Titel

Verfahren zum Betreiben einer Bremseinrichtung, Steuergerät Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Bremseinrichtung für ein

Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, die wenigstens einen

Bremskraftverstärker aufweist, wobei in Abhängigkeit von einem

Fahrerbremswunsch eine automatische Bremskraftverstärkung erfolgt. Stand der Technik

Verfahren der Eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Zum Betreiben von hydraulischen Bremseinrichtungen ist es insbesondere bei Kraftfahrzeugen bekannt, in Abhängigkeit von einem Fahrerbremswunsch auf eine Notfallsituation zu erkennen und eine Bremskraftverstärkung einzustellen, um den Fahrer in der Notfallsituation zu unterstützen. Dabei ist es beispielsweise aus der DE 10 2010 002 574 AI bekannt, eine Notbremssituation in Abhängigkeit von dem Fahrerbremswunsch und einer Veränderung der Drehzahl wenigstens eines Rades des Fahrzeugs zu erkennen. Moderne Bremseinrichtungen arbeiten hydraulisch, wobei der Fahrer des Kraftfahrzeugs durch eine

Bremspedalbetätigung einen gewünschten Bremsdruck einstellen kann.

Üblicherweise wirkt dabei der durch die Bremspedalbetätigung eingestellte Hydraulikdruck auf einen Hauptbremszylinder, der Bremsflüssigkeit in ein Leitungssystem der Bremseinrichtung drückt, wobei der dadurch erzeugte Druck den Radbremseinrichtungen zum Ausüben eines Bremsmoments zur Verfügung steht. Es ist bekannt, derartige Bremseinrichtungen mit einem pneumatischen Bremskraftverstärker zu versehen, der bei gleicher Betätigungskraft eines Bremspedals einen höheren Bremsdruck zur Verfügung stellt. Üblicherweise erfolgt die Bremskraftverstärkung mithilfe eines Unterdrucks. Der Unterdruck kann dabei beispielsweise durch den im Saugrohr einer Brennkraftmaschine des

Kraftfahrzeugs zur Verfügung stehenden Unterdruck oder durch eine separate Vakuumpumpe erzeugt werden. Ein üblicher pneumatischer

Bremskraftverstärker weist eine Vor- und eine Hauptkammer auf, die beide mit dem Unterdruck beaufschlagt werden. Die beiden Kammern werden in der Regel mit einer verschiebbaren Membran voneinander getrennt. Durch Betätigung des Bremspedals gelangt mehr oder weniger Atmosphärendruck in die Vorkammer und unterstützt dadurch die Bremspedalbetätigung.

Ferner ist es bekannt, einen hydraulischen Bremskraftverstärker vorzusehen, der einen zusätzlichen Bremsdruck erzeugt und die herkömmliche

Vakuumbremskraftverstärkung aktiv unterstützt, wenn der herkömmliche

Unterdruck-gesteuerte Bremskraftverstärker nicht mehr ausreicht, um die notwendige beziehungsweise gewünschte Bremskraft zu erzielen, oder um das Bauvolumen des pneumatischen Bremsdruckverstärkers verringern zu können. Derartige Bremseinrichtungen sind insbesondere in Zusammenhang mit ESP- Systemen (ESP= Elektronisches Stabilitätsprogramm) bekannt, die durch radindividuelle Bremseingriffe den Fahrzustand eines Kraftfahrzeugs

stabilisieren.

Der Auslösezeitpunkt für die hydraulische Bremskraftverstärkung wird gemäß der oben genannten Druckschrift bisher in Abhängigkeit von dem Fahrzeugverhalten, insbesondere in Abhängigkeit von den Raddrehzahlen gewählt. Dadurch erfolgt die hydraulische Bremskraftverstärkung in der Regel zeitverzögert.

Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine Notfallsituation noch schneller als bisher erkannt wird und dadurch der Fahrer schneller in seinem Bestreben, das Fahrzeug zu verzögern, unterstützt wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass mittels eines einem pneumatischen Bremskraftverstärker zugeordneten Vakuumsensors der Fahrerbremswunsch ermittelt und eine hydraulische Bremskraftverstärkung eingestellt wird. Durch den Vakuumsensor ist es möglich, ohne das Vorsehen eines ansonsten im Hydraulikbetrieb genutzten Drucksensors, auf den

Fahrerwunsch indirekt zu schließen. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass ein im System bereits vorhandener Vakuumsensor, der üblicherweise zur Motorsteuerung/-regelung dient, für das erfindungsgemäße Verfahren genutzt wird, so dass keine Zusatzkosten für einen weiteren Sensor anfallen. Wird der Fahrerbremswunsch mittels des Vakuumsensors erfasst, kann die hydraulische Bremskraftverstärkung bereits eingeleitet werden, bevor sich die Drehzahlen an den Rädern des Fahrzeugs verändern. Dadurch wird erreicht, dass der Fahrer besonders schnell durch die Bremskraftverstärkung unterstütz wird.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein durch den Vakuumsensor erfasster Druckwert mit wenigstens einem

vorgebbaren ersten Grenzwert verglichen wird, und dass bei Überschreiten des ersten Grenzwertes durch den Druckwert eine erste Bremskraftverstärkung eingestellt wird. Die erste Bremskraftverstärkung wird somit erst dann eingestellt, wenn der erste vorgebbare Grenzwert überschritten wurde. Ein versehentliches oder vorzeitiges Auslösen der Bremskraftverstärkung wird somit auf einfache Art und Weise vermieden. Bei dem Druckwert kann es sich um ein durch den Vakuumsensor direkt erfassten Druck oder um eine davon abgeleitete Größe handeln.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der durch den Vakuumsensor erfasste Druckwert mit einem zweiten vorgebbaren Grenzwert verglichen wird, und dass bei Überschreiten des zweiten Grenzwertes eine zweite Bremskraftverstärkung eingestellt wird, wobei der zweite Grenzwert höher ist als der erste Grenzwert, und wobei die zweite Bremskraftverstärkung höher ist als die erste

Bremskraftverstärkung. Mit zunehmendem durch den Vakuumsensor erfassten Druckwert, beziehungsweise mit zunehmendem Druck in der Vorkammer des Bremskraftverstärkers wird also die Bremskraftverstärkung erhöht. Dadurch, dass dies in Abhängigkeit von den zumindest zwei Grenzwerten erfolgt, ist vorliegend ein stufenweises Erhöhen der Bremskraftverstärkung vorgesehen.

Zweckmäßigerweise ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass der durch den Vakuumsensor erfasste Druckwert mit einem dritten vorgebbaren Grenzwert verglichen wird, und dass bei Überschreiten des dritten Grenzwertes eine dritte Bremskraftverstärkung eingestellt wird, wobei der dritte Grenzwert höher ist als der zweite Grenzwert, und die dritte Bremskraftverstärkung höher als die zweite Bremskraftverstärkung. Hierdurch ergeben sich im Wesentlichen die bereits zuvor genannten Vorteile. Durch das Vorsehen von zumindest drei Grenzwerten lässt sich eine ausreichend gute Abstufung für die Bremskraftverstärkung erzielen.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Bremskraftverstärkung in

Abhängigkeit von Verschleiß, Lebensdauer und/oder Betriebstemperatur der

Bremseinrichtung eingestellt. Wird beispielsweise im Betrieb der

Bremseinrichtung erfasst, dass Verschleißerscheinungen vorliegen, und dadurch bei unveränderter Ansteuerung niedrigere Bremsmomente erzeugt werden, wird die Bremskraftverstärkung entsprechend erhöht, um die

Verschleißerscheinungen der Bremseinrichtung zu kompensieren. Die

Einstellung der Bremskraftverstärkung in Abhängigkeit von Verschleiß, der Lebensdauer und/oder der Betriebstemperatur, erfolgt zweckmäßigerweise unabhängig davon, welchen der Grenzwerte der aktuell durch den

Vakuumsensor erfasste Druck überschreitet.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Bremskraftverstärkung in

Abhängigkeit von einer aktuellen Fahrbahnsteigung eingestellt wird. Hierzu wird beispielsweise die Fahrbahnsteigung laufend mittels eines

Beschleunigungssensors und/oder auf Basis von Daten eines

Navigationssystems des Fahrzeugs ermittelt. Wird dabei erfasst, dass sich das

Fahrzeug eine Steigung hinaufbewegt, so wird die Bremskraftverstärkung vorzugsweise verringert. Wird erfasst, dass sich das Fahrzeug eine Steigung hinunterbewegt, so wird die Bremskraftverstärkung vorzugsweise erhöht.

Dadurch wird erreicht, dass für den Fahrer stets dasselbe Bremsverhalten des Fahrzeugs realisiert wird.

Das erfindungsgemäße Steuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 7 zeichnet sich dadurch aus, dass es das erfindungsgemäße Verfahren durchführt. Das Steuergerät ist dabei besonders bevorzugt Bestandteil der

Bremseinrichtung.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen: Figur 1 ein vorteilhaftes Verfahren zum Betreiben einer Bremsvorrichtung eines

Kraftfahrzeugs und Figur 2 einen Zusammenhang zwischen einem mittels eines Vakuumsensors erfassten Vorkammerdrucks eines Bremskraftverstärkers und eines Hauptbremszylinderdrucks.

Figur 1 zeigt ein Diagramm, anhand dessen ein vorteilhaftes Verfahren zum Betreiben einer Bremseinrichtung eines Fahrzeugs erläutert werden soll. Dazu zeigt Figur 1 in einem Diagramm über die Zeit t aufgetragen eine

Fahrzeugverzögerung ax bei Durchführung eines Bremsvorgangs, den Druck p _mc in einem Hauptbremszylinder der Bremseinrichtung sowie den durch eine hydraulische Bremskraftverstärkung zusätzlich eingestellten Bremsdruck p _h .

Es wird davon ausgegangen, dass zu dem Zeitpunkt t ₀ ein Bremspedal der Bremseinrichtung durch den Fahrzeugführer betätigt wird. Dadurch steigt der Druck p _mc in dem Hauptbremszylinder entsprechend der Bremspedalbetätigung bis zu einem Zeitpunkt t ₂ an, zu welchem das Bremspedal seine durch den Fahrer eingestellte Endstellung erreicht hat. Die vorliegend betrachtete

Bremseinrichtung weist einen pneumatischen Bremskraftverstärker auf, der den Bremsdruck automatisch über den vom Fahrer vorgegebenen Bremsdruck hinaus erhöht. Hierdurch ergibt sich eine Fahrzeugverzögerung axi.

Im unteren Teil von Figur 1 ist der zusätzliche Druck p _h dargestellt, der durch den hydraulischen Bremskraftverstärker eingestellt wird. Als Einschaltkriterium wird üblicherweise die Fahrzeugverzögerung genutzt. Dazu wird die aktuelle

Fahrzeugverzögerung mit beispielsweise einem Grenzwert verglichen und bei Erreichen des Grenzwertes der zusätzliche Bremsdruck durch den hydraulischen Bremskraftverstärker zusätzlich eingestellt, wie in Figur 1 gezeigt, so dass sich die Fahrzeugverzögerung ax ₂ (durchgezogene Linie) ergibt. Die zusätzliche Bremskraftverstärkung durch den hydraulischen Bremskraftverstärker erfolgt dabei erst ab dem Zeitpunkt t ₂ .

Vorliegend wird mittels eines Vakuumsensors ein auf den pneumatischen Bremskraftverstärker wirkender Unterdruck überwacht. Der Unterdruck ergibt sich dabei beispielsweise aus dem Saugkanal einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs oder aus einer separaten Vakuumpumpe, die entsprechend auf den pneumatischen Bremskraftverstärker wirkt. Figur 2 zeigt hierzu den Zusammenhang zwischen dem Unterdruck p _v des pneumatischen Bremskraftverstärkers und dem Druck p _mc des

Hauptbremszylinders. Dazu sind die beiden Drücke p _v und p _m über die Zeitz t aufgetragen. Zu einem Zeitpunkt ta, wenn das Bremspedal betätigt wird, steigt der Druck p _v , der durch den Vakuumsensor erfasst wird, an. Ebenso nimmt der Druck p _mc im Hauptbremszylinder zu. Befindet sich das Bremspedal in seiner Endstellung, nimmt der durch den Vakuumsensor erfasste Unterdruck p _v in einem Zeitraum t _b langsam wieder ab, während der Druck im Hauptbremszylinder bestehen bleibt. Beendet der Fahrer den Bremsvorgang, indem er beispielsweise zu einem Zeitpunkt t _c den Fuß vom Bremspedal nimmt, so steigt der erfasste Unterdruck auf einen Maximalwert an, während der Druck in dem

Hauptbremszylinder wieder abnimmt.

Vorliegend ist nun vorgesehen, dass auf Basis des von dem Vakuumsensor erfassten Drucks p _v die hydraulische Bremskraftverstärkung eingestellt beziehungsweise ausgelöst wird. Wie aus Figur 2 ersichtlich, erfolgt eine

Änderung des durch den Vakuumsensor erfassten Drucks nahezu zeitgleich mit der Bremspedalbetätigung. Entsprechend steht ein besonders frühes Signal zum Auslösen der hydraulischen Bremskraftverstärkung zur Verfügung. Weil das Vorsehen von Vakuumsensoren in vielen Kraftfahrzeugen insbesondere zur Motorregelung bereits bekannt ist, kann auf das Vorsehen eines zusätzlichen Sensors, insbesondere auf das Vorsehen eines Drucksensors im

Hydraulikkreislauf der Bremseinrichtung verzichtet werden. Der von dem

Vakuumsensor erfasste Druck p _v wird vorliegend mit drei unterschiedlichen Grenzwerten verglichen. Mit zunehmendem Druckwert p _v wird dabei bei

Überschreiten des jeweiligen Grenzwertes eine höhere Bremskraftverstärkung durch den hydraulischen Bremskraftverstärker eingestellt.

Durch das beschriebene Vorgehen ist es nunmehr möglich, die hydraulische Bremskraftverstärkung sehr viel früher als bisher, nämlich bereits zu dem

Zeitpunkt t ₂ i einzustellen. So ist in Figur 1 gestrichelt dargestellt, der zusätzliche durch die hydraulische Bremskraftverstärkung zur Verfügung gestellte

Bremsdruck p _h ^* sowie die Fahrzeugverzögerung ax ₂ ^* für den zuvor

beschriebenen Fall, in welchem in Abhängigkeit von dem durch den

Vakuumsensor erfassten Druck die hydraulische Bremskraftverstärkung eingestellt wird. Dabei ist ersichtlich, dass in Abhängigkeit von dem Druckwert die Bremskraftverstärkung nicht nur früher, nämlich zum Zeitpunkt ti, sondern auch mit einer höheren Unterstützung, also mit einem höheren zusätzlichen Bremsdruck p _h ^* eingestellt wird, beziehungsweise einstellbar ist. Dadurch ergibt sich die frühere und stärkere Verzögerung ax ₂ ^* des Kraftfahrzeugs.

Die Bremskraftverstärkung wird vorzugsweise rampenförmig, wie in Figur 1 gezeigt, beendet, wobei mit zunehmender Zeit die Verstärkung und die negative Steigung der Rampe vorzugsweise stufenweise abnimmt. Die rampenförmige Verringerung der Bremskraftverstärkung dient insbesondere dem Fahrkomfort und hängt auch ab von der noch verbleibenden Fahrzeuggeschwindigkeit. Vorzugsweise wird bei der Einstellung der Bremskraftverstärkung p _h ^* eine aktuelle Fahrbahnsteigung und/oder ein Verschleiß der Bremseinrichtung berücksichtigt und durch die Einstellung der hydraulischen

Bremskraftverstärkung p _h ^* kompensiert. Alternativ zu dem Vorsehen von drei festen vorgebbaren Grenzwerten für die Einstellung der hydraulischen

Bremskraftverstärkung ist es auch denkbar, eine kontinuierliche

Bremskraftverstärkung in Abhängigkeit vom aktuellen Druckwert des

Vakuumsensors p _v einzustellen.