Druckmodulation durchführbar sind. Dabei werden die Anforderungen bereits durch ein sekundäres Bremssystem erfüllt, welches im Notbremsbetrieb an allen Radbremsen das gleiche Bremsmoment
beziehungsweise die gleiche Bremskraft einstellt. Für den Notbremsbetrieb wird also auf ein radindividuelles Vorgeben von Bremskräften in der Regel verzichtet und nur ein Hydraulikdruck erzeugt, der auf alle Radbremsen gleich wirkt, weswegen dies auch als eine 1-kanalige Bremskrafterzeugung bezeichnet wird. Eine Anforderung an die Längsstabilisierung durch das sekundäre Bremssystem ist, dass dabei die Lenkbarkeit des Fahrzeugs erhalten bleibt.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass zur Stabilisierung des Kraftfahrzeugs notwendige
Seitenführungskräfte gewährleistet werden, beziehungsweise dass die
Gewährleistung, dass ein Lenkwunsch des Fahrers oder eines überlagerten Systems des autonom fahrenden Kraftfahrzeugs erfüllt wird, durch einfache Mittel erhöht wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird erreicht, dass trotz der 1-kanaligen Bremskrafterzeugung ein Lenkwunsch so berücksichtigt wird, dass eine möglichst geringe Abweichung zwischen einer Soll- und einer Ist-
Trajektorie des Kraftfahrzeugs besteht, und damit die Lenkbarkeit des
Kraftfahrzeugs auch im Notbremsbetrieb, also bei einer
Verzögerungsanforderung an das sekundäre Bremssystem verbessert wird. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass im Notbremsbetrieb ein aktueller Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs erfasst und das sekundäre
Bremssystem in Abhängigkeit des erfassten Lenkwinkels angesteuert wird. In Kenntnis des Lenkwinkels wird somit die Erzeugung der Bremskraft im
Notbremsbetrieb beeinflusst. Damit wird erreicht, dass ausreichend hohe Seitenführungskräfte gewährleistet werden, welche ein sicheres Lenken des Kraftfahrzeugs erlauben. Insbesondere sieht die Erfindung vor, dass die Seitenführungskräfte gegenüber den Längsführungskräften priorisiert werden, sodass eine maximal mögliche Verzögerung des Kraftfahrzeugs zu Gunsten einer verbesserten Lenkfähigkeit des Kraftfahrzeugs vernachlässigt werden kann.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass im Notbremsbetrieb eine aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs erfasst und das sekundäre Bremssystem auch in Abhängigkeit der aktuellen Geschwindigkeit angesteuert wird. Unter Berücksichtigung der Fahrgeschwindigkeit und des Lenkwinkels lässt sich die durch das jeweilige Rad übertragbare Seitenführungskraft bestimmen und damit eine optimale Ansteuerung des sekundären Bremssystems ermöglichen.
Vorzugsweise wird der Lenkwinkel und die Beeinflussung des sekundären Bremssystems in Abhängigkeit des Lenkwinkels zusätzlich zu Verfahren eingesetzt, welche gewährleisten, dass Räder der Vorderradachse und der Hinterradachse eine gewünschte Blockierreihenfolge einhalten und die
Längsstabilisierung gewährleisten. Zur Bestimmung der Seitenführungskraft kann dabei eine beliebige Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs erfasst werden, wie beispielsweise die Radgeschwindigkeit oder die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die einzustellende Bremskraft mithilfe vom Kammschen Kreis bestimmt wird. Der Kammsche Kreis setzt die
Seitenlängsführungskräfte mit den Seitenführungskräften eines Rads in
Verhältnis, sodass mittels des Kammschen Kreis in Kenntnis des Lenkwinkels die maximal einzustellende Bremskraft auf einfache Art und Weise ermittelbar ist.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die eingestellte Bremskraft mit zunehmendem Lenkwinkel reduziert wird. Damit die Fahrbarstabilität
beziehungsweise Trajektorie-treue des Kraftfahrzeugs aufrechterhalten wird, muss die Bremskraft beziehungsweise der Hydraulikdruck mit zunehmender notwendiger Seitenführungskraft reduziert werden. Durch die Berücksichtigung des zunehmenden Lenkwinkels und der damit einhergehenden Reduktion der Bremskraft wird dies in vorteilhafter Weise erreicht.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass als Lenkwinkel ein Ist-Lenkwinkel zwischen einer Fahrzeuglängsachse des Kraftfahrzeugs und einer Längsachse eines lenkbaren Rads des Kraftfahrzeugs erfasst wird. Dies kann beispielsweise durch geeignete Sensoren, die dem Rad zugeordnet sind, erfolgen. Damit ist der Lenkwinkel genau erfassbar und insbesondere auch unabhängig von einem Soll- Lenkwinkel, der beispielsweise aufgrund einer Fahrbahnbeschaffenheit, eines mechanischen Defekts oder dergleichen nicht korrekt umgesetzt werden kann.
Alternativ ist bevorzugt vorgesehen, dass als Lenkwinkel ein durch eine
Lenkhandhabe, insbesondere Lenkrad, des Kraftfahrzeugs vorgebbarer Soll- Lenkwinkel erfasst wird. Dies hat den Vorteil, dass die Erfassung des
Lenkwinkels einfacher durchführbar ist, weil hierzu keine zusätzlichen Sensoren notwendig sind. Der Soll-Lenkwinkel wird im Kraftfahrzeug ohnehin bereits sensorisch überwacht, sodass er für die Durchführung des vorgestellten
Verfahrens ohne weiteres zur Verfügung steht. Noch einfacher ist das, wenn im autonomen Fahrbetrieb der Soll-Lenkwinkel vom Kraftfahrzeug selbst vorgegeben wird. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass als Lenkwinkel sowohl Ist-Lenkwinkel und Soll-Lenkwinkel erfasst werden. Dabei kann beispielsweise mittels des erfassten Ist-Lenkwinkels der Soll-Lenkwinkel plausibilisiert beziehungsweise die korrekte Einstellung des Lenkwinkels in Abhängigkeit des Soll-Lenkwinkels bestätigt werden.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass im Notbremsbetrieb die Bremskraft zumindest zeitweise schwingend eingestellt wird. Dadurch wird erreicht, dass die Bremskraft regelmäßig erhöht und reduziert wird und damit einen schwingenden Verlauf erhält. Durch diese Druckmodulation ist gefahrlos eine maximale
Bremskraft erfassbar, ab welcher das gebremste Rad zu blockieren beginnt. Entsprechend wird die einzustellende Bremskraft in Abhängigkeit der erfassten maximalen Bremskraft eingestellt, sodass die maximale Bremskraft nicht überschritten wird. Ein für die Berechnung der Seitenführungskraft notwendiger Reibwert (μ-Wert) zwischen dem jeweiligen Rad und der Fahrbahn wird bevorzugt durch diese einkanalige Druckmodulation und in Abhängigkeit von dem Maß der eingestellten Verzögerung oder durch Schätzung und/oder mit Hilfe von Sensoren, Reibwertkarten oder dergleichen ermittelt, bevor eine Kurvenfahrt durch Einstellen eines Lenkwinkels eingeleitet wird. Diese Art der
Reibwertbestimmung ist grundsätzlich bekannt, und soll daher an dieser Stelle nicht näher erörtert werden. Tritt der Druckbremsbetrieb erst während der Kurvenfahrt ein, wird vorzugsweise auf den zuletzt bestimmten Reibwert zurückgegriffen oder es wird ein Reibwert abgeschätzt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 zeichnet sich dadurch aus, dass das Steuergerät speziell dazu hergerichtet ist, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch das erfindungsgemäße Verfahren
durchzuführen. Es ergeben sich dadurch die bereits genannten Vorteile.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 9 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung aus. Auch hierdurch ergeben sich die bereits genannten Vorteile.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erörtert werden. Dazu zeigen
Figur 1 ein Kraftfahrzeug in einer vereinfachten Draufsicht,
Figur 2 ein vereinfacht dargestelltes Verfahren zum Betreiben des
Kraftfahrzeugs und
Figur 3 ein Bremskraft-Zeit-Diagramm zur Erläuterung eines vorteilhaften
Verfahrens zum Betreiben des Kraftfahrzeugs.
Figur 1 zeigt in einer vereinfachten Draufsicht ein Kraftfahrzeug 1. Das
Kraftfahrzeug 1 weist eine Vorderradachse 2 und eine Hinterradachse 3 auf, die jeweils zwei Räder 4 beziehungsweise 5 aufweisen, welche mit der Fahrbahn in Kontakt stehen, um ein Beschleunigungsmoment oder ein Verzögerungsmoment auf das Kraftfahrzeug 1 auszuüben.
Zum Beschleunigen des Fahrzeuges 1 weist dieses ein Antriebssystem 6 mit vorliegend zwei Antriebseinrichtungen 7 und 8 auf. Die erste Antriebseinrichtung 7 ist als Brennkraftmaschine ausgebildet und durch ein Getriebe 9 und eine nicht dargestellte Kupplung mit den Rädern 4 der Radachse 2 wirkverbunden bzw. wirkverbindbar. Die zweite Antriebseinrichtung 8 ist als Elektromaschine ausgebildet, die durch ein Getriebe 10 mit den Rädern 5 der Hinterradachse 3 wirkverbunden ist. Durch die Antriebseinrichtungen 7 und 8 können somit auf die Radachsen 2 und 3 unterschiedliche positive oder negative Drehmomente erzeugt werden. Das Kraftfahrzeug 1 kann auch nur eine der
Antriebseinrichtungen 7, 8 aufweisen.
Zum Verzögern des Kraftfahrzeugs 1 weist dieses ein Fahrzeugbremssystem auf, dass ein vom Fahrer betätigbares Bremspedal 12 aufweist, welches mit einem elektromechanischem Bremskraftverstärker 13 verbunden ist, welcher die auf das Bremspedal 12 aufgebrachte Fußkraft verstärkt und in einen
Hydraulikdruck eines primären Bremssystems 14 wandelt. Das primäre
Bremssystem 14 weist jedem der Räder 4 und 5 zugeordnet jeweils eine
Radbremse 15 und bzw. 16 auf, die hydraulisch betätigbar sind. Zur
hydraulischen Betätigung der Radbremsen 15,16 weist das primäre
Bremssystem 14 ein ABS-/ESP-Modul 17 auf, dass radindividuell den
Hydraulikdruck steuert/regelt und damit eine radindividuelle
Bremskrafteinstellung ermöglicht. Dabei kann das Modul 17 beispielsweise fahrstabilisierend eingreifen und einzelne Räder 4,5 mit einer Bremskraft beaufschlagen, um die Fahrstabilität des Kraftfahrzeugs 1 in einer kritischen Fahrsituation aufrechtzuerhalten.
Weiterhin weist das Fahrzeugbremssystem ein sekundäres Bremssystem 11 auf, dass in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls hydraulisch arbeitend ausgebildet ist und dann wirksam wird, wenn das primäre Bremssystem 14, insbesondere das Modul 17, ausfällt. Das sekundäre Bremssystem 11 nutzt den Bremskraftverstärker 13 als Aktuator. In diesem Fall ist dann der mittels des elektromechanischen Bremskraftverstärkers 13 automatisiert eingestellte Hydraulikdruck in dem Bremskreis variierbar, wird jedoch auf die Radbremsen 15,16 aufgrund des Ausfalls des Moduls 17 gleichmäßig verteilt, sodass an allen Radbremsen 15,16 die gleiche Bremskraft eingestellt wird. Hierdurch wird die Längsstabilisierung des Kraftfahrzeugs 1 auch bei einem Ausfall des primären Bremssystems 14 automatisiert oder teilautomatisiert durchgeführt.
Ein Steuergerät 19, das beispielsweise ein Steuergerät des
Fahrzeugbremssystems, insbesondere des elektrischen Bremskraftverstärkers 13, ist, überwacht im Betrieb des Kraftfahrzeugs die Funktionsfähigkeit des primären Bremssystems 14. Stellt das Steuergerät 19 fest, dass das primäre Bremssystem 14 fehlerhaft funktioniert oder überhaupt nicht mehr funktioniert, so wird es gänzlich durch das Steuergerät 19 deaktiviert und stattdessen das sekundäre Bremssystem 13 zum längsstabilisierten Verzögern des
Kraftfahrzeugs 1 angesteuert.
Durch das sekundäre Bremssystem 14 wird an allen Radbremsen 15, 16 der Hydraulikdruck erhöht beziehungsweise eine Bremskraft mittels des
elektromechanischen Bremskraftverstärkers 13 hydraulisch eingestellt. Wie zuvor bereits erläutert, ist dabei die resultierende Bremskraft an allen Rädern 4,5 gleich.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Räder 4 der Radachse 2 lenkbar ausgebildet. Hierzu ist in Figur 1 an einem der Räder 4 die Längsachse 4'gestrichelt bei einer Kurvenfahrt eingezeichnet. In der Kurvenfahrt ergibt sich ein Winkel zwischen der Längsachse 4' des Rads 4 und einer
Fahrzeuglängsachse 1', die ebenfalls in Figur 1 gestrichelt eingezeichnet ist. Dieser Winkel wird im Folgenden als der Lenkwinkel α des Kraftfahrzeugs 1 bezeichnet. Der Lenkwinkel α kann auf unterschiedliche Art und Weisen ermittelt werden. So ist es denkbar, dem Rad 4 eine Sensorik zuzuordnen, welche den aktuellen Ist-Lenkwinkel des Rads 4 erfasst. Alternativ kann ein vom Fahrer oder vom Kraftfahrzeug selbst, im autonomen Fahrbetrieb, vorgegebener Soll- Lenkwinkel ermittelt und als Lenkwinkel α festgelegt werden.
Das Steuergerät 19 ist dazu ausgebildet, die Bremskraft beziehungsweise den Hydraulikdruck durch das sekundäre Bremssystem 11 in Abhängigkeit dieses Lenkwinkels α einzustellen.
Figur 2 zeigt hierzu in einer vereinfachten Darstellung das vorteilhafte Verfahren zum Betreiben des Kraftfahrzeugs 1, bei welchem das Steuergerät 19 als Eingangssignale eine Information über die Fahrzeuglängsverzögerung, wie insbesondere die Soll-Verzögerung L, den Lenkwinkel α sowie eine Information über die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit v erhält. Das Steuergerät 19 ermittelt in Abhängigkeit dieser Eingangssignale den Zieldruck p, der von dem
sekundären Bremssystem 11, insbesondere durch den elektromechanischen Bremskraftverstärker 13 einzustellen ist, um die gewünschte Bremskraft an den Radbremsen 15, 16 zu erzeugen.
In dem Notbremsbetrieb, wenn das primäre Bremssystem 14 also ausgefallen ist, wird der aktuelle Lenkwinkel α des Kraftfahrzeugs 1 bei der Bestimmung der
Bremskraft beziehungsweise bei der Ansteuerung des sekundären
Bremssystems 11 berücksichtigt. Insbesondere mit Hilfe des Kammschen Kreis wird dabei die Seitenführungskraft beziehungsweise die Seitenführungskräfte der Räder 4 in Abhängigkeit des Lenkwinkels α bestimmt. Dazu wird die
Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs sowie ein Reibwert zwischen den
Rädern 4 und der Fahrbahn berücksichtigt. Der Reibwert beziehungsweise μ- Wert wird vorzugsweise vor dem Einleiten der Kurvenfahrt durch eine einkanalige Druckmodulation ermittelt, bei welcher die Bremskraft beziehungsweise der Hydraulikdruck schwingend/oszillierend eingestellt wird, um auf Basis der sich dann einstellenden Fahrzeuggesamtreaktion zu ermitteln, welches Moment die
Räder des Kraftfahrzeugs absetzten können, beziehungsweise ob Räder blockieren, um daraus den aktuellen Reibwert zu bestimmen. Derartige
Verfahren sind grundsätzlich bekannt, sodass an dieser Stelle darauf nicht näher eingegangen werden soll. In Abhängigkeit des Reibwerts, der
Fahrgeschwindigkeit v sowie des Lenkwinkels α lässt sich die
Seitenführungskraft der Räder 4 bestimmen, die von den Rädern 4 auf die Fahrbahn übertragbar ist.
Das Steuergerät 19 steuert nun das sekundäre Bremssystem 11 derart an, dass die eingestellte Bremskraft gewährleistet, dass die Seitenführungskraft beim
Verzögern aufrechterhalten wird, welche ein Lenken des Kraftfahrzeugs 1 während des Verzögerns erlaubt. Dadurch wird die Fahrstabilität des
Kraftfahrzeugs 1 auch bei einer Kurvenfahrt im Notbremsbetrieb sicher gewährleistet.
Ist der Reibwert vor Einleitung der Kurvenfahrt nicht ermittelt worden, so wird er vorzugsweise abgeschätzt, beispielsweise auf Basis vorheriger ermittelter Reibwerte, mit Hilfe von Sensoren, Reibwertkarten oder Ähnlichem. Weil der unmittelbare Ist-Reibwert während der Kurvenfahrt selbst nicht bekannt ist, kann dieser in Abhängigkeit des Reibwerts durch Berücksichtigung der Auftretenswahrscheinlichkeit gekoppelter Ereignisse abgeschätzt werden (Einstufung Schwere: Kopplung zum Beispiel von 1; hohe Verzögerung und notwendiger Anpassung bei Kurvenfahrt: Kopplung von 2; plötzliche
Reibwertänderung in der Kurvenfahrt: Kopplung von 3).
Das Steuergerät 19 reduziert dabei mit zunehmendem Lenkwinkel α den Hydraulikdruck beziehungsweise die Bremskraft des sekundären Bremssystems 18, um die situationsbedingten notwendigen Seitenführungskräfte der Räder 4 zu gewährleisten.
Figur 3 zeigt eine mögliche funktionale Darstellung der Berücksichtigung des Lenkwinkels α für die einkanalige Stabilisierungsfunktion des sekundären Bremssystems 11. Die einkanalige Druckmodulation zur
Fahrzeuglängsstabilisierung, die sich als Stabilitätsindikator auf die
Gesamtfahrzeuglängsverzögerungsinformation stützt, verwendet typischerweise eine Stimulation in der Art, die eine Auswertung der Fahrzeugreaktion möglich macht. Insbesondere wird hierzu die Bremskraft, wie zuvor bereits erwähnt, schwingend eingestellt. Dies ist in Figur 3, welche den Hydraulikdruck des sekundären Bremssystems 11 pu über die Zeit t zeigt, dargestellt. Durch den schwingenden beziehungsweise oszillierenden Hydraulikdruck mit einer definierten beziehungswiese vorgebbaren Frequenz ergibt sich ein effektiver Hydraulikdruck für die stabile Fahrzeugverzögerung pn_e. Als Auswertekriterium wird die Rückantwort auf die Stimulation auf Fahrzeugebene beziehungsweise eine plötzliche Verzögerung auf Kraftfahrzeugebene genutzt, der als plötzliche Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs durch einen Beschleunigungssensor feststellbar ist. Unter Berücksichtigung von Stabilitätskriterien auf die
Rückmeldung der Fahrzeugreaktion wird durch die einkanalige
längsstabilisierende Funktion durch das Steuergerät 19 der mittlere effektive Druck pu e zur stabilen Fahrzeugverzögerung eingestellt. Unter Berücksichtigung des Lenkwinkels α und gegebenenfalls der Fahrzeuggeschwindigkeit v wird der effektive Druck pu e durch Einstellen der Bremskraft derart angepasst, dass die Seitenführungskräfte für eine Kurvenfahrt zur Verfügung gestellt werden können. In Figur 5 äußert sich dies darin, dass der Druck p ab dem Zeitpunkt ti, zu welchem eine Kurvenfahrt eingeleitet wird, kaum oder nicht mehr ansteigt. Das oben stehend beschriebene vorteilhafte Verfahren ist nicht nur in der Rückfallebene durchführbar, wenn die Primäraktuatorik ausgefallen ist, sondern auch dann, wenn grundsätzlich beim Kraftfahrzeug radindividuelle Messgrößen für das Bremssystem nicht zur Verfügung stehen, sodass dann die jeweils eingestellte Bremskraft beziehungsweise der jeweils eingestellte Bremsdruck ebenfalls in Abhängigkeit von einem erfassen Lenkwinkel beeinflusst beziehungsweise vorgegeben wird. Hierdurch ist die Verbesserung von Seitenführungskräften sowohl für einkanalige als auch für mehrkanalige Bremssysteme möglich.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), das ein primäres
Bremssystem (14) und ein sekundäres Bremssystem (11) aufweist, wobei jedem Rad (4,5) des Kraftfahrzeugs eine durch die Bremssysteme (14,11) hydraulisch betätigbare Radbremse (15,16) zugeordnet ist, wobei in einem Notbremsbetrieb das sekundäre Bremssystem (11) derart angesteuert wird, dass die Radbremsen (15,16) jeweils die gleiche Bremskraft erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass im Notbremsbetrieb ein aktueller Lenkwinkel (a) des Kraftfahrzeugs erfasst und das sekundäre Bremssystem in
Abhängigkeit des erfassten Lenkwinkels angesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im
Notbremsbetrieb eine aktuelle Geschwindigkeit (v) des Kraftfahrzeugs (1) erfasst und das sekundäre Bremssystem (11) auch in Abhängigkeit der aktuellen Geschwindigkeit (v) angesteuert wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die einzustellende Bremskraft mithilfe des
Kammschen Kreis bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die eingestellte Bremskraft mit zunehmendem
Lenkwinkel (a) reduziert wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass als Lenkwinkel (a) ein Ist-Lenkwinkel zwischen einer Fahrzeuglängsachse ( ) des Kraftfahrzeugs (1) und einer Längsachse (4') eines lenkbaren Rads (4) des Kraftfahrzeugs (1) erfasst wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass als Lenkwinkel (a) ein durch eine Lenkhandhabe, insbesondere Lenkrad, des Kraftfahrzeugs (1) vorgebbarer Soll-Lenkwinkel erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass im Notbremsbetrieb die Bremskraft zumindest zeitweise schwingend eingestellt wird.
Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), das ein primäres Bremssystem (14) und ein sekundäres Bremssystem (11) sowie zumindest eine Antriebseinrichtung (7,8) aufweist, wobei jedem Rad (4,5) des
Kraftfahrzeugs (1) eine durch die Bremssysteme (14,11) hydraulisch betätigbare Radbremse (15,16) zugeordnet ist, mit einem Steuergerät (19), das dazu ausgebildet ist, bei einem Ausfall des primären Bremssystems (14) in einem Notbremsbetrieb das sekundäre Bremssystem (11) derart anzusteuern, dass die Radbremsen die gleiche Bremskraft erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (19) speziell dazu hergerichtet ist, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch das Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
Kraftfahrzeug (1), das zumindest zwei Radachsen (2,3), insbesondere eine Vorderradachse (2) und eine Hinterradachse (3), ein primäres Bremssystem (14) und ein sekundäres Bremssystem (11) sowie zumindest eine
Antriebseinrichtung (7,8) aufweist, wobei jedem Rad (4,5) der Radachsen (2,3) eine durch die Bremssysteme (14,18) hydraulisch betätigbare
Radbremse (15,16) zugeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach Anspruch 8.
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