WO2020020518A1

WO2020020518A1 - Verfahren zum betreiben eines bremssystems sowie bremssystem

Info

Publication number: WO2020020518A1
Application number: PCT/EP2019/063553
Authority: WO
Inventors: Bertram Foitzik; Timo HAIBLE; Joerg Riethmueller; Oliver Fuchs
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2018-07-24
Filing date: 2019-05-25
Publication date: 2020-01-30
Also published as: US11958453B2; CN112424034B; DE102018212284A1; CN112424034A; US20220348177A1; KR102628698B1; KR20210035840A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems für ein Fahrzeug. Gemäß dem Verfahren wird ein einen Bremswunsch kennzeichnendes Bremswunschsignal durch Betätigung einer Stellanordnung eines Betätigungskreises erzeugt und ein in einem Aktivkreis erforderlicher Soll-Bremsdruck anhand des Bremswunschsignals ermittelt. Ferner erfolgt ein Einstellen eines Ist-Bremsdrucks im Aktivkreis gemäß dem Soll-Bremsdruck mittels einer Druckerzeugungseinrichtung durch Bewegen eines Verdrängerkolbens der Druckerzeugungseinrichtung mithilfe eines Elektromotors der Druckerzeugungseinrichtung, um eine an den Aktivkreis gekoppelte Radbremse zu betätigen. Unter der Bedingung, dass das Bremswunschsignal über einen vorbestimmten Zeitraum konstant ist, erfolgt ein Durchführen einer Druckmodulation, umfassend ein Einstellen des Ist-Bremsdrucks im Aktivkreis (4) auf einen Wert, der größer als der Soll-Bremsdruck ist, und ein Absenken des Ist-Bremsdrucks bis der Soll-Bremsdruck erreicht wird durch Bewegen des Verdrängerkolbens mithilfe des Elektromotors.

Description

Beschreibung

Titel

Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems sowie Bremssystem

Stand der Technik

Bremssysteme für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wie PKWs oder LKWs, sind üblicherweise als elektrohydraulische Bremssysteme realisiert, bei welchen durch einen mittels einer manuellen Betätigungseinrichtung betätigten Hauptbremszylinder ein hydraulischer Druck in einem Bremskreislauf zur Betätigung von Radbremsen erzeugt wird. Die Druckerzeugung in dem

Bremskraftverlauf wird dabei üblicherweise durch eine

Druckerzeugungseinrichtung, welche einen Elektromotor und einen mittels des Elektromotors bewegbaren Verdrängerkolben oder Plunger aufweist, unterstützt.

Zunehmend kommen auch sogenannte Brake-by-Wire-Systeme zum Einsatz. Ein solches ist System ist beispielsweise in der DE 10 2011 079 454 Al beschrieben. Bei diesem Bremssystem ist ein Betätigungskreis vorgesehen, in welchem durch Betätigung eines Hauptbremszylinders ein hydraulischer Druck erzeugt wird. Dieser Druck wird erfasst und anhand des erfassten Drucks wird ein Soll- Bremsdruck ermittelt, der mittels einer Druckerzeugungseinrichtung, welche einen Elektromotor und einen mittels des Elektromotors bewegbaren

Verdrängerkolben aufweist, in einem Aktivkreis zur Betätigung der Radbremsen eingestellt.

Offenbarung der Erfindung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines

Bremssystems sowie ein Bremssystem für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems für ein Fahrzeug vorgesehen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt ein Erzeugen eines einen Bremswunsch kennzeichnenden Bremswunschsignals durch Betätigung einer Stellanordnung eines Betätigungskreises. In diesem Schritt wird folglich ein Signal erzeugt, das eine gewünschte Verzögerung des Fahrzeugs repräsentiert.

In einem weiteren Schritt erfolgt ein Ermitteln eines in einem Aktivkreis erforderlichen Soll-Bremsdrucks anhand des Bremswunschsignals. Das

Bremswunschsignal bildet somit eine Eingangsgröße für eine

Ermittlungsfunktion, die z.B. als ein Softwaremodul realisiert sein kann. Diese Ermittlungsfunktion ermittelt als Ausgangsgröße einen Wert für einen

Bremsdruck, der in einem Aktivkreis eingestellt werden soll.

Weiterhin erfolgt ein Einstellen eines Ist- Bremsdrucks im Aktivkreis gemäß dem Soll-Bremsdruck mittels einer Druckerzeugungseinrichtung durch Bewegen eines Verdrängerkolbens der Druckerzeugungseinrichtung mithilfe eines Elektromotors der Druckerzeugungseinrichtung, um eine an den Aktivkreis gekoppelte

Radbremse zu betätigen. Der Elektromotor kann insbesondere über ein Getriebe an den Verdrängerkolben gekoppelt sein, welches eine Drehbewegung des Elektromotors in eine translatorische Bewegung des Verdrängerkolbens umwandelt, um den Druck im Aktivkreis zur variieren und dadurch eine

Radbremse, welche auf ein Rad des Fahrzeugs wirkt, zu betätigen.

Erfindungsgemäß erfolgt unter der Bedingung, dass das Bremswunschsignal über einen vorbestimmten Zeitraum konstant ist, ein Durchführen einer

Druckmodulation. Hierbei wird der Ist-Bremsdrucks im Aktivkreis durch Bewegen des Verdrängerkolbens mithilfe des Elektromotors zunächst auf einen Wert eingestellt, der größer als der Soll-Bremsdruck ist. Anschließend erfolgt ein Absenken des Ist- Bremsdrucks bis der Soll-Bremsdruck erreicht wird durch Bewegen des Verdrängerkolbens mithilfe des Elektromotors, insbesondere in der entgegengesetzten Richtung.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Bremssystem für ein Fahrzeug vorgesehen.

Das Bremssystem umfasst einen Betätigungskreis mit einer mittels einer Betätigungseinrichtung betätigbaren Stellanordnung zur Erzeugung eines Bremswunschsignals, einen Aktivkreis mit einer Druckerzeugungseinrichtung, umfassend einen Elektromotor und einen mittels des Elektromotors translatorisch bewegbaren Verdrängerkolben, der mittels eines Getriebes an den Elektromotor gekoppelt ist, und mit zumindest einer hydraulisch an die

Druckerzeugungseinrichtung gekoppelten Radbremse. Weiterhin weist das Bremssystem eine Steuerungsvorrichtung auf, welche mit der Stellanordnung des Betätigungskreises und mit der Druckerzeugungseinrichtung des

Aktivkreises verbunden ist.

Erfindungsgemäß ist die Steuerungsvorrichtung dazu eingerichtet, aus dem Bremswunschsignal einen im Aktivkreis erforderlichen Soll-Bremsdruck zu ermitteln, den Elektromotor der Druckerzeugungseinrichtung zur Einstellung eines Ist-Bremsdrucks im Aktivkreis gemäß dem Soll-Bremsdruck anzusteuern und unter der Bedingung, dass das Bremswunschsignal über einen

vorbestimmten Zeitraum konstant ist, den Elektromotor zur Durchführen einer Druckmodulation, umfassend ein Einstellen des Ist-Bremsdrucks im Aktivkreis auf einen Wert, der größer als der Soll-Bremsdruck ist und ein Absenken des Ist- Bremsdrucks bis der Soll-Bremsdruck erreicht wird, anzusteuern.

Eine der Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, den Elektromotor des Aktivbremskreises zu schonen, indem eine Druckmodulation durchgeführt wird, wenn das Bremswunschsignal über einen vorbestimmten Zeitraum konstant ist. Hierzu wird der Ist-Bremsdruck im Aktivkreis periodisch variiert, solange das Bremswunschsignal konstant bleibt. Insbsondere kann ein zeitlicher Ist- Bremsdruckverlauf eingestellt werden, der etwa einer Sägezahnfunktion gleicht. Allgemein wird eine Drucküberhöhung oberhalb des Soll-Bremsdrucks eingestellt. Hierzu wird der Verdrängerkolben mittels des Elektromotors in eine erste Richtung bewegt, um einen positiven Volumenstrom eines Hydraulikfluids in den Aktivkreis zu erzeugen. Anschließend erfolgt ein Absenken Ist- Bremsdrucks. Hierzu wird der Verdrängerkolben mittels des Elektromotors in entgegengesetzter Richtung bewegt, um einen negativen Volumenstrom des Hydraulikfluids aus dem Aktivkreis heraus zu erzeugen. Während der

Druckabsenkung entstehen in dem Getriebe, welches den Elektromotor an den Verdrängerkolben koppelt, Reibungsverluste. Diese wirken der Bewegung des Verdrängerkolbens entgegen und bremsen diesen somit. Damit wird die Kraft, die vom Elektromotor auf den Kolben aufgebracht werden muss, verringert, was zu einer mechanischen und thermischen Entlastung des Elektromotors führt.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Einstellen des Ist- Bremsdrucks im Aktivkreis auf einen Wert, der größer als der Soll-Bremsdruck ist, mit einem zeitlichen Druckgradienten, der zwischen 10 und 50 mal größer ist, als ein zeitlicher Druckgradient, mit welchem das Absenken des Ist- Bremsdrucks bis der Soll-Bremsdruck erreicht wird erfolgt. Demnach ist die Zeit, die für das Einstellen der Drucküberhöhung im Ist-Bremsdruck benötigt wird, wesentlich kleiner, als die Zeit, in der das Absenken des Ist- Bremsdrucks erfolgt. Damit ist ein Drehmoment, das der Elektromotor liefern muss, um die Drucküberhöhung zu erzeugen, lediglich kurzzeitig etwas höher, wobei das Drehmoment, das der Elektromotor während des Absenken des Ist- Bremsdrucks liefern muss, aufgrund der Reibungsverluste im Getriebe deutlich verringert ist, insbesondere gegenüber einem Drehmoment, das für eine konstante Einstellung des Ist- Bremsdrucks auf den Soll-Bremsdruck nötig wäre. Auf diese Weise wird das mittlere Drehmoment, das der Elektromotor liefern muss, weiter verringert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfordert das

Durchführen der Druckmodulation zusätzlich das Vorliegen einer oder mehrerer der folgenden Bedingungen:

a) eine erfasste Drehzahl eines von der Radbremse gebremsten Rads ist kleiner als ein vorbestimmter Drehzahl-Schwellwert,

b) der ermittelte Soll-Bremsdruck des Aktivkreises ist größer als ein

vorbestimmter Druck-Schwellwert. Bedingung a) kann beispielsweise erfüllt sein, wenn die erfasste Drehzahl so klein ist, dass von einem Stillstand des Fahrzeugs ausgegagen werden kann. Insbesondere kann der Drehzahl-Schwellwert durch eine Anzahl von

Umdrehungen pro Sekunde des jeweiligen Rades definiert sein, welche einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs von 3 km/h entspricht. Dies bietet den Vorteil, dass eine Druckmodulation bei höheren Geschwindigkeiten nicht durchgeführt wird, wodurch eine Spürbarkeit der Druckmodulation für den Fahrer vorteilhaft vermieden wird.

Die Bedingung b) verringert die Anzahl der Situationen, in denen eine

Druckmodulation vorgenommen wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass unter der Bedingung, dass das Bremswunschsignal über einen zweiten vorbestimmten Zeitraum konstant ist, ein hydraulisches Abkoppeln der

Radbremse von der Druckerzeugungseinrichtung durch Schließen eines

Trennventils, das in einem hydraulischen Pfad zwischen der

Druckerzeugungseinrichtung und der Radbremse angeordnet ist, und ein Abschalten des Elektromotors erfolgt. Der zweite vorbestimmte Zeitraum ist insbesondere deutlich länger als der vorbestimmte Zeitraum, nach welchem die Druckmodulation durch geführt wird. Demnach erfolgt ein Konstanthalten des Drucks in einem bremsseitigen Teil des hydraulischen Pfads, der sich zwischen dem Trennventil und der Radbremse erstreckt, indem das Trennventil geschlossen wird, wenn die Druckmodulation über einen gewissen Zeitraum, beispielsweise über einen Zeitraum zwischen 30 Sekunden und 420 Sekunden, insbesondere über einen Zeitraum von 300 Sekunden, durchgeführt wurde. Nach der hydraulischen Abkopplung kann der Elektromotor ausgeschaltet werden, was die Belastung des Elektromotors weiter verringert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist die Stellanordnung einen mittels einer Betätigungseinrichtung betätigbaren Hauptbremszylinder und eine Sensoranordnung auf, wobei das Erzeugen des Bremswunschsignals ein Erfassen eines durch die Betätigung des Hauptbremszylinders im

Betätigungskreis erzeugten hydraulischen Drucks und/oder eines Stellwegs der Betätigungseinrichtung als den Bremswunsch kennzeichnende Größen umfasst. Das Bremswunschsignal kann insbesondere durch die den Bremswunsch kennzeichnenden, mittels der Sensoreinrichtung erfassten Größen gebildet sein.

Gemäß einer Ausführungsform des Bremssystem weist die Stellanordnung einen mittels der Betätigungseinrichtung betätigbaren Hauptbremszylinder und eine Sensoranordnung zur Erfassung eines durch Betätigung des

Hauptbremszylinders erzeugten hydraulischen Drucks im Betätigungskreis und/oder eines Stellwegs der Betätigungseinrichtung als einen Bremswunsch kennzeichnende Größen auf, wobei das Bremswunschsignal durch die den Bremswunsch kennzeichnenden, mittels der Sensoreinrichtung erfassten Größen gebildet ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Bremssystems ist vorgesehen, dass der Aktivkreis einen Drucksensor zur Erfassung des Ist- Bremsdrucks im

Aktivkreis aufweist, welcher mit der Steuerungseinrichtung verbunden ist, wobei die Steuerungseinrichtung dazu eingereichtet ist, den Elektromotor zur Regelung des Ist-Bremsdrucks auf Basis des erfassten Ist-Bremsdrucks anzusteuern. Auf diese Weise wird eine geschlossene Regelschleife realisiert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Bremssystems weist der Aktivkreis ein Trennventil auf, welches in einem hydraulischen Pfad zwischen der

Druckerzeugungseinrichtung und der Radbremse angeordnet ist, und wobei die Steuerungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, das Trennventil zur hydraulischen Abkopplung der Radbremse von der Druckerzeugungseinrichtung zu schließen und den Elektromotor der Druckerzeugungseinrichtung abzuschalten. Wie bereits oben zum Verfahren beschrieben, kann mittels des Trennventils der Ist- Bremsdruck im bremsseitigen Teil des hydraulischen Pfades bei

ausgeschaltetem Elektromotor konstant gehalten werden.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Bremssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 einen Druckverlauf in einem Aktivkreis des in Fig. 1 dargestellten

Bremssystems, insbesondere in einem druckerzeugerseitigen Teil eines hydraulischen Pfads, sowie einen Drehmomentverlauf eines

Elektromotors des Aktivkreises des in Fig. 1 dargestellten

Bremssystems während der Durchführung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 die Kraftverhältnisse an einer Druckerzeugungseinrichtung während einer Druckerhöhung im Aktivkreis des Bremssystems während der Durchführung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 4 die Kraftverhältnisse an der Druckerzeugungseinrichtung während einer Druckabsenkung im Aktivkreis des Bremssystems während der Durchführung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende

Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts Anderes ausführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt beispielhaft ein Bremssystem 1 für ein Fahrzeug. Wie in Fig. 1 dargestellt, weist das Bremssystem 1 einen Betätigungskreis 2, einen Aktivkreis 4 und eine Steuerungsvorrichtung 5 auf.

Der in Fig. 1 beispielhaft dargestellte Betätigungskreis 2 weist eine

Stellanordnung 20 und eine Betätigungseinrichtung 21 auf. Die Stelleinrichtung 20 kann insbesondere, wie in Fig. 1 beispielhaft dargestellt, einen hydraulischen Hauptbremszylinder 22 sowie eine Sensoranordnung mit zumindest einem Drucksensor 23 sowie einem Stellwegsensor 24 aufweisen. Die Stelleinrichtung 20 kann ferner einen optionalen Rückstellsimulator 25 aufweisen. Bei der in Fig. 1 beispielhaft gezeigten Stellanordnung 20 ist der Hauptbremszylinder 22 mittels der Betätigungseinrichtung 21, welche in Fig. 1 beispielhaft als Fußpedal dargestellt ist, betätigbar. Die Betätigung des Hauptbremszylinders 22 umfasst hierbei ein Verschieben eines oder mehrerer Verdrängerkolben 22 A, 22 B, wodurch ein Hydraulikfluid, z.B. Öl, gegen eine Rückstellkraft verdrängt und dadurch ein hydraulischer Druck im Betätigungskreis 2 erzeugt wird.

Die Rückstellkraft kann beispielsweise durch den optionale Rückstellsimulator 25 erzeugt werden, welcher über eine Hydraulikleitung 6 hydraulisch, also in fluidleitender Weise, an den Hauptbremszylinder 22 gekoppelt ist.

Der optionale Drucksensor 23 erfasst den durch den Hauptbremszylinder 22 erzeugten Druck und erzeugt ein diesen Druck repräsentierendes Drucksignal 3A. Der Drucksensor 23 ist in Fig. 1 beispielhaft über den Rückstellsimulator 25 hydraulisch an die Hydraulikleitung 6 gekoppelt. Der optionale Stellwegsensor 24 erfasst einen von der Betätigungseinrichtung 21 zurückgelegten Stellweg und erzeugt ein den Stellweg repräsentierendes Stellwegsignal 3B. Das Drucksignal 3A und das Stellwegsignal 3B bilden vorliegend gemeinsam ein beispielhaftes Bremswunschsignal 3, das mittels der Stellanordnung 20 erzeugt wird.

Die Stellanordnung 20 kann alternativ auch lediglich durch den Stellwegsensor 24 gebildet sein, welcher den Stellweg der Betätigungseinrichtung 21 erfasst. In diesem Fall ist das Bremswunschsignal 3 durch das Stellwegsignal 3B gebildet.

Der Aktivkreis 4 weist eine Druckerzeugungseinrichtung 40, zumindest eine Radbremse 43 und zumindest ein Trennventil 44 auf. Optional weist der Aktivkreis 4 außerdem eine Bremsregelungsventilanordnung 47 auf. In Fig. 1 ist beispielhaft ein Aktivkreis 4 mit insgesamt vier Radbremsen 43A, 43B, 43C, 43D und zwei Trennventilen 44A, 44B dargestellt.

Die Druckerzeugungseinrichtung 40 weist einen Elektromotor 41 und einen Verdrängerkolben 42 auf, welcher mittels des Elektromotors 41 translatorisch bewegbar ist. Zur Umwandlung einer Rotationsbewegung des Elektromotors 41 in eine Translationsbewegung des Verdrängerkolbens 42 ist ein in Fig. 1 lediglich schematisch dargestelltes Getriebe 41A vorgesehen, das den Elektromotor 41 kinematisch an den Verdrängerkolben 42 koppelt. Der Verdrängerkolben 42 ist in einem Führungszyliner 42A bewegbar, wodurch ein sich in dem

Führungszylinder 42A befindliches Hydraulikfluid, z.B. Öl, verdrängt wird.

Die Trennventile 44A, 44B können beispielsweise als elektromechanische Schaltventile realisiert sein. Die Trennventile 44A, 44B sind jeweils zwischen einem offenen Zustand, in welchem diese einen Fluiddurchfluss ermöglichen, und einem geschlossenen Zustand, in welchem die Trennventile 44A, 44B einen Fluiddurchfluss sperren, schaltbar. In Fig. 1 sind die Trennventile 44A, 44B beispielhaft in einem geschlossenen Zustand dargestellt.

Die Radbremsen 43A, 43B, 43C, 43D wirken jeweils über Reibbeläge (nicht dargestellt) auf an einem jeweiligen Rad (nicht dargestellt) vorgesehene

Reibflächen, beispielsweise in Form einer Bremsscheibe 7, 7A, 7B, 7C, 7D, ein, um das jeweilige Rad zu bremsen.

Die optionale Bremsregelungsventilanordnung 47 ist in Fig. 1 lediglich schematisch dargestellt und dient zur individuellen Regelung der einzelnen Radbremsen 43A, 43B, 43C, 43D. Die Bremsregelungsventilanordnung 47 wird hierin aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher erläutert.

Die Trennventile 44A, 44B sind über eine sich verzweigende Hydraulikleitung 15 hydraulisch an die Druckerzeugungseinrichtung 40 gekoppelt. Ferner ist das erste Druckventil 44A über eine sich verzweigende Hydraulikleitung 16 an die Bremsscheiben 7A und 7B der Räder (nicht dargestellt) gekoppelt. Das zweite Druckventil 44B ist über eine sich verzweigende Hydraulikleitung 17 an die Bremsscheiben 7C und 7D der Räder (nicht dargestellt) gekoppelt. Die

Hydraulikleitungen 15, 16, 17 bilden somit einen Hydraulikpfad 45 zwischen der Druckerzeugungseinrichtung 40 und der zumindest einen Radbremse 43 aus.

Die an die Radbremsen 43 angeschlossenen Hydraulikleitungen 16, 17 bilden einen bremsseitigen Teil 45A des hydraulischen Pfads 45. Die an die

Druckerzeugungseinrichtung 40 angeschlossene Hydraulikleitung 15 bildet einen druckerzeugungsseitigen Teil 45B des hydraulischen Pfads 45. Fig. 1 zeigt weiter, dass ein optionaler Bremsdrucksensor 46 zur Erfassung eines Bremsdrucks in dem druckereugungsseitigen Teil 45B des hydraulischen Pfads 45 vorgesehen sein kann. Auch sind in Fig. 1 beispielhaft optionale

Motorsensoren 47A, 47B zur Erfassung von Betriebsgrößen des Elektromotors, wie des Betriebsstroms oder einer Drehstellung dargestellt.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, kann der Betätigungskreis 2 über optionale Ventile 26A, 26B hydraulisch an den Aktivkreis 4 gekoppelt sein, um im Falle eines

Betriebsausfalls der Druckerzeugungseinrichtung 40 eine Betätigung der Radbremsen 43 über den Hauptbremszylinder 22 zu ermöglichen. Hierzu sind die Verdrängerkolben 22A, 22B über die Ventile 26A, 26B an die

Hydraulikleitungen 16, 17 angeschlossen, wobei die Ventile 26A, 26B analog zu den Trennventilen 44A, 44B gestaltet sein können. In Fig. 1 sind die Ventile 26A, 26 B in einem geschlossenen Zustand dargestellt.

Wie in Fig. 1 weiterhin gezeigt, ist die Steuerungsvorrichtung 5 mit der

Stellanordnung 20 des Betätigungskreises 2, insbesondere mit den Sensoren 23, 24 der Stellanordnung 20 und mit der Druckerzeugungseinrictung 40 verbunden. Die Steuerungsvorrichtung 5 kann ferner mit den optionalen Trennventilen 44A, 44B, mit den optionalen Ventilen 26A, 26B, mit dem optionalen

Bremsdrucksensor 46 sowie den optionalen Motorsensoren 47A, 47B verbunden sein. Hierbei wird unter„verbunden“ eine funktionelle Verbindung verstanden, insbesondere eine Datenverbindung, die drahtgebunden oder drahtlos realisiert sein kann.

Die Steuerungsvorrichtung 5 kann insbesondere einen Prozessor (nicht dargestellt) und einen Datenspeicher (nicht dargestellt) aufweisen, wobei der Datenspeicher Software enthält, die dazu eingerichtet ist, den Prozessor zur Ausführung der nachfolgend beschriebenen Funktionen bzw. des nachfolgend beschriebenen Verfahens zu veranlassen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend beispielhaft anhand des voranstehend beschriebenen Bremssystems 1 erläutert. Fig. 2 zeigt in einem ersten Diagramm A einen Druckverlauf im Aktivkreis 4 des Bremssystems 1, insbesondere den mittels des Bremsdrucksensors 46 im druckerzeugerseitigen Teil 45B des hydraulischen Pfads 45 erfassten

Druckverlauf, aufgetragen über die Zeit. In einem zweiten Diagramm B zeigt Fig. 2 einen Drehmomentverlauf des Elektromotors 41 der sich ergibt, um den in Diagramm A gezeigten Druckverlauf zu erzeugen.

Wie in Fig. 2 gezeigt, wird zum Zeitpunkt 0 ein einen Bremswunsch

kennzeichnendes Bremswunschsignal 3 durch Betätigung der Stellanordnung 20 des Betätigungskreises 2 erzeugt. Beispielsweise wird die

Betätigungseinrichtung 21 bewegt und dadurch der Hauptbremszylinder 22 gegen die Rückstellkraft des optionalen Rückstellsimulators 25 betätigt. Der Drucksensor 23 und der Stellwegsensor 24 erfassen jeweils einen Druck bzw. einen Stellweg. Der Drucksensor 23 erzeugt ein entsprechendes Drucksignal 3A und der Stellwegsensor 24 ein entsprechendes Stellwegsignals 3B. Diese bilden das Bremswunschsignal 3 und werden an die Steuerungsvorrichtung 5 übermittelt.

Die Steuerungsvorrichtung 5 ermittelt anhand des Bremswunschsignals 3 einen in dem Aktivkreis 4 erforderlichen Soll-Bremsdrucks und erzeugt ein

entsprechendes Motorsteuersignal 5M, welches an den Elektromotor 41 der Druckerzeugungseinrichtung 40 übermittelt wird.

Der Elektromotor 41 wird gemäß dem Motorsteuersignal 5M betrieben und bewegt dadurch den Verdrängerkolben 42 derart, dass der Soll-Bremsdruck 9a im Aktivkreis 4 eingestellt wird. Optional kann hierbei mittels des optionalen Bremsdrucksensors 46 eine geschlossene Regelschleife realisiert werden, in welcher der Ist-Bremsdruck 9b im Aktivkreis 4 gemäß dem Soll-Bremsdruck 9a geregelt wird. Die optionalen Trennventile 44A, 44B sind geöffnet. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird der Ist-Bremsdruck 9b vergrößert bis zum Zeitpunkt tl, also vorliegend nach etwa einer Sekunde, der Soll-Bremsdruck 9a erreicht ist. In Fig. 2 liegt der Soll-Bremsdruck 9a beispielhaft bei einem Druck von etwa 25 bar. Durch das Einstellen des Ist-Bremsdrucks 9b auf einen Wert von größer 0 bar werden die Radbremsen 43 betätigt. Wie in Fig. 2 weiter erkennbar ist, bleibt der Soll-Bremsdruck 9a über einen vorbestimmten Zeitraum t_l von beispielsweise Sekunden 6 Sekunden konstant. Dies entspricht einem konstanten Bremswunschsignal 3. Unter„konstant“ kann hierin insbesondere verstanden werden, dass eine Änderung des

Bremswunschsignals 3 kleiner einem vorbestimmten Wert ist. Beispielsweise ist das Bremswunschsignal 3 konstant, wenn sich weder das Drucksignal 3A noch das Stellwegsignal 3B innerhalb eines vorbestimmte Zeitraums, beispielsweise über 3 Sekunden oder wie in Fig. 2 beispielhaft gezeigt über 6 Sekunden, um nicht mehr als einen vorbestimmten Wert, beispielsweise um nicht mehr als 1 Prozent ändert. Ein konstantes Bremswunschsignal 3 resultiert in einem konstanten Soll-Bremsdruck 9a sowie in einem konstanten Ist-Bremsdruck 9b, wie in Fig. 2 erkennbar ist.

Wie in Fig. 2 in Diagramm B dargestellt ist, muss der Elektromotor 41 der Druckerzeugungseinrichtung 40 zum Verschieben des Verdrängerkolbens 42 bis der Ist-Bremsdruck 9b zum Zeitpunkt tl auf den Soll-Bremsdruck 9a eingestellt ist, ein zunehmendes Drehmoment 10a bereitstellen. Ab dem Zeitpunkt tl wird der Ist- Bremsdruck 9b auf dem Niveau des Soll-Bremsdrucks 9a gehalten.

Hierzu muss der Elektromotor 41 zum Halten des Verdrängerkolbens 42 ein näherungsweise konstantes Drehmoment 10a aufbringen. Ab dem Zeitpunkt tl liegt ein mittleres Drehmoment 10b, welches der Elektromotor 41 zum Halten des Verdrängerkolbens 42 aufbringen muss, um den Ist-Bremsdruck 9b auf dem Niveau des Soll-Bremsdrucks 9a zu halten, bei etwa 0,28 Nm.

Unter der Bedingung, dass das Bremswunschsignal 3 über den vorbestimmten Zeitraum t_l konstant ist, erfolgt ein Durchführen einer Druckmodulation des Ist- Bremsdrucks 9b, wie dies in Fig. 2 beispielhaft dargestellt ist. Die

Druckmodulation umfasst insbesondere eine Druckerhöhung, also ein Einstellen des Ist- Bremsdrucks 9b im Aktivkreis 4 auf einen Wert 9c, der größer als der Soll-Bremsdruck 9a ist, und eine anschließende Druckabsenkung des Ist- Bremsdrucks 9b von diesem Wert bis der Soll-Bremsdruck 9a wieder erreicht wird.

Vorzugsweise wird die Druckerhöhung des Ist-Bremsdrucks 9b deutlich schneller durchgeführt als die Druckabsenkung. In Fig. 2 ist beispielhaft gezeigt, dass eine Druckerhöhung um etwa 3 bar innerhalb einer Zeit t_2 von etwa 0,25 Sekunden erfolgt und die Druckabsenkung um denselben Wert auf den Soll-Bremsdruck von 25 bar innerhalb einer Zeit t_3 etwa 12 Sekunden erfolgt. Generell kann das Einstellen des Ist- Bremsdrucks im Aktivkreis 4 auf einen Wert, der größer als der Soll-Bremsdruck ist, mit einem zeitlichen Druckgradienten erfolgen, der zwischen 10 und 50 mal größer ist, als ein zeitlicher Druckgradient, mit welchem das Absenken des Ist- Bremsdrucks bis der Soll-Bremsdruck erreicht wird.

Um die Druckmodulation des Ist- Bremsdrucks 9b durchzuführen, erzeugt die Steuerungsvorrichtung 5 ein Motorsteuersignal 5M, aufgrund dessen der

Elektromotor 41 angesteuert wird, wodurch eine Bewegung des

Verdrängerkolbens 42 erfolgt. Wie in Fig. 3 beispielhaft und schematisch dargestellt ist, erfolgt während der Druckerhöhung eine Bewegung des

Verdrängerkolbens 42 in einer ersten Richtung 11. Hierbei wirkt auf den

Verdrängerkolben 42 eine Kraft F_H, welche aus der Druckaufbringung auf das Hydraulikfluid im Aktivkreis 4 resultiert. Diese Kraft F_H wird durch den

Elektromotor 41 bereitgestellt, welcher jedoch bei der Bewegung des Kolbens 42 in der ersten Richtung 11 zusätzlich die Reibungsverluste F_R im Getriebe 41A überwinden muss. Damit stellt der Elektromotor 41 während der Zeit t_2 die Motorkraft F_M bereit, um den Verdrängerkolben 42 während der Druckerhöhung in der ersten Richtung 11 zu verschieben, wobei die Motorkraft F_M vereinfacht der Kraft F_H plus der Reibungskraft F_R aus den Getriebeverlusten entspricht.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, erfolgt während der Druckabsenkung eine Bewegung des Verdrängerkolbens 42 in einer zweiten Richtung 12, also entgegengesetzt zur ersten Richtung 11. Hierbei wirkt auf den Verdrängerkolben 42 die Kraft F_H, welche aus der Druckaufbringung auf das Hydraulikfluid im Aktivkreis 4 resultiert. Diese Kraft F_H wird durch den Elektromotor 41 bereitgestellt. Bei der Bewegung des Verdrängerkolbens 42 in der zweiten Richtung 12 wirken die

Reibungsverluste F_R im Getriebe 41A jedoch der Bewegung des Kolbens 42 entgegen. Damit stellt der Elektromotor 41 während der Zeit t_3 die Motorkraft F_M bereit, um den Verdrängerkolben 42 während der Druckabsenkung in der zweiten Richtung 12 zu verschieben, wobei die Motorkraft F_M vereinfacht der Kraft F_H abzüglich der Reibungskraft F_R aus den Getriebeverlusten entspricht. Insbesondere wirkt die also die Kraft F_R der Kraft F_H entgegen, wodurch der Elektromotor 41 entlastet wird, da die Kraft F_R die Motorkraft F_M unterstützt.

Wie in Fig. 2 dargestellt, muss für die Druckerhöhung also zunächst für den kurzen Zeitraum t_2 ein hohes Drehmoment 10a von dem Elektromotor 41 bereitgestellt werden. Während der Druckabsenkung wird der Verdrängerkolben 42 zusätzlich zu dem Elektromotor 41 auch durch die im Getriebe 41A auftretenden Reibungsverluste gebremst, was in einem niedrigen Drehmoment 10a des Elektromotors 41 während des Zeitraums t_3 resultiert. Da der Zeitraum t_2 deutlich kleiner als der Zeitraum t_3 ist, ist das mittlere Drehmoment 10b während des zusammengenommenen Zeitraums t_2 und t_3 der

Druckmodulation annähernd konstant. Wie in Fig. 2 erkennbar, liegt das mittlere Drehmoment 10b während der Druckmodulation bei etwa 0,18 Nm und damit deutlich unter dem Wert von 0,28 während des Zeitraums ab dem Zeitpunkt tl, während dessen der Ist- Bremsdruck 9b auf dem Niveau des Soll-Bremsdrucks 9a gehalten wird. Somit kann durch die Druckmodulation das mittlere

Drehmoment 10b und damit die thermische und die mechanische Belastung des Elektromotors 41 in vorteilhafter Weise verringert werden.

Wie in Fig. 2 dargestellt, kann die Druckmodulation mehrfach hintereinander durchgeführt werden, solange das Bremswunschsignal 3 bzw. der Soll- Bremsdruck 9a konstant ist.

Optional kann nach Ablauf einer bestimmten Zeitdauer bzw. nach einer bestimmten Anzahl von Druckmodulationen ein hydraulisches Abkoppeln der zumindest einen Radbremse 43 von der Druckerzeugungseinrichtung 40 durch Schließen des zumindest einen Trennventils 44 erfolgen. Hierzu erzeugt die Steuerungsvorrichtung 5 unter der Bedingung, dass das Bremswunschsignal 3 über einen vorbestimmten zweiten Zeitraum konstant ist, ein Ventilsteuersignal 5V, welches ein Schließen der Trennventile 44A, 44B bewirkt. Der Elektromotor 41 kann dann abgeschaltet werden und der Ist-Bremsdruck in dem bremsseitigen Teil 45A des hydraulischen Pfads 45 wird durch die geschlossenen Trennventile 44A, 44B konstant gehalten. Das Durchführen der Druckmodulation kann optional zusätzlich an das Vorliegen weiterer Bedingungen gekoppelt werden. Beispielsweise kann an den Rädern mittels Drehzahlsensoren 18A, 18B, 18C, 18D eine Drehzahl der Räder erfasst und als Drehzahlsignal 5D an die Steuerungsvorrichtung 5 übermittelt werden. Das Durchführen der Druckmodulation kann hierbei unter der zusätzlichen

Bedingung erfolgen, dass die erfasste Drehzahl kleiner als ein vorbestimmter Drehzahl-Schwellwert ist. Auch kann als zusätzliche Bedingung gefordert werden, dass der ermittelte Soll-Bremsdruck des Aktivkreises 4 größer als ein vorbestimmter Druck-Schwellwert ist. Alternativ oder zusätzlich kann außerdem als Bedingung gefordert werden, dass eine eine thermische Belastung des

Elektromotors 41 der Druckerzeugungseinrichtung kennzeichnende Größe einen vorbestimmten Belastungs-Schwellwert erreicht. Beispielsweise kann der mittels des Motorsensors 47A erfasste Betriebsstrom als Stromsignal 51 an die

Steuerungsvorrichtung 5 übermittelt werden. Wenn der durch Betriebsstrom 51 über eine bestimmte Zeit oberhalb eines Grenzwerts liegt, erfolgt ein Schließen der Trennventile 44.

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems (1) für ein Fahrzeug, aufweisend die folgenden Schritte:

Erzeugen eines einen Bremswunsch kennzeichnenden Bremswunschsignals (3) durch Betätigung einer Stellanordnung (20) eines Betätigungskreises (2);

Ermitteln eines in einem Aktivkreis (4) erforderlichen Soll-Bremsdrucks (9a) anhand des Bremswunschsignals (3);

Einstellen eines Ist- Bremsdrucks (9b) im Aktivkreis (4) gemäß dem Soll- Bremsdruck mittels einer Druckerzeugungseinrichtung (40) durch Bewegen eines Verdrängerkolbens (42) der Druckerzeugungseinrichtung (40) mithilfe eines Elektromotors (41) der Druckerzeugungseinrichtung (40), um eine an den Aktivkreis (4) gekoppelte Radbremse (43) zu betätigen; und

unter der Bedingung, dass das Bremswunschsignal (3) über einen

vorbestimmten Zeitraum konstant ist, Durchführen einer Druckmodulation, umfassend ein Einstellen des Ist- Bremsdrucks (9b) im Aktivkreis (4) auf einen Wert (9c), der größer als der Soll-Bremsdruck (9a) ist, und ein Absenken des Ist- Bremsdrucks (9b) bis der Soll-Bremsdruck (9a) erreicht wird durch Bewegen des Verdrängerkolbens (42) mithilfe des Elektromotors (41).

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen des Ist- Bremsdrucks im Aktivkreis (4) auf einen Wert, der größer als der Soll-Bremsdruck ist, mit einem zeitlichen Druckgradienten erfolgt, der zwischen 10 und 50 mal größer ist, als ein zeitlicher Druckgradient, mit welchem das Absenken des Ist- Bremsdrucks bis der Soll-Bremsdruck erreicht wird erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, das Durchführen der

Druckmodulation zusätzlich das Vorliegen einer oder mehrerer der folgenden Bedingungen erfordert:

- eine erfasste Drehzahl eines von der Radbremse (43) gebremsten Rads ist kleiner als ein vorbestimmter Drehzahl-Schwellwert, - der ermitelte Soll-Bremsdruck (9a) des Aktivkreises (4) ist größer als ein vorbestimmter Druck-Schwellwert,

- eine eine thermische Belastung des Elektromotors (41) der

Druckerzeugungseinrichtung kennzeichnende Größe erreicht einen

vorbestimmten Belastungs-Schwellwert.

4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei unter der Bedingung, dass das Bremswunschsignal (3) über einen zweiten vorbestimmten Zeitraum konstant ist, ein hydraulisches Abkoppeln Radbremse (43) von der Druckerzeugungseinrichtung (40) durch Schließen eines Trennventils (44), das in einem hydraulischen Pfad (45) zwischen der Druckerzeugungseinrichtung (40) und der Radbremse (43) angeordnet ist, und ein Abschalten des Elektromotors (41) erfolgt.

5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Stellanordnung (20) einen mitels einer Betätigungseinrichtung (21) betätigbaren Hauptbremszylinder (22) und eine Sensoranordnung (23, 24) aufweist, und wobei das Erzeugen des Bremswunschsignals (3) ein Erfassen eines durch die Betätigung des Hauptbremszylinders (22) im Betätigungskreis erzeugten hydraulischen Drucks (3A) und/oder eines Stellwegs (3B) der

Betätigungseinrichtung (21) als den Bremswunsch kennzeichnende Größen (3A, 3B) umfasst.

6. Bremssystem (1) für ein Fahrzeug, mit

einem Betätigungskreis (2) mit einer mitels einer Betätigungseinrichtung (21) betätigbaren Stellanordnung (20) zur Erzeugung eines Bremswunschsignals (3); einem Aktivkreis (4) mit einer Druckerzeugungseinrichtung (40), umfassend einen Elektromotor (41) und einen mitels des Elektromotors (41) translatorisch bewegbaren Verdrängerkolben (42), der mitels eines Getriebes (41A) an den Elektromotor (41) gekoppelt ist, und zumindest einer hydraulisch an die

Druckerzeugungseinrichtung (40) gekoppelten Radbremse (43); und

einer Steuerungsvorrichtung (5), welche mit der Stellanordnung (20) des

Betätigungskreises (2) und mit der Druckerzeugungseinrichtung (40) des Aktivkreises (4) verbunden ist; wobei die Steuerungsvorrichtung (5) dazu eingerichtet ist, aus dem

Bremswunschsignal (3) einen im Aktivkreis (4) erforderlichen Soll-Bremsdruck zu ermitteln, den Elektromotor (41) der Druckerzeugungseinrichtung (40) zur Einstellung eines Ist- Bremsdrucks im Aktivkreis (4) gemäß dem Soll-Bremsdruck anzusteuern und unter der Bedingung, dass das Bremswunschsignal (3) über einen vorbestimmten Zeitraum konstant ist, den Elektromotor (41) zur

Durchführen einer Druckmodulation, umfassend ein Einstellen des Ist- Bremsdrucks (9b) im Aktivkreis (4) auf einen Wert (9c), der größer als der Soll- Bremsdruck (9a) ist und ein Absenken des Ist- Bremsdrucks (9b) bis der Soll- Bremsdruck (9a) erreicht wird, anzusteuern

7. Bremssystem (1) nach Anspruch 6, wobei die Stellanordnung (20) einen mittels der Betätigungseinrichtung (21) betätigbaren Hauptbremszylinder (22) und eine Sensoranordnung (23; 24) zur Erfassung eines durch Betätigung des Hauptbremszylinders (22) erzeugten hydraulischen Drucks (3A) im

Betätigungskreis (2) und/oder eines Stellwegs (3B) der Betätigungseinrichtung (21) als einen Bremswunsch kennzeichnende Größen aufweist, und wobei das Bremswunschsignal (3) durch die den Bremswunsch kennzeichnenden, mittels der Sensoreinrichtung erfassten Größen (3A; 3B) gebildet ist.

8. Bremssystem (1) nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Aktivkreis (4) einen Drucksensor (46) zur Erfassung des Ist- Bremsdrucks (9b) im Aktivkreis (4) aufweist, welcher mit der Steuerungseinrichtung (5) verbunden ist, und wobei die Steuerungseinrichtung (5) dazu eingerichtet ist, den Elektromotor (41) zur Regelung des Ist- Bremsdrucks (9b) auf Basis des erfassten Ist- Bremsdrucks anzusteuern.

9. Bremssystem (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der

Aktivkreis (4) ein Trennventil (44) aufweist, welches in einem hydraulischen Pfad (45) zwischen der Druckerzeugungseinrichtung (40) und der Radbremse (43A,

43 B; 43C, 43D) angeordnet ist, und wobei die Steuerungsvorrichtung (5) dazu eingerichtet ist, das Trennventil (40) zur hydraulischen Abkopplung der

Radbremse (43) von der Druckerzeugungseinrichtung (40) zu schließen und den Elektromotor (41) der Druckerzeugungseinrichtung (40) abzuschalten.