Titel

Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Bremssystems, Bremssystem und Fahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, wobei das Bremssystem zumindest einen elektrischen Aktuator, insbesondere Bremskraftverstärker, aufweist, der dazu ansteuerbar ist, eine Bremskraft zu erzeugen, wobei der Aktuator durch ein autonomes Fahrsystem und in Abhängigkeit von einer Bremspedalbetätigung eines Bremspedal des Fahrzeugs ansteuerbar ist, und wobei ein

Notbremsvorgang eingeleitet wird, wenn der Aktuator sowohl durch das autonome Fahrsystem als auch durch eine Bremspedalbetätigung angesteuert wird.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Betreiben eines solchen Bremssystems, ein Bremssystem sowie ein Fahrzeug mit einem solchen

Bremssystem.

Stand der Technik

Verfahren der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Sicherheitsbremssysteme ermöglichen autonom eingeleitete

Notbremsvorgänge, die beispielsweise dann greifen, wenn eine Gefahr von einer Umfeldsensorik erkannt wurde, von einem Fahrer des Fahrzeugs jedoch nicht oder noch nicht. So ist es beispielsweise bekannt, mithilfe einer Sensorik den Abstand des Fahrzeugs zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder anderen Gegenständen zu überwachen, um bei Erkennen eines drohenden Aufpralls eine Notbremsung einzuleiten. Für die Notbremsung wird in möglichst kurzer Zeit ein möglichst hoher Bremsdruck aufgebaut. Bei modernen Kraftfahrzeugen, die einen elektromechanischen Bremskraftverstärker aufweisen, wird der

Bremsdruck durch eine elektrische Ansteuerung des Bremskraftverstärkers aufgebaut. Dies kann dabei außerdem dazu führen, dass ein Bremspedal ohne Zutun des Fahrers verlagert wird. Bei einer autonom durch geführten Bremsung mithilfe des Bremskraftverstärkers wird das Bremspedal ab einem gewissen Differenzweg zwischen Bremspedal und einem Aktuatorelement des

Bremskraftverstärkers, der durch einen mechanischen Anschlag verursacht wird, durch den Bremskraftverstärker beziehungsweise das Aktuatorelement, beispielsweise Kolben, mitgezogen. Dazu weist der Bremskraftverstärker das beweglich gelagertes Aktuatorelement auf, das die Bremskraft oder den

Bremsdruck durch seine Verlagerung erhöht und mechanisch mit dem

Bremspedal durch den mechanischen Anschlag gekoppelt beziehungsweise koppelbar ist. Um zu vermeiden, dass ein Notbremsvorgang unnötigerweise eingeleitet wird, ist es bekannt, diesen nur dann einzuleiten, wenn der Fahrer auch das Bremspedal betätigt. Die Betätigung des Bremspedals wird also zur Plausibilisierung der Notwendigkeit einer Notbremsung herangezogen. Dies macht es notwendig, die Bremspedalbetätigung durch den Fahrer auch während eines Notbremsvorgangs beziehungsweise während einer durch das autonome Fahrsystem erfolgten Ansteuerung des Aktuators zu erkennen. Hierzu wird die Differenz zwischen dem Bremspedalweg und dem Weg des Aktuatorelements als Differenzweg erfasst. Betätigt der Fahrer das Bremspedal, wird der durch den mechanischen Anschlag begrenzte Bremsweg verändert. Diese erkannte Veränderung dient zur Erkennung der Bremspedalbetätigung und damit zur Auslösung oder Freigabe des Notbremsvorgangs.

Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine verbesserte Erkennung der Bremspedalbetätigung

gewährleistet wird, die robuster gegenüber mechanischen Toleranzen des Bremssystems ist und dadurch auch auf einem sehr kleinen Differenzwegbereich eine Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer sicher erkennt.

Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass die Ansteuerung durch das autonome Fahrsystem mit einem variierenden Validierungssignal überlagert wird, dass der Differenzweg zwischen einem Aktuatorelement des Aktuators und dem Bremspedal überwacht wird, und dass die Ansteuerung des Aktuators durch eine Bremspedalbetätigung während der Ansteuerung durch das autonome

Fahrsystem erkannt wird, wenn der Differenzweg variiert. Solange der Benutzer das Bremspedal nicht betätigt, wird der Aktuator somit allein durch das

Fahrsystem angesteuert. Aufgrund des mechanisch begrenzten maximalen Differenzwegs bleibt dieser auf einem konstanten Wert, wenn der Benutzer das Bremspedal nicht betätigt. Das Validierungssignal, das die Ansteuerung des Aktuators überlagert, führt zu einem vorgegebenen konstanten Wert, durch welchen der Differenzweg nicht beeinträchtigt werden kann, wenn der mechanische Anschlag bereits erreicht ist. Sobald jedoch der Fahrer das Bremspedal betätigt, und dadurch den Differenzweg verändert, insbesondere verkleinert, wird aufgrund des variierenden Validierungssignals nunmehr der Differenzweg durch das Variieren des Validierungssignals entsprechend beeinflusst. Somit ist das Vorhandensein des Validierungssignals in dem

Differenzweg erkennbar. Damit ist ein sicheres Erkennen der

Bremspedalbetätigung gewährleistet. Sobald bei Ansteuerung durch das Fahrsystem der Differenzweg ungleichmäßig ist, bedeutet dies, dass der Fahrer das Bremspedal ebenfalls betätigt hat und der mechanische Anschlag des Systems verlassen wurde. Damit ist die Notbremsansteuerung des autonomen Fahrsystems sicher plausibilisiert.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird das

Validierungssignal derart vorgegeben, dass es sich von einem zeitlichen Verlauf einer Bremspedalbetätigung unterscheidet. Insbesondere wird das

Validierungssignal derart vorgegeben, dass es durch eine Bremspedalbetätigung nicht reproduziert werden kann. Dadurch ist eine eindeutige Unterscheidung des sich auf den Differenzweg auswirkenden Validierungssignals von einer

Bremspedalbetätigung gewährleistet.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Validierungssignal als

Rechtecksignal, Sägezahnsignal, Dreiecksignal oder als Sinusförmiges-Signal vorgegeben wird. Dadurch ist eine sichere Unterscheidung von einem

Ansteuersignal, das von einem Benutzer durch Betätigung des Bremspedals angestellt werden könnte, gegeben. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass während einer Ansteuerung durch das autonome Fahrsystem die Ansteuerung durch eine Bremspedalbetätigung erkannt wird, wenn der Verlauf des Differenzwegs mit dem Verlauf des

Validierungssignals korrespondiert. Wenn die Variierung des Differenzwegs über die Zeit gesehen der Variierung des Validierungssignals entspricht oder nahezu entspricht, wird das Validierungssignal in dem Differenzweg erkannt und damit auf die Betätigung des Bremspedals geschlossen.

Vorzugsweise werden als Validierungssignal ein Soll-Volumenstrom, eine Soll- Geschwindigkeit, ein Soll-Motormoment und/oder ein Soll-Strom vorgegeben.

Das Validierungssignal und dessen Validierung können somit auf

unterschiedliche Arten und Weisen in das Gesamtsystem eingebracht werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 zeichnet sich durch ein Steuergerät aus, das speziell dazu hergerichtet ist, bei

bestimmungsgemäßem Gebrauch das erfindungsgemäße Verfahren

durchzuführen beziehungsweise auszuführen. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.

Das erfindungsgemäße Bremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 7 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung aus.

Das erfindungsgemäße Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit den

Merkmalen des Anspruchs 8 zeichnet sich durch das erfindungsgemäße

Bremssystem aus.

Es ergeben sich dadurch jeweils die bereits genannten Vorteile. Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich

insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen

Figur 1 ein Kraftfahrzeug in einer vereinfachten Draufsicht und Figuren 2A und 2B Diagramme zur Erläuterung eines vorteilhaften

Verfahrens zum Betreiben eines Bremssystems des Kraftfahrzeugs.

Figur 1 zeigt in einer vereinfachten Draufsicht ein Kraftfahrzeug 1, das ein Bremssystem 2 sowie ein autonomes Fahrsystem 3 aufweist. Das autonome Fahrsystem 3 ist dazu ausgebildet, das Kraftfahrzeug 1 in Abhängigkeit von einem gewählten Fahrziel vollautonom zu dem Fahrziel zu führen. Dabei ist das Fahrsystem 3 optional mit einer Umfeldsensorik 4 verbunden, die mehrere Umfeldsensoren 5 aufweist, beispielsweise Radar-, Ultraschall- oder

Lasersensoren, welche das Umfeld des Kraftfahrzeugs 1 auf Gefahrenpotential überwachen. Erfasst beispielsweise das Fahrsystem 3 mithilfe der

Umfeldsensorik 4, dass sich das Kraftfahrzeug 1 auf einen Gegenstand oder auf ein vorausfahrendes Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit bewegt, die dazu führen könnte, dass das Kraftfahrzeug 1 auf den Gegenstand aufprallt, so ist das Fahrsystem 3 dazu ausgebildet, das Bremssystem 2 dazu anzusteuern, eine Notbremsung zum Verzögern des Kraftfahrzeugs 1 einzuleiten, durch welche der Aufprall vermieden werden soll.

Vorliegend weist das Bremssystem 2 einen elektromechanischen

Bremskraftverstärker 6 auf, der elektrisch dazu ansteuerbar ist, einen

Hydraulikdruck in dem Bremssystem 2 zu erhöhen, um an Radbremsen 7 einen erhöhten Bremsdruck beziehungsweise eine erhöhte Bremskraft zur Verfügung zu stellen. Dabei wird der Bremskraftverstärker 6 in Abhängigkeit von einer Betätigung eines Bremspedals 8 durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 angesteuert. Der Bremskraftverstärker 6 stellt somit einen Aktuator 9 zum Erhöhen der Bremskraft dar.

Der Bremskraftverstärker 6 ist außerdem mit dem Fahrsystem 3 signaltechnisch verbunden, sodass auch das Fahrsystem 3 den Bremskraftverstärker 6 dazu ansteuern kann, um insbesondere einen autonomen Bremsvorgang, wie vorstehend bereits erläutert, einleiten oder durchführen zu können. Der von dem Bremskraftverstärker 6 erzeugte Hydraulikdruck wird dann einem oder mehreren Bremskreisen, in Figur 1 durch einen Kasten 10 vereinfacht dargestellt, zur Verfügung gestellt. Ein Steuergerät 11 des Kraftfahrzeugs 1 überwacht dabei den Bremskraftverstärker 6 sowie das Fahrsystem 3 und das Bremspedal 8 in der im Folgenden beschriebenen Art und Weise, um die Anforderung einer

Notbremsung durch das Fahrsystem 3 zu plausibilisieren. Fordert das

Fahrsystem 3 eine Notbremsung an, indem es den Aktuator 6 zum Erhöhen der Bremskraft ansteuert, so gewährleistet das Steuergerät 11, dass das

Ansteuersignal des Fahrsystems 3 durch ein Validierungssignal, das einen sich verändernden Verlauf aufweist, überlagert wird.

Figur 2A zeigt hierzu in einem vereinfachten Diagramm den Verlauf des

Validierungssignals VS über das Bremsanforderungssignal Bl des Fahrsystems 3. Das Validierungssignal VS ist als Signal mit sinusförmigem Verlauf vorgegeben. Alternativ kommt aber auch ein Rechteckverlauf, ein

Sägezahnverlauf oder ein dreiecksförmiger Verlauf des Validierungssignals in Frage. Das Validierungssignal VS ist derart beschaffen, dass es hinsichtlich seiner Dynamik nicht von einem menschlichen Fahrer durch Betätigung des Bremspedals verursacht werden kann. Durch die Variierung überlagert das Validierungssignal das eigentliche Anforderungssignal und führt zu einem vorgegebenen Bremswert. Dabei wird die Bremsanforderung durch eine

Volumenstromanforderung des Fahrsystems an den elektromechanischen Bremskraftverstärker 6 umgesetzt. Das Validierungssignal VS betrifft somit die Volumenstromanforderung V.

Das Bremspedal 8 ist mit dem Aktuator 9 derart gekoppelt, dass bei Anforderung eines erhöhten Bremsmoments ein Aktuatorelement des Aktuators 9 durch einen mechanischen Anschlag das Bremspedal 8 ab Vorliegen eines vorbestimmten Differenzweg X mitnimmt. Hierbei wird von einem negativen Differenzweg zwischen dem Aktuatorelement und dem Bremspedal gesprochen. Liegt ein positiver Differenzweg X vor, also oberhalb von 0, so fordert der Fahrer durch Betätigen des Bremspedals einen höheren Druck an, als das autonome

Fahrsystem 3, was dazu führt, dass die erhöhte Druckanforderung des Fahrers umgesetzt wird. Zeigt der Differenzweg X einen Wert zwischen dem Minimalwert und 0 an, so wird darauf geschlossen, dass der Fahrer das Pedal zwar betätigt hat, das autonome Fahrsystem 3 jedoch die Stärke der Bremsung vorgibt. Figur 2B zeigt den Differenzweg X über die Zeit t entsprechend der

Volumenstromanforderung gemäß Figur 2A. Für den Fall, dass eine Pedalbetätigung durch den Fahrer vorliegt, kann der charakteristische Verlauf des Validierungssignals im Differenzweg (-Signal) erkannt werden. Solange der mechanische Anschlag (x _max ) noch nicht erreicht ist, ist die Variierung des Validierungssignals in der Anforderung und damit in dem Differenzweg X erkennbar. Auf diese Weise kann der Fahrer auch bei geringen Pedalkräften auf dem Bremspedal erkannt werden. Erst dann, wenn zusätzlich zu der Anforderung durch das Fahrsystem 3 eine Betätigung des Bremspedals 8 durch das Erfassen des charakteristischen Verlaufs des Validierungssignals in dem Differenzweg X erkannt wird, wird die Notbremsanforderung des

Fahrsystems 3 plausibilisiert und durchgeführt. Wird das charakteristische Signal addiert, so ist der Differenzweg X nur konstant gleich einem vorgegebenen Wert, wenn der mechanische Anschlag bereits erreicht ist. In diesem Fall betätigt der Fahrer das Pedal nicht. In allen anderen Fällen kann durch die Auswertung des nicht-konstanten Differenzwegs X, also des ungleichmäßigen Differenzwegs X, zweifelsfrei auf eine Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer geschlossen werden. Insbesondere zeigt sich dann der sinusförmige Verlauf des

Validierungssignals in dem Differenzweg, wie in Figur 2B durch eine

sinusförmige Überlagerungslinie gezeigt. Es kann also direkt aus dem nicht konstanten Differenzweg (-Signal) auf die Betätigung des Fahrers geschlossen werden. Vorzugsweise wird ein Rauschen des Signals berücksichtigt und gefiltert, um eine Fehlinterpretation zu vermeiden. Weil das Verfahren

unabhängig von mechanischen Toleranzen ist, erhöht sich dadurch der

Einsatzbereich der Bremspedalbetätigungserkennung, wie in Figur 2B durch einen Bereich I angedeutet.