WO2023174494A1 - Verfahren zur steuerung eines hydraulischen bremssystems und bremssystem - Google Patents

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WO2023174494A1
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brake
electric drive
braking
control signal
brake system
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PCT/DE2023/200041
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Christian Gunselmann
Sirko SEIFERT
Jens TROSTORF
Bálint Molnár
Thomas Buch
Nicolas Frevert
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Continental Automotive Technologies GmbH
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/88—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration with failure responsive means, i.e. means for detecting and indicating faulty operation of the speed responsive control means
    • B60T8/885—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration with failure responsive means, i.e. means for detecting and indicating faulty operation of the speed responsive control means using electrical circuitry
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T2270/60—Regenerative braking
    • B60T2270/604—Merging friction therewith; Adjusting their repartition

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a brake system of a motor vehicle with at least one wheel brake (3) and a friction brake actuator for actuating the at least one wheel brake (3), the motor vehicle having an electric drive (4) and based on a braking request signal, a control signal for the friction brake actuator and a control signal for the electric drive (4) are calculated and transmitted to them.
  • Brake systems for motor vehicles exist in a variety of different variants. Due to the safety relevance of these systems, they must be able to at least brake the vehicle to a standstill if partial components fail and therefore have different fallback levels.
  • So-called brake-by-wire systems do not require a mechanical coupling between the brake pedal and the wheel brake for normal braking. Either the coupling can be interrupted (e.g. in simulator brake systems) or there is generally no coupling (e.g. in e-pedal systems).
  • the brake system can be designed as a hydraulic brake system, which has corresponding hydraulic wheel brakes, which are supplied and thus actuated via a pressure supply device as a friction brake actuator.
  • the wheel brake can be actuated, typically directly, by an electromechanical friction brake actuator
  • a brake control unit with electronics and hydraulics, is hydraulically connected to the brake actuators. Based on an electrical braking request signal, it is able to generate hydraulic pressure with the help of a pressure supply device, which leads to a deceleration of the vehicle via the brake actuators.
  • the invention relates to vehicles with at least one electric drive machine, which can also be used to brake or decelerate the vehicle.
  • a brake control unit BSG
  • BSG brake control unit
  • the pressure control of the hydraulic brake actuators in particular the pressure supply device, is regulated and a drive control unit of the vehicle (ASG), which operates the electric drive machine, is controlled to generate a corresponding braking torque.
  • the sum of all braking torque signals corresponds to the braking request.
  • the brake system must ensure that the vehicle can continue to be decelerated, at least until it comes to a standstill. Depending on the system, different procedures are known.
  • additional braking torque can be generated on the rear axle by controlling the parking brake by the brake control unit.
  • an additional brake control device must generate the hydraulic pressure in the event of a fault, e.g. another brake device with its own hydraulic pump or one other electrical emergency actuator.
  • the brake control unit according to the state of the art no longer requests braking torque from the electric drive machine. The vehicle can therefore only be braked by the hydraulic brake actuators and, if necessary, the parking brake actuators. The braking torque generated in this way is always lower than the total braking torque in the error-free state.
  • ADBF or FSI ADBF or FSI
  • Another possibility, known from the prior art, to implement braking torque support in the hydraulic fallback level is to use an additional control device that is capable of actuating the hydraulic brake actuators. This leads to increased costs, which are caused by the manufacturing costs of the control unit itself, its installation in the vehicle and its commissioning.
  • the object is achieved by a method for controlling a brake system of a motor vehicle with at least one wheel brake and a friction brake actuator for actuating the at least one wheel brake, the motor vehicle having an electric drive.
  • a brake system of a motor vehicle with at least one wheel brake and a friction brake actuator for actuating the at least one wheel brake, the motor vehicle having an electric drive.
  • a control signal for the friction brake actuator calculates a control signal for the friction brake actuator and transmits it to it. This can be a requested braking torque, a hydraulic pressure or a deceleration request.
  • a control signal for the electric drive is calculated and transmitted to it, in particular to an associated drive control unit.
  • This can also be a requested braking torque, a hydraulic pressure, a deceleration request or another equivalent signal.
  • the brake system in particular a brake control device, switches to a fallback level when an error is detected.
  • a control signal for the electric drive is calculated, in particular by the brake control unit, based on the braking request signal and transmitted to it, in particular to an associated control unit.
  • the invention allows for failure or at least partial failure of the friction brake actuator, in particular the hydraulic pressure generation. For example, due to leakage or an electrical error in the control circuit or the power supply of a pressure supply device internal to the brake system (e.g. a linear actuator), safe braking to a standstill can be guaranteed.
  • a pressure supply device internal to the brake system (e.g. a linear actuator)
  • BSG brake control unit
  • ASG vehicle's electric drive train control unit
  • the brake control device continues to calculate brake request signals in the fallback level, possibly depending on the recuperation capacity, and sends them to the drive control device.
  • the drive control unit controls the electric drive train so that a corresponding braking torque is generated.
  • the brake system is a hydraulic brake system, with a pressure supply device as a friction brake actuator for supplying a hydraulic friction brake, a pressure supply device, such as in particular a linear actuator
  • control signal for the electric drive specifies a braking torque of the electric drive.
  • the required braking torque or a comparable value can be transmitted directly.
  • the brake system implements slip control in the fallback level.
  • the braking torque which is requested from the electric drive using the control signal, is reduced based on wheel speed signals.
  • a corresponding braking torque for the electric drive is therefore determined based on the braking request, but based on the wheel speed signals, if a blockage or tendency to blockage is detected, a lower braking torque is requested from the electric drive via the control signal and/or this is limited.
  • the driver is therefore additionally supported by functions and measures for vehicle stability during braking torque support by the electric drive train. In the above-mentioned error cases, slip on the wheels is prevented by sufficiently reducing the braking request for the electric drive train so that the wheels do not lock.
  • the brake system uses the lateral acceleration signal in the fallback level, in particular from an acceleration sensor. Based on the lateral acceleration, a lower braking torque is requested and/or limited to the electric drive using the control signal. In this way, overbraking and thus the occurrence of instability can be prevented when cornering quickly.
  • the brake system in the fallback level limits the requested braking torque to a maximum value smaller than the maximum recuperation capacity of the electric drive. The requested braking torque is therefore no longer directly dependent on the current recuperation capacity but is limited slightly below it, so that the braking torque can be kept constant at least in one area. This improves comfort for the driver.
  • a loading state of the motor vehicle is used when calculating the control signal. In this way, the driving and stability behavior of the motor vehicle, which depends on the load condition, can be taken into account.
  • the braking request signal is generated based on an actuation of a brake pedal, by an assistance function or by a virtual driver.
  • the brake pedal can be an ePedal or a mechanical brake pedal.
  • An ePedal is a brake pedal that has no mechanical, especially hydraulic, coupling to the wheel brakes. Rather, there is only an electronic connection via which actuation data is transmitted to a brake control unit. Although a mechanical pedal has such a connection, this can be decoupled in normal braking operation, especially in a fault-free case, so that the braking system still works according to the brake-by-wire principle.
  • the electrical braking request signal is determined in the brake control unit on the basis of measured variables that are derived from actuation of the brake pedal (e.g. pressure and/or actuation path and/or actuation angle).
  • the braking request signal is determined by an external system and transmitted to the brake control unit via an interface.
  • At least one sensor for detecting the braking request e.g. pressure sensor, pedal travel sensor, pedal angle sensor, force sensor, radar, camera
  • This one gives the driver's braking request or forms the basis for a braking request generated by an assistance function or virtual driver.
  • the brake control unit can calculate a braking request signal.
  • control signal for the friction brake actuator, in particular the pressure supply device, and the control signal for the electric drive each correspond to a braking torque, the sum of which corresponds to the braking request signal.
  • the braking request signal corresponds to a total braking torque, which is divided between the pressure supply device and the electric drive.
  • the detected error includes a failure or partial failure of the hydraulic pressure generation. This can affect the pressure supply device itself or other hydraulic units that are necessary to generate hydraulic braking force.
  • the brake system in particular a corresponding control device, i.e. the brake control device, receives information about the current recuperation capacity from the electric drive, in particular from a drive control device.
  • the control signal for the electric drive is then determined based on the braking request signal and the received recuperation capacity. This means that the brake system can take the actual possibilities into account when requesting the braking torque.
  • the brake control unit calculates the braking request for the electric drive train without using the recuperation capacity signal. In this case, the drive control unit may generate a lower braking torque than was requested by the brake control unit if the request exceeds the current possibilities.
  • the electric drive comprises independent drive units for each axle and the hydraulic brake system calculates and transmits a control signal for each axle. This means that the braking force distribution in the fallback level can be adjusted as needed and optimally.
  • control signal for the electric drive is limited to a specific maximum braking torque in the fallback level. This prevents over-braking in the fallback level and thus the risk of instability.
  • the braking support provided by the electric drive is successively faded out in the fallback level.
  • a maximum braking torque provided by the electric drive can be successively reduced.
  • a conversion variable between braking request and braking torque can be reduced. This ensures that the driver does not get used to the good performance of the braking torque support in the hydraulic fallback level. This prevents you from driving to the workshop with a warning lamp despite a fault in the brake control unit.
  • the preferred suppression strategy for the braking torque support by the electric drive train therefore slightly reduces the demand on the drive control unit with each new braking request in order to reduce the braking torque support, with the aim of getting the driver used to the error-related system state of the hydraulic fallback level and to find the way to the workshop.
  • a hydraulic penetration between a brake pedal and the wheel brakes is established in the fallback level and/or an emergency actuator provides an electrically generated hydraulic pressure in the wheel brakes. This adds further redundancy, improving the safety of the hydraulic braking system.
  • the hydraulic access to those wheel brakes whose wheels are not braked by the electric drive is established in the fallback level. Some of the wheels are braked by the driver's muscle power and another part of the wheels is braked by the electric drive. Since the brake pedal with master brake cylinder only has to operate two wheel brakes, the pedal travel required is smaller.
  • a control signal for electromechanical parking brakes is calculated in the brake system in the fallback level based on the braking request and transmitted to them. In the fallback level, the braking request is therefore distributed among the actuators that are still available.
  • a brake system for a motor vehicle having a friction brake actuator for actuating at least one wheel brake and a brake control device for regulating the friction brake actuator, the brake control device being set up to switch to a fallback level when an error is detected, in which based on received data a control signal for an electric drive of the motor vehicle to implement a braking torque is generated and sent.
  • the brake control unit is set up to carry out one of the above methods.
  • the brake control device is at least partially part of an intelligent electronic brake pedal, this part generating and sending the control signal for the electric drive in the fallback level.
  • Fig. 1 shows schematically a first embodiment of the brake system according to the invention
  • Fig. 2 shows schematically a second embodiment of the brake system according to the invention
  • Fig. 3 shows schematically a third embodiment of the brake system according to the invention
  • Fig. 4 shows schematically a fourth embodiment of the brake system according to the invention.
  • driver braking is carried out with a hydraulic pedal.
  • the vehicle has four hydraulic wheel brakes 3 and electric drives 4 on at least one axle, which can also be braked electrically (e.g. regeneratively).
  • the wheels 5, with the respective wheel brake 3 and drive 4 are assigned to the left front axle 6, the right front axle 7, the left rear axle 8 and the right rear axle 9.
  • the electric drives are controlled by a drive control unit 10.
  • the brake pedal is hydraulically connected to the brake control unit (BSG) 1.
  • the drive control unit (ASG) 10 continuously transmits the maximum possible recuperation capacity of the electric drive to the brake control unit.
  • the driver's braking request is calculated in the brake control unit and divided into two parts (a hydraulic one and one for the electric drive train) so that the largest possible proportion is created as a braking request for the drive train in order to maximize energy recuperation.
  • hydraulic actuator One part (hydraulic braking request) is controlled by the hydraulic actuator
  • Brake control unit converted into a hydraulic pressure through which the Wheel brake actuators are actuated.
  • the other part (braking request for the electric drive train) is transmitted to the drive control unit as a braking request via signal transmission.
  • the drive control unit controls the electric drive in such a way that a corresponding braking torque is generated on at least one axis.
  • the brake control unit switches to the hydraulic fallback level, in which the driver is connected directly to the wheel brakes via the brake pedal via the appropriate valve positions. The hydraulic pressure is therefore not increased, but results directly from the force of the pedal actuation by the driver 1.
  • the brake control unit receives the maximum possible recuperation capacity of the electric drive 4 from the drive control unit and calculates a braking request for the electric drive train and sends this to the drive control unit 10.
  • the drive control unit 10 controls the electric drive 4 in such a way that that a corresponding braking torque is generated on at least one axis.
  • the exemplary embodiment in FIG. 2 shows the case of autonomous braking.
  • the vehicle again has four hydraulic wheel brakes 3 and electric drives 4 on at least one axle, which can also be braked electrically (e.g. regeneratively).
  • the drive control unit 10 continuously transmits the maximum possible recuperation capacity of the electric drive to the brake control unit 2.
  • the vehicle has a control unit for autonomous driving 11, which transmits braking requests to the brake control unit 2.
  • This external braking request is again divided into a hydraulic and an electric drive part in the brake control unit 2.
  • the hydraulic braking request is converted by the hydraulic actuator, in particular the pressure supply device of the brake control unit 2, into a hydraulic pressure by which the wheel brakes are actuated.
  • the braking request portion for the electric drive train is determined via a Signal transmission is transmitted to the drive control unit 10 as a braking request.
  • the drive control unit 10 controls the electric drives 4 so that a corresponding braking torque is generated on at least one axis.
  • the brake control unit 2 switches to a fallback level in which the hydraulic brake pressure is generated on at least one axle by an emergency actuator.
  • the emergency actuator can either be included in the brake control unit 2 or in a separate control unit.
  • the brake control device 2 (or the emergency actuator) also receives the maximum possible recuperation capacity of the electric drives from the drive control device 10 and calculates a braking request for the electric drive train 4 and sends this to the drive control device 10.
  • the drive control device 10 controls the electric drives in such a way that a corresponding Braking torque is generated on at least one axis.
  • FIG. 3 now shows driver braking with an e-pedal 12.
  • the e-pedal or electric brake pedal 12 is not hydraulically connected to the brake control unit 2. Rather, the vehicle has an e-pedal 12, which independently calculates the driver's braking request and transmits it to the brake control unit 2 as an external braking request. Alternatively, the e-pedal does not calculate the driver's braking request, but rather transmits one or more sensor signals to the brake control unit 2, from which the brake control unit 2 calculates the driver's braking request.
  • the functionality otherwise corresponds to that of the embodiment in FIG.
  • FIG. 1 An embodiment with an intelligent e-pedal 12 is now shown in FIG. This has control unit functionality and can therefore be viewed as part of the brake control unit 2.
  • This part of the brake control unit 2 calculates the driver's braking request and transmits it via a BUS connection (e.g. CAN/Flexray/LIN) to both the main brake control unit 2 and the drive control unit 10.
  • a BUS connection e.g. CAN/Flexray/LIN
  • the main brake control unit 2 e.g. is physically separated from the e-Pedal 12 or that the main brake control unit 2 for other reasons (e.g. missing Power supply, CPU error, etc.) is not available
  • the drive control unit 10 can still implement the portion of the braking request for the electric drive train 4. This means that the vehicle can still be brought to a standstill using drive train 4 (without hydraulics).
  • the vehicle has a parking brake system with the ability to dynamically decelerate with measures to maintain stability (so-called “dynamic braking functions”, such as ADBF or FSI), in the above-mentioned error case, in addition to the braking request for the electric drive train, a signal is also sent to the drive control unit 10 Electromechanical braking request portion for the parking brake is calculated.
  • the electric drive train can be used as a priority and the parking brake can only be activated if the recuperation capacity is too low.
  • the brake control unit 2 calculates corresponding control signals for the parking brake actuators so that they generate a corresponding braking torque on the wheels.
  • the vehicle's braking behavior can be further optimized.
  • brake support from the electric drive machine on the front axle and brake support from the parking brake actuators on the rear axle there is no brake support on the front axle, but there is brake support on the rear axle from the electric drive motor and the parking brake actuators.
  • there is brake support on the front axle from the electric drive machine and on the rear axle there is brake support from the electric drive machine and the parking brake actuators.
  • the actuators of this axle can be hydraulically controlled by closing the inlet valves for the hydraulic brake actuators of an axle (front axle or rear axle).
  • Brake pedal can be separated so that less hydraulic volume is displaced when the brake pedal is pressed. This allows the pedal travel to be shortened in order to achieve the necessary pedal force that the driver must provide in the hydraulic fallback level in the event of a fault.
  • the hydraulic braking force that is lost by closing the inlet valves on an axle is compensated for by the braking torque support provided by the electric drive train on this axle.
  • the following information is included in the calculation of the braking torque requirement: a) The braking request of the driver or an autonomous control unit (this is calculated from available sensor signals or received through a signal transmission at the input of the brake control unit. b) The recuperation capacity of the electric drive train (this signal is transmitted from the drive control unit to the brake control unit) c) A special limit for the fallback level for the level of braking demand on the electric drive train, for example to prevent overbraking or to limit the effect on vehicle deceleration in the event of fluctuations in the recuperation capacity.
  • the sum of all braking torques generated may be lower than in the error-free case, but a noticeable braking torque support can be achieved by the electric drive train compared to the prior art.
  • the braking torque support in the event of a fault is particularly independent of the properties and design of the parking brake system.
  • the braking torque support in the event of a fault is usually higher than with support from the parking brake system and has a shorter response time.
  • the brake control unit has functions or measures for vehicle stabilization via the other control units, such as the Drive control unit does not have any or only a limited amount due to signal transit times, so that the braking torque support can be maximized.
  • the method according to the invention does not require any additional hardware and therefore offers a significant cost advantage over alternative methods.
  • a redundant design for several control devices can be implemented for the braking torque support according to the invention using pure software functionality and is therefore particularly cost-effective.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einer Radbremse (3) und einem Reibbremsaktuator zur Betätigung der zumindest einen Radbremse (3), wobei das Kraftfahrzeug einen elektrischen Antrieb (4) aufweist und wobei basierend auf einem Bremswunschsignal ein Ansteuerungssignal für den Reibbremsaktuator und ein Ansteuerungssignal für den elektrischen Antrieb (4) berechnet und an diese übermittelt wird. Um die Funktionsfähigkeit der Bremsanlage bei einem Teilausfall zu verbessern, schaltet die Bremsanlage bei einem festgestellten Fehler in eine Rückfallebene wobei in der Rückfallebene basierend auf dem Bremswunschsignal ein Ansteuerungssignal für den elektrischen Antrieb (4) berechnet und an diesen übermittelt wird.

Description

Verfahren zur Steuerung eines hydraulischen Bremssystems und Bremssystem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einer Radbremse (3) und einem Reibbremsaktuator zur Betätigung der zumindest einen Radbremse (3), wobei das Kraftfahrzeug einen elektrischen Antrieb (4) aufweist und wobei basierend auf einem Bremswunschsignal ein Ansteuerungssignal für den Reibbremsaktuator und ein Ansteuerungssignal für den elektrischen Antrieb (4) berechnet und an diese übermittelt wird.
Bremssysteme für Kraftfahrzeuge existieren in einer Vielzahl von verschiedenen Varianten. Aufgrund der Sicherheitsrelevanz dieser Systeme müssen diese bei einem Ausfall von Teilkomponenten zumindest eine Bremsung des Fahrzeugs in den Stillstand umsetzen können und weisen daher verschiedene Rückfallebenen auf.
Sogenannte Brake-by-wire-Systeme benötigen für eine Normalbremsung keine mechanische Kopplung zwischen Bremspedal und Radbremse. Entweder kann die Kopplung unterbrochen werden (z.B. bei Simulator-Bremssystemen) oder eine Kopplung ist grundsätzlich nicht vorhanden (z.B. bei e-Pedal-Systemen).
Die Bremsanlage kann als hydraulische Bremsanlage ausgebildet sein, die entsprechend hydraulische Radbremsen aufweist, die über eine Druckbereitstellungseinrichtung als Reibbremsaktuator versorgt und somit betätigt werden. Alternativ oder auch in Kombination kann die Radbremse von einem elektromechanischen Reibbremsaktuator, typischerweise direkt, betätigt werden
Ein Bremsensteuergerät, mit Elektronik und Hydraulik, ist hydraulisch mit den Bremsaktuatoren verbunden. Es ist in der Lage, basierend auf einem elektrischen Bremswunschsignal, mit Hilfe einer Druckbereitstellungseinrichtung, einen hydraulischen Druck zu erzeugen, der über die Bremsaktuatoren zu einer Verzögerung des Fahrzeugs führt. Die Erfindung bezieht sich auf Fahrzeuge mit mindestens einer elektrischen Antriebsmaschine, durch die das Fahrzeug auch gebremst bzw. verzögert werden kann. Im fehlerfreien Betrieb berechnet dabei insbesondere ein Bremsensteuergerät (BSG) Bremsmomentsignale für mindestens zwei verschiedene Aktuator-Typen und verarbeitet und/oder sendet entsprechende Anforderungen. So wird die Druckregelung der hydraulischen Bremsaktuatoren insbesondere die Druckbereitstellungseinrichtung geregelt und ein Antriebssteuergerät des Fahrzeugs (ASG), das die elektrische Antriebsmaschine betreibt, wird angesteuert ein entsprechendes Bremsmoment zu erzeugen. Die Summe aus allen Bremsmomentsignalen entspricht dabei dem Bremswunsch.
Bei einem fehlerbedingten Ausfall des Reibbremsaktuators (hydraulische Druckbereitstellungseinrichtung oder auch alternative Reibbremsaktuatoren) muss das Bremssystem sicherstellen, dass das Fahrzeug, mindestens bis zum Stillstand, weiterhin verzögert werden kann. Je nach System sind verschiedene Verfahren bekannt.
Bei hydraulischen Bremsanlagen, die eine hydraulische Kopplung des Bremspedals mit den Bremsaktuatoren ermöglichen, wird diese im Fehlerfall hergestellt (=hydraulische Rückfallebene) und der Fahrer kann durch die Betätigung des Bremspedals einen hydraulischen Druck (ohne Verstärkung) erzeugen. Zusätzlich kann durch die Ansteuerung der Parkbremse durch das Bremsensteuergerät zusätzliches Bremsmoment auf der Hinterachse erzeugt werden.
Bei hydraulischen Bremsanlagen, die keine hydraulische Kopplung des Bremspedals mit den Radbremsen ermöglichen (insbesondere solche mit e-Pedal, also rein elektrisch gekoppelten Bremspedalen), muss im Fehlerfall ein zusätzliches Bremsensteuergerät den hydraulischen Druck erzeugen, z.B. ein weiteres Bremsengerät mit eigener hydraulischer Pumpe oder einem anderen elektrischen Notaktuator. In beiden Systemen fordert das Bremsensteuergerät nach dem Stand der Technik kein Bremsmoment mehr von der elektrischen Antriebsmaschine an. Das Fahrzeug kann also ausschließlich durch die hydraulischen Bremsaktuatoren und ggf. die Parkbremsaktuatoren gebremst werden. Das dadurch erzeugte Bremsmoment ist dabei stets geringer als das Gesamtbremsmoment im fehlerfreien Zustand.
In der hydraulischen Rückfallebene ist eine hohe Pedalkraft in Verbindung mit längeren Pedalwegen notwendig, die nicht von jedem Fahrer aufgebracht werden kann. Die Fahrzeugverzögerung ist deshalb unter Umständen so gering, dass es zu einer Gefährdung im Straßenverkehr kommen kann.
Eine Bremsmoment-Unterstützung in der hydraulischen Rückfallebene durch die Parkbremse ist nicht in allen Fehlerfällen und für alle Systeme möglich.
Eine Bremsmoment-Unterstützung in der hydraulischen Rückfallebene durch die Parkbremse ist nur möglich, wenn das Parkbremssystem elektrisch ansteuerbar ist und über die Fähigkeit zu dynamischer Verzögerung mit Maßnahmen zur Fahrzeugstabilitätserhaltung, sogenannte „dynamic braking functions“, wie z.B.
ADBF oder FSI) verfügt. Das ist nicht immer der Fall. Eine andere, nach dem Stand der Technik bekannte Möglichkeit, Bremsmoment-Unterstützung in der hydraulischen Rückfallebene zu realisieren ist die Verwendung eines zusätzlichen Steuergerätes, das in der Lage ist, die hydraulischen Bremsaktuatoren zu betätigen. Dies führt zu erhöhten Kosten, welche durch die Herstellungskosten des Steuergeräts selbst, seinen Einbau in das Fahrzeug und seine Inbetriebnahme verursacht werden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung die obigen Nachteile zu vermeiden und eine Bremsanlage sicher und redundant betreiben zu können.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einer Radbremse und einem Reibbremsaktuator, zur Betätigung der zumindest einen Radbremse, wobei das Kraftfahrzeug einen elektrischen Antrieb aufweist. Weiter wird basierend auf einem Bremswunschsignal ein Ansteuerungssignal für den Reibbremsaktuator berechnet und an diesen übermittelt. Dabei kann es sich um ein angefordertes Bremsmoment, einen hydraulischen Druck oder eine Verzögerungsanforderung handeln.
Außerdem wird ein Ansteuerungssignal für den elektrischen Antrieb berechnet und an diesen, insbesondere an ein zugehöriges Antriebssteuergerät, übermittelt. Dabei kann es sich ebenfalls um ein angefordertes Bremsmoment, einen hydraulischen Druck, eine Verzögerungsanforderung oder ein anderes gleichwertiges Signal handeln.
Erfindungsgemäß schaltet die Bremsanlage, insbesondere ein Bremsensteuergerät, bei einem festgestellten Fehler in eine Rückfallebene. In der Rückfallebene wird, insbesondere von dem Bremsensteuergerät, basierend auf dem Bremswunschsignal ein Ansteuerungssignal für den elektrischen Antrieb berechnet und an diesen, insbesondere an ein zugehöriges Steuergerät, übermittelt.
Durch die Erfindung kann bei Ausfall oder zumindest Teilausfall des Reibbremsaktuators, insbesondere der hydraulischen Druckerzeugung. z.B. wegen Leckage oder durch einen elektrischen Fehler im Steuer-ZRegelkreis bzw. der Spannungsversorgung einer Bremssystem-internen Druckbereitstellungseinrichtung (z.B. einem Linearaktuator), ein sicheres Bremsen in den Stillstand gewährleistet werden.
Um die Bremsung mittels des elektrischen Antriebs sicherzustellen kann vorab überprüft werden, ob die Kommunikation des Bremsensteuergeräts (BSG) mit dem Steuergerät des elektrischen Antriebsstrangs (ASG) des Fahrzeugs verfügbar ist.
Erfindungsgemäß berechnet das Bremsensteuergerät auch in der Rückfallebene weiterhin Bremsanforderungssignale ggf. in Abhängigkeit von der Rekuperations-Kapazität und sendet diese an das Antriebssteuergerät. Das Antriebssteuergerät steuert den elektrischen Antriebsstrang an, so dass ein entsprechendes Bremsmoment erzeugt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Bremsanlage eine hydraulische Bremsanlage, mit einer Druckbereitstellungseinrichtung als Reibbremsaktuator zur Versorgung einer hydraulischen Reibbremse, einer Druckbereitstellungseinrichtung, wie insbesondere einem Linearaktuator
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gibt das Ansteuerungssignal für den elektrischen Antrieb ein Bremsmoment des elektrischen Antriebs vor. Dazu kann direkt das geforderte Bremsmoment oder eine vergleichbare Größe übermittelt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung setzt die Bremsanlage in der Rückfallebene eine Schlupfregelung um. Dazu wird das Bremsmoment, welches mittels des Ansteuerungssignals von dem elektrischen Antrieb angefordert wird, basierend auf Raddrehzahlsignalen verringert. Es wird also basierend auf dem Bremswunsch ein entsprechendes Bremsmoment für den elektrischen Antrieb bestimmt, jedoch basierend auf den Raddrehzahlsignalen, bei einer festgestellten Blockade oder Blockadeneigung, ein geringeres Bremsmoment über das Ansteuersignal vom elektrischen Antrieb angefordert und/oder dieses begrenzt. Der Fahrer wird somit zusätzlich während der Bremsmoment-Unterstützung durch den elektrischen Antriebsstrang durch Funktionen und Maßnahmen zur Fahrzeugstabilität unterstützt. So wird auch in den genannten Fehlerfällen Schlupf an den Rädern verhindert, in dem der Bremswunsch für den elektrischen Antriebsstrang, ausreichend vermindert wird, so dass die Räder nicht blockieren.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nutzt die Bremsanlage in der Rückfallebene das Querbeschleunigungssignal, insbesondere von einem Beschleunigungssensor. Basierend auf der Querbeschleunigung wird mittels des Ansteuerungssignals an den elektrischen Antrieb ein geringeres Bremsmoment angefordert und/oder dieses begrenzt. So kann in schnellen Kurvenfahrten ein Überbremsen und damit das Auftreten einer Instabilität verhindert werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung begrenzt die Bremsanlage in der Rückfallebene das angeforderte Bremsmoment auf einen Maximalwert kleiner als die maximale Rekuperationskapazität des elektrischen Antriebs. Das angeforderte Bremsmoment ist somit nicht mehr direkt abhängig von der aktuelle Rekuperationskapazität sondern wird ein wenig darunter beschränkt, sodass das Bremsmoment zumindest in einem Bereich konstant gehalten werden kann. Dadurch wird der Komfort für den Fahrer verbessert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Beladungszustand des Kraftfahrzeugs bei der Berechnung des Ansteuersignals herangezogen. So kann das vom Beladungszustand abhängige Fahr- und Stabilitätsverhalten des Kraftfahrzeugs mit einbezogen werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Bremswunschsignal basierend auf einer Betätigung eines Bremspedals, durch eine Assistenzfunktion oder von einem virtuellen Fahrer generiert. Das Bremspedal kann dabei ein ePedal oder ein mechanisches Bremspedal sein. Ein ePedal ist ein Bremspedal, welches über keine mechanische, insbesondere hydraulische Kopplung an die Radbremsen verfügt. Vielmehr liegt nur eine elektronische Anbindung vor, über welche Betätigungsdaten an ein Bremsensteuergerät übermittelt werden. Ein mechanisches Pedal weist zwar eine solche Verbindung auf, diese kann in einem normalen Bremsbetrieb, insbesondere in einem fehlerfreien Fall, abgekoppelt sein, sodass die Bremsanlage dennoch nach dem brake-by-wire Prinzip arbeitet. Je nach Systemauslegung wird das elektrische Bremswunschsignal im Bremsensteuergerät auf Basis von Messgrößen ermittelt, die aus einer Betätigung des Bremspedals abgeleitet werden (z.B. Druck und/oder Betätigungsweg und/oder Betätigungswinkel). Alternativ wird das Bremswunschsignal von einem externen System ermittelt und über eine Schnittstelle an das Bremsensteuergerät übermittelt. Mindestens ein Sensor zur Erfassung des Bremswunsches (z.B. Drucksensor, Pedalwegsensor, Pedalwinkelsensor, Kraftsensor, Radar, Kamera) ist im Bremssystem verfügbar Dies kann ein interner Sensor im Bremsensteuergerät oder ein externer Sensor mit Signalübertragung an eine Schnittstelle des Bremsensteuergeräts sein. Dieser gibt den Fahrerbremswunsch wieder oder bildet die Basis für einen durch eine Assistenzfunktion oder virtuellen Fahrer erzeugten Bremswunsch. Basierend auf den verfügbaren Messignalen kann das Bremsensteuergerät ein Bremswunsch-Signal berechnen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entspricht das Ansteuerungssignal für den Reibbremsaktuator, insbesondere die Druckbereitstellungseinrichtung, und das Ansteuerungssignal für den elektrischen Antrieb je einem Bremsmoment, deren Summe dem Bremswunschsignal entspricht. Mit anderen Worten entspricht das Bremswunschsignal einem Gesamtbremsmoment, welches auf die Druckbereitstellungseinrichtung und den elektrischen Antrieb aufgeteilt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der festgestellte Fehler einen Ausfall oder Teilausfall der hydraulischen Druckerzeugung. Dies kann die Druckbereitstellungseinrichtung selbst oder auch andere Hydraulikeinheiten betreffen, die zur hydraulischen Bremskrafterzeugung notwendig sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erhält die Bremsanlage, insbesondere ein entsprechendes Steuergerät also das Bremsensteuergerät, Informationen über die momentane Rekuperationskapazität von dem elektrischen Antrieb, insbesondere von einem Antriebssteuergerät. Das Ansteuerungssignal für den elektrischen Antrieb wird dann basierend auf dem Bremswunschsignal und der empfangenen Rekuperationskapazität bestimmt. Somit kann die Bremsanlage bei der Anforderung des Bremsmoments die tatsächlichen Möglichkeiten beachten. Alternativ berechnet das Bremsensteuergerät die Bremsanforderung für den elektrischen Antriebsstrang ohne Verwendung des Rekuperationskapazitäts-Signals. In diesem Fall wird vom Antriebssteuergerät ggf. ein geringeres Bremsmoment erzeugt als vom Bremsensteuergerät angefordert wurde, wenn die Anforderung die momentanen Möglichkeiten übersteigt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der elektrische Antrieb unabhängige Antriebseinheiten für jede Achse und die hydraulische Bremsanlage berechnet und übermittelt je ein Ansteuersignal für jede Achse. Somit lässt sich auch die Bremskraftaufteilung in der Rückfallebene bedarfsgerecht und optimal einstellen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird in der Rückfallebene das Ansteuerungssignal für den elektrischen Antrieb auf ein bestimmtes maximales Bremsmoment begrenzt. Somit wird in der Rückfallebene ein Überbremsen und somit die Gefahr von Instabilitäten vermieden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird in der Rückfallebene die Bremsunterstützung durch den elektrischen Antrieb sukzessive ausgeblendet. Dazu kann beispielsweise ein maximales Bremsmoment, welches durch den elektrischen Antrieb bereitgestellt wird, sukzessive verringert werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Umrechnungsgröße zwischen Bremswunsch und Bremsmoment reduziert werden. Dadurch wird erreicht, dass sich der Fahrer nicht an die gute Performance der Bremsmoment-Unterstützung in der hydraulischen Rückfallebene gewöhnt. Som it wird verhindert, dass ertrotz Fehlerfall des Bremsensteuergeräts mit Warnlampe nicht in die Werkstatt fährt. Die bevorzugte Ausblendungsstrategie für die Bremsmoment-Unterstützung durch den elektrischen Antriebsstrang nimmt daher bei jedem neuen Bremswunsch die Anforderung an das Antriebssteuergerät etwas zurück, um somit die Bremsmoment-Unterstützung zu reduzieren, mit dem Ziel den Fahrer an den fehlerbedingten Systemzustand der hydraulische Rückfallebene zu gewöhnen und den Weg in die Werkstatt aufzusuchen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird in der Rückfallebene ein hydraulischer Durchgriff zwischen einem Bremspedal und den Radbremsen hergestellt und/oder ein Notaktuator stellt einen elektrisch erzeugten hydraulischen Druck in den Radbremsen bereit. Somit wird noch eine weitere Redundanz hinzugefügt, wodurch die Sicherheit der hydraulischen Bremsanlage verbessert wird. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird in der Rückfallebene der hydraulische Durchgriff an diejenigen Radbremsen hergestellt deren Räder nicht durch den elektrischen Antrieb gebremst werden. So wird ein Teil der Räder durch die Muskelkraft des Fahrers und ein anderer Teil der Räder durch den elektrischen Antrieb abgebremst. Da das Bremspedal mit Hauptbremszylinder somit nur zwei Radbremsen bedienen muss, sind die benötigten Pedalwege geringer.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird in der Bremsanlage in der Rückfallebene basierend auf dem Bremswunsch ein Ansteuersignal für elektromechanische Parkbremsen berechnet und an diese übermittelt. Es wird demnach in der Rückfallebene eine Aufteilung des Bremswunsches auf die noch verfügbaren Aktuatoren vorgenommen.
Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug aufweisend einen Reibbremsaktuator zur Betätigung von zumindest einer Radbremse und einem Bremsensteuergerät zur Regelung des Reibbremsaktuators, wobei das Bremsensteuergerät dazu eingerichtet ist bei Feststellung eines Fehlers in eine Rückfallebene zu schalten, in welcher basierend auf empfangenen Daten ein Ansteuersignal für einen elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs zur Umsetzung eines Bremsmoments generiert und versendet wird. Insbesondere ist das Bremsensteuergerät dazu eingerichtet eines der vorstehenden Verfahren auszuführen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsanlage ist das Bremsensteuergerät zumindest teilweise Teil eines intelligenten elektronischen Bremspedals, wobei dieser Teil in der Rückfallebene das Ansteuersignal für den elektrischen Antrieb generiert und versendet.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch durch die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen. Dabei gehören alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination zum Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsanlage,
Fig. 2 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsanlage,
Fig. 3 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsanlage,
Fig. 4 zeigt schematisch eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsanlage;
In der hydraulischen Bremsanlage der Fig. 1 wird eine Fahrerbremsung mit einem hydraulischen Pedal durchgeführt. Das Fahrzeug verfügt über vier hydraulische Radbremsen 3 und elektrische Antriebe 4 auf mindestens einer Achse, womit auch elektrisch (z.B. rekuperativ) gebremst werden kann. Die Räder 5, sind mit den jeweiligen Radbremse 3 und Antrieb 4 der Vorderachse links 6, der Vorderachse rechts 7, der Hinterachse links 8 und der Hinterachse rechts 9 zugeordnet. Die elektrischen Antriebe werden durch ein Antriebssteuergerät 10 angesteuert. Das Bremspedal ist hydraulisch mit dem Bremsensteuergerät (BSG) 1 verbunden. Das Antriebssteuergerät (ASG) 10 übermittelt kontinuierlich die maximal mögliche Rekuperationskapazität des elektrischen Antriebs an das Bremsensteuergerät.
Der Fahrerbremswunsch wird im Bremsensteuergerät berechnet und so in zwei Teile (einen hydraulischen und einen für den elektrischen Antriebsstrang) aufgeteilt, dass ein möglichst großer Anteil als Bremswunsch für den Antriebsstrang entsteht, um die Energierekuperation zu maximieren.
Der eine Anteil (hydraulischer Bremswunsch) wird vom hydraulischen Aktuator des
Bremsensteuergeräts in einen hydraulischen Druck umgewandelt, durch den die Radbremsaktuatoren betätigt werden. Der andere Anteil (Bremswunsch für den elektrischen Antriebsstrang) wird über eine Signalübertragung als Bremswunsch an das Antriebssteuergerät übermittelt. Das Antriebssteuergerät steuert den elektrischen Antrieb so an, dass ein entsprechendes Bremsmoment an mindestens einer Achse generiert wird.
Durch einen Fehler im hydraulischen Bremssystem schaltet das Bremsensteuergerät in die hydraulische Rückfallebene, in welcher durch entsprechende Ventilstellungen der Fahrer über das Bremspedal direkt mit den radbremsen verbunden wird. Der hydraulische Druck wird demnach nicht verstärkt, sondern ergibt sich direkt aus der Kraft der Pedalbetätigung durch den Fahrer 1 . Vergleichbar zum fehlerfreien Fall empfängt das Bremsensteuergerät vom Antriebssteuergerät die maximal mögliche Rekuperationskapazität des elektrischen Antriebs 4 und berechnet einen Bremswunsch für den elektrischen Antriebsstrang und sendet diesen an das Antriebssteuergerät 10. Das Antriebssteuergerät 10 steuert, wie im fehlerfreien Fall, den elektrischen Antrieb 4 so an, dass ein entsprechendes Bremsmoment an mindestens einer Achse generiert wird.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 zeigt den Fall einer autonomen Bremsung. Das Fahrzeug verfügt wieder über vier hydraulische Radbremsen 3 und elektrische Antriebe 4 auf mindestens einer Achse, womit auch elektrisch (z.B. rekuperativ) gebremst werden kann. Das Antriebssteuergerät 10 übermittelt kontinuierlich die maximal mögliche Rekuperationskapazität des elektrischen Antriebs an das Bremsensteuergerät 2. Des Weiteren verfügt das Fahrzeug über ein Steuergerät für autonomes Fahren 11 , das Bremsanforderungen an das Bremsensteuergerät 2 übermittelt.
Dieser externe Bremswunsch wird im Bremsensteuergerät 2 wieder in einen hydraulischen und einen elektrischen Antrieb Teil aufgeteilt. Der hydraulische Bremswunsch wird vom hydraulischen Aktuator, insbesondere der Druckbereitstellungseinrichtung des Bremsensteuergeräts 2 in einen hydraulischen Druck umgewandelt, durch den die Radbremsen betätigt werden. Der Bremswunschanteil für den elektrischen Antriebsstrang wird über eine Signalübertragung als Bremswunsch an das Antriebssteuergerät 10 übermittelt. Das Antriebssteuergerät 10 steuert die elektrischen Antriebe 4 so an, dass ein entsprechendes Bremsmoment an mindestens einer Achse generiert wird.
Tritt in diesem hydraulischen Bremssystem ein Fehler auf, so schaltet das Bremsensteuergerät 2 in eine Rückfallebene, in der der hydraulische Bremsdruck an mindestens einer Achse von einem Notaktuator erzeugt wird. Der Notaktuator kann entweder im Bremsensteuergerät 2 enthalten sein oder in einem separaten Steuergerät. Das Bremsensteuergerät 2 (oder der Notaktuatur) empfängt weiterhin vom Antriebssteuergerät 10 die maximal mögliche Rekuperationskapazität der elektrischen Antriebe und berechnet einen Bremswunsch für den elektrischen Antriebsstrang 4 und sendet diesen an das Antriebssteuergerät 10. Das Antriebssteuergerät 10 steuert die elektrischen Antriebe so an, dass ein entsprechendes Bremsmoment an mindestens einer Achse generiert wird.
Die Ausführungsform der Fig. 3 zeigt nun eine Fahrerbremsung mit einem e-Pedal 12. Das e-Pedal oder elektrische Bremspedal 12 ist nicht hydraulisch mit dem Bremsensteuergerät 2 verbunden. Vielmehr verfügt das Fahrzeug über ein e-Pedal 12, welches den Fahrer-Bremswunsch selbständig berechnet und als externen Bremswunsch an das Bremsensteuergerät 2 übermittelt. Alternativ berechnet das e-Pedal nicht den Fahrer-Bremswunsch, sondern übermittelt ein oder mehrere Sensorsignale an das Bremsensteuergerät 2, aus denen das Bremsensteuergerät 2 den Fahrer-Bremswunsch berechnet. Die Funktionsweise entspricht ansonsten derjenigen der Ausführungsform der Fig. 2.
In Fig. 4 ist nun eine Ausführungsform mit einem intelligenten e-Pedal 12 dargestellt. Dieses weist Steuergerätfunktionalität auf und kann daher als Teil des Bremsensteuergeräts 2 betrachtet werden. Dieser Teil des Bremsensteuergeräts 2 berechnet den Fahrer-Bremswunsch und übermittelt ihn über eine BUS-Verbindung (z.B. CAN/Flexray/LIN) sowohl an das Haupt-Bremsensteuergerät 2 als auch an das Antriebssteuergerät 10. Für den Fehlerfall, dass das Haupt-Bremsensteuergerät 2 z.B. physikalisch vom e-Pedal 12 getrennt wird oder dass das Haupt-Bremsensteuergerät 2 aus anderen Gründen (z.B. fehlende Stromversorgung, CPU Fehler, etc) nicht verfügbar ist, kann das Antriebssteuergerät 10 den Anteil des Bremswunsches für den elektrischen Antriebsstrang 4 dennoch umsetzen. Damit kann das Fahrzeug noch mittels Antriebsstrang 4 (ohne Hydraulik) zum Stillstand gebracht werden.
Wenn das Fahrzeug über ein Parkbremssystem mit der Fähigkeit zu dynamischer Verzögerung mit Maßnahmen zur Stabilitätserhaltung (sogenannte „dynamic braking functions“, wie z.B. ADBF oder FSI) verfügt, so wird im genannten Fehlerfall zusätzlich zum Bremswunsch für den elektrischen Antriebsstrang an das Antriebsteuergerät 10 auch ein elektromechanischer Bremswunsch-Anteil für die Parkbremse berechnet. Dabei kann priorisiert auf den elektrischen Antriebsstrang zurückgegriffen werden und nur wenn die Rekuperationskapazität zu gering ist, auch die Parkbremse angesteuert werden.
Aus diesem Bremswunsch berechnet das Bremsensteuergerät 2 entsprechende Ansteuersignale für die Parkbrems-Aktuatoren, sodass diese ein entsprechendes Bremsmoment an den Rädern erzeugen. Mit einer intelligenten, achsweisen Verteilung der Bremsanforderungen auf die verfügbaren Brems-Aktuatoren kann das Bremsverhalten des Fahrzeugs weiter optimiert werden.
Beispielsweise mit einer Bremsunterstützung durch die elektrische Antriebsmaschine auf der Vorderachse und auf der Hinterachse eine Bremsunterstützung durch die Parkbremsaktuatoren. Alternativ gibt es an der Vorderachse keine Bremsunterstützung, jedoch an der Hinterachse eine Bremsunterstützung durch die elektrische Antriebsmaschine und durch die Parkbremsaktuatoren. In einer dritten Variante gibt es auf der Vorderachse eine Bremsunterstützung durch die elektrische Antriebsmaschine und auf der Hinterachse eine Bremsunterstützung durch die elektrische Antriebsmaschine und durch die Parkbremsaktuatoren.
In einer weiteren Variante mit mechanischem Bremspedal können durch das Schließen der Einlassventile für die hydraulischen Bremsaktuatoren einer Achse (Vorderachse oder Hinterachse) die Aktuatoren dieser Achse hydraulisch vom Bremspedal getrennt werden, so dass beim Betätigen des Bremspedals weniger hydraulisches Volumen verschoben wird. Dadurch lassen sich die Pedalwege zur Erreichung einer notwendigen Pedalkraft, die der Fahrer im Fehlerfall in der hydraulischen Rückfallebene erbringen muss, verkürzen. Die hydraulische Bremskraft, die durch das Schließen der Einlassventile an einer Achse, verloren geht, wird mit der Bremsmoment-Unterstützung durch den elektrischen Antriebsstrang an dieser Achse kompensiert.
In die Berechnung der Bremsmoment-Anforderung gehen je nach Ausführungsform die folgenden Informationen ein: a) Der Bremswunsch des Fahrers oder eines autonomen Steuergeräts (dieser wird aus verfügbaren Sensorsignalen berechnet oder durch eine Signalübertragung am Eingang des Bremsensteuergeräts empfangen. b) Die Rekuperationskapazität des elektrischen Antriebsstrangs (dieses Signal wird vom Antriebssteuergerät an das Bremsensteuergerät übermittelt) c) Eine spezielle Begrenzung für die Rückfallebene für die Höhe der Bremsanforderung an den elektrischen Antriebsstrang, um z.B. ein Überbremsen zu verhindern oder um bei Schwankungen der Rekuperationskapazität die Auswirkung auf die Fahrzeugverzögerung zu begrenzen.
Die Summe aller erzeugten Bremsmomente kann zwar geringer sein als im fehlerfreien Fall, jedoch kann eine spürbare Bremsmoment-Unterstützung durch den elektrischen Antriebsstrang im Vergleich zum Stand der Technik realisiert werden.
Die Bremsmoment-Unterstützung im Fehlerfall ist dabei insbesondere unabhängig von den Eigenschaften und der Auslegung des Parkbremssystems. Die Bremsmoment-Unterstützung im Fehlerfall ist in der Regel höher als mit einer Unterstützung durch das Parkbremssystem, und hat eine geringere Ansprechzeit. Die Bremsmoment-Unterstützung im Fehlerfall ist außerdem präziser einstellbar und dosierbarer als eine Unterstützung durch das Parkbremssystem, bei dem die Aktuatoren nur über zwei Zustände (an/aus = digital) geschaltet werden können. Das Bremsensteuergerät verfügt über Funktionen bzw. Maßnahmen zur Fahrzeugstabilisierung über die andere Steuergeräte, wie z.B. das Antriebssteuergerät nicht oder nur eingeschränkt aufgrund von Signallaufzeiten verfügen, so dass die Bremsmoment-Unterstützung maximiert werden kann.
Die Verkehrssicherheit wird für die genannten Fehlerfälle deutlich erhöht. Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt darüber hinaus keine zusätzliche Hardware und bietet daher einen erheblichen Kostenvorteil gegenüber alternativen Verfahren. Eine redundante Auslegung auf mehrere Steuergeräte ist für die erfindungsgemäße Bremsmoment-Unterstützung durch eine reine Software-Funktionalität umsetzbar und daher besonders kostengünstig.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Steuerung einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einer Radbremse (3) und einem Reibbremsaktuator zur Betätigung der zumindest einen Radbremse (3), wobei das Kraftfahrzeug einen elektrischen Antrieb (4) aufweist und wobei basierend auf einem Bremswunschsignal ein Ansteuerungssignal für den Reibbremsaktuator und ein Ansteuerungssignal für den elektrischen Antrieb (4) berechnet und an diese übermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanlage bei einem festgestellten Fehler in eine Rückfallebene schaltet und in der Rückfallebene basierend auf dem Bremswunschsignal ein Ansteuerungssignal für den elektrischen Antrieb (4) berechnet und an diesen übermittelt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das die Bremsanlage eine hydraulische Bremsanlage ist, mit einer Druckbereitstellungseinrichtung als Reibbremsaktuator zur Versorgung einer hydraulischen Reibbremse.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuerungssignal für den elektrischen Antrieb (4) ein Bremsmoment des elektrischen Antriebs (4) vorgibt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanlage in der Rückfallebene eine Schlupfregelung umsetzt, indem basierend auf Raddrehzahlsignalen das Ansteuerungssignal an den elektrischen Antrieb (4) ein geringeres Bremsmoment vorgibt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanlage in der Rückfallebene basierend auf einem Querbeschleunigungssignal ein geringeres Bremsmoment anfordert und/oder dieses begrenzt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanlage in der Rückfallebene das angeforderte Bremsmoment auf einen Maximalwert kleiner als die maximale Rekuperationskapazität des elektrischen Antriebs begrenzt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Beladungszustand des Kraftfahrzeugs bei der Berechnung des Ansteuersignals herangezogen wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremswunschsignal basierend auf einer Betätigung eines Bremspedals (11 ) durch eine Assistenzfunktion und/oder einem virtuellen Fahrer (12) generiert wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuerungssignal für den Reibbremsaktuator und das Ansteuerungssignal für den elektrischen Antrieb (4) je einem Bremsmoment entspricht, deren Summe dem Bremswunschsignal entspricht. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der festgestellte Fehler einen Ausfall oder Teilausfall der hydraulischen Druckerzeugung umfasst. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanlage Informationen über die momentane Rekuperationskapazität von dem elektrischen Antrieb (4) erhält, und das Ansteuerungssignal für den elektrischen Antrieb (4) basierend auf dem Bremswunschsignal und der empfangenen Rekuperationskapazität bestimmt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (4) unabhängige Einheiten für jede Achse umfasst und die Bremsanlage je ein Ansteuersignal für jede Achse berechnet und übermittelt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rückfallebene das Ansteuerungssignal für den elektrischen Antrieb (4) auf ein bestimmtes maximales Bremsmoment begrenzt ist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rückfallebene die Bremsunterstützung durch den elektrischen Antrieb (4) sukzessive ausgeblendet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rückfallebene ein hydraulischer Durchgriff zwischen einem Bremspedal und den Radbremsen (3) hergestellt wird und/oder ein Notaktuator einen elektrisch erzeugten hydraulischen Druck in den Radbremsen (3) bereitstellt. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rückfallebene der hydraulische Durchgriff an diejenigen Radbremsen (3) hergestellt wird deren Räder (5) nicht durch den elektrischen Antrieb (4) gebremst werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanlage in der Rückfallebene basierend auf dem Bremswunsch ein Ansteuersignal für elektromechanische Parkbremsen berechnet und an diese übermittelt. Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug aufweisend einen Reibbremsaktuator zur Betätigung von zumindest einer Radbremse (3) und ein Bremsensteuergerät (2) zur Regelung des Reibbremsaktuators, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsensteuergerät (2) dazu eingerichtet ist bei Feststellung eines Fehlers in eine Rückfallebene zu schalten, in welcher basierend auf empfangenen Daten ein Ansteuersignal für einen elektrischen Antrieb (4) des Kraftfahrzeugs zur Umsetzung eines Bremsmoments generiert und versendet wird. Bremsanlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet dass das Bremsensteuergerät zumindest teilweise Teil eines intelligenten elektronischen Bremspedals ist, wobei dieser Teil in der Rückfallebene das Ansteuersignal für den elektrischen Antriebgeneriert und versendet.
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