Titel

Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Bremssvstems. Bremssvstem

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bremssystem einen Hauptbremszylinder mit einem verschiebbar gelagerten Kolben aufweist, sowie einen elektromechanischen Bremskraftverstärker, der mechanisch mit dem Kolben gekoppelt ist, um diesen zum Druckaufbau und Druckabbau in einem zugeordneten Bremskreis in dem Hauptbremszylinder zu verschieben, wobei in Abhängigkeit von einem

Betriebszustand des Kraftfahrzeugs eine Rücklaufgeschwindigkeit des Kolbens insbesondere zur Geräuschminimierung reduziert beziehungsweise begrenzt wird.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Betreiben eines wie vorstehend beschrieben ausgebildeten Bremssystems sowie ein solches Bremssystem.

Stand der Technik

Verfahren und Vorrichtungen sowie Bremssysteme der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Die zunehmende

Elektrifizierung von Kraftfahrzeugen betrifft auch die Bremssysteme von

Kraftfahrzeugen. Unter anderem werden Bremskraftverstärker entwickelt, die nicht mehr als Vakuum-Bremskraftverstärker wirken, sondern als

elektromechanische Bremsverstärker ausgebildet sind und elektrisch eine Bremskraftverstärkung zur Verfügung stellen. Elektromechanische

Bremskraftverstärker haben den Vorteil, dass sie die Bremskraftunterstützung für den Fahrer individuell einstellen können. Eine Dynamik der

Bremskraftunterstützung kann dabei über Software-Parameter geregelt und angepasst werden. So kann eine Veränderung der Dynamik beispielsweise durch den Fahrer selbst, beispielsweise durch ein individuelles Fahrerprofil, angepasst oder limitiert werden. Jedoch können auch äußere Faktoren dazu führen, dass die Dynamik der Bremskraftunterstützung angepasst wird. Flierzu sind beispielswiese unterschiedliche Verkehrssituationen oder Betriebszustände des Kraftfahrzeugs ursächlich. So kann beispielsweise eine Limitierung der

Bremskraftunterstützung in Abhängigkeit von einer erhöhten Betriebstemperatur des Bremskraftverstärkers erfolgen. Auch ist es bekannt, eine Dynamik des Bremskraftverstärkers zu limitieren, um eine Geräuschentwicklung zu vermeiden oder gering zu halten, mit dem Ziel, den Fahrkomfort für Insassen des

Kraftfahrzeugs zu verbessern. Oft ist dabei ein Kompromiss zwischen maximaler Leistung und notwendiger Limitierung zu wählen. Insbesondere bei

Kraftfahrzeugen, die rein elektrisch antreibbar sind, ist das Einhalten von minimalster Geräuschentwicklung im Fahrzeuginnenraum, in welchem ein nur geringes Geräuschniveau herrscht, von erhöhter Bedeutung, weil die Geräusche von Aktuatoren, wie dem elektromechanischen Bremskraftverstärker, von den Insassen stärker wahrgenommen werden. Dazu ist es bekannt, unterschiedliche Bewegungsgeschwindigkeiten für Druckaufbau und -abbau in Abhängigkeit von einem aktuellen Betriebszustand zu wählen. Im Stillstand des Kraftfahrzeugs gelten beispielsweise geringe Anforderungen an Druckaufbau- und

-abbaudynamik, weswegen der Fokus beim Betrieb des Bremskraftverstärkers auf die Optimierung des Geräuschverhaltes gelegt wird. Während der Fahrt wird hingegen der Fokus auf Druckaufbau gelegt. Für den Druckabbau und die dazu notwendige Rücklaufgeschwindigkeit wird ein Kompromiss zwischen

Geräuschentwicklung und Druckabbaudynamik getroffen. Daher wird eine reduzierte Rücklaufgeschwindigkeit zugunsten einer verringerten

Geräuschentwicklung gewählt.

Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass stets ein zeitnaher Druckabbau gewährleistet ist, insbesondere auch dann, wenn in Folge einer Druckaufbauanforderung von einem externen System, insbesondere von einem Sicherheitsbremssystem, beispielsweise von einem ESP-System des Kraftfahrzeugs, der Hydraulikdruck über das vom Fahrer eigentlich angeforderte Maß hinaus erhöht wird. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug auf eine Druckaufbauanforderung überwacht wird, und dass bei Erfassen einer Druckaufbauanforderung die Reduzierung der Rücklaufgeschwindigkeit aufgehoben wird. In bestimmten Betriebszuständen und Fahrsituationen des Kraftfahrzeugs kann eine

Druckaufbauanforderung eines Sicherheitsbremssystems entstehen, um beispielsweise das Einhalten einer Fahrspur oder dergleichen zu gewährleisten. Diese Druckaufbauanforderung überlagert dann die vom Fahrer angeforderte und durch den Bremskraftverstärker bereitgestellte Bremskraft beziehungsweise den entsprechenden Flydraulikdruck im Bremssystem. Der aktive Druckaufbau, der beispielsweise von einem Flydraulikdruckerzeuger in dem Bremssystem erfolgt, führt zu einem Anstieg des Flydraulikdrucks an den Radbremsen bei gleichzeitigem Abfall des Drucks am Flauptbremszylinder. Dadurch fällt das mit dem Kolben und/oder dem Bremskraftverstärker gekoppelte Bremspedal bei gleichbleibender Pedalkraft leicht ein. In einem gewissen Maß ist dieses Einfallen gewünscht, weil es dem Fahrer die Verzögerung erleichtert. Sobald der Fahrer jedoch das Bremspedal löst, die Betätigung des Bremspedals also beendet, beispielsweise weil keine Gefahrenbremsung mehr notwendig ist, muss der aktive Druckaufbau abgebrochen werden. Durch eine begrenzte oder reduzierte Rücklaufgeschwindigkeit des Kolbens im Flauptbremszylinder wird der

Druckabbau jedoch verzögert, beispielsweise weil es aufgrund der reduzierten Rücklaufgeschwindigkeit länger dauert, bis Schnüffelbohrungen des

Hauptbremszylinders öffnen. Durch das Aufheben der Reduzierung wird also bei Erkennen einer Druckaufbauanforderung erreicht, dass der Kolben schneller zurückbewegt wird, der Druckabbau somit schneller erfolgt und insbesondere Schnüffelbohrungen des Hauptbremszylinders schneller freigegeben

beziehungsweise geöffnet werden, um einen schnellen Druckabbau an den Radbremsen beziehungsweise in dem zumindest einen Bremskreis oder den mehreren Bremskreisen zu gewährleisten.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird zur Überwachung der Druckaufbauanforderung ein Ausgangssignal eines

Sicherheitsbremssystems, insbesondere eines ESP-Steuergeräts, überwacht. Zeigt das Sicherheitsbremssystem einen aktive Druckaufbau an, so wird dies vorliegend direkt erfasst und bei der Anpassung der Rücklaufgeschwindigkeit berücksichtigt, indem bei Vorliegen einer Druckaufbauanforderung die

Limitierung beziehungsweise Reduzierung der Rücklaufgeschwindigkeit aufgehoben wird. Dadurch ist sichergestellt, dass zeitnah ein Druckabbau erfolgt und insbesondere ein Nachbremsen verhindert wird. Bei dem Ausgangssignal kann es sich um ein durch das Sicherheitsbremssystem speziell zu diesem Zweck bereitgestelltes Ausgangssignal handeln, oder um ein von dem

Sicherheitsbremssystem ohnehin bereitgestelltes Ausgangssignal, das beispielsweise dazu dient, einen Hydraulikdruckerzeuger zum Umsetzen der Druckaufbauanforderung anzusteuern. Insbesondere handelt es sich bei dem Sicherheitsbremssystem um ein ESP- (ESP = elektronisches

Stabilitätsprogramm) Steuergerät, das automatisiert in bestimmten

Fahrsituationen eine Bremsanforderung beziehungsweise eine

Druckaufbauanforderung erzeugt, wenn dies der Stabilisierung des

Kraftfahrzeugs dient.

Optional wird zur Überwachung der Druckaufbauanforderung ein ansteuerbarer Hydraulikdruckerzeuger des Bremssystems auf Aktivität überwacht. Anstatt das Sicherheitsbremssystem selbst zu überwachen, wird hierbei der oder ein von dem Sicherheitsbremssystem ansteuerbare Hydraulikdruckerzeuger auf Aktivität überwacht. Wird der Hydraulikdruckerzeuger beispielsweise von dem ESP- Steuergerät dazu angesteuert, einen Hydraulikdruck zu erhöhen

beziehungsweise zu erzeugen, so wird beispielsweise ein Aktuator,

insbesondere Elektromotor, aktiviert und elektrisch betrieben. Diese Aktivität ist durch eine einfache Überwachung des Hydraulikdruckerzeugers erfassbar und im Sinne der Erfindung auswertbar, um bei Erfassen der

Druckaufbauanforderung die Reduzierung der Rücklaufgeschwindigkeit aufzuheben.

Insbesondere werden dazu ein Betriebsstrom und/oder eine Betriebsspannung des Hydraulikdruckerzeugers zum Erfassen der Aktivität überwacht.

Beispielsweise werden ein erfasster Betriebsstrom und/oder eine erfasste Betriebsspannung mit einem jeweiligen vorgebbaren Grenzwert verglichen, um zu erkennen, ob der Hydraulikdruckerzeuger zum Erhöhen des Hydraulikdrucks angesteuert wird oder sich in einem Leerlaufzustand befindet.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass nach einem erfolgten Druckaufbau durch den Hydraulikdruckerzeuger erst nach Ablauf einer vorgebbaren

Zeitspanne die Aufhebung der Reduzierung der Rücklaufgeschwindigkeit rückgängig gemacht wird. Dadurch wird verhindert, dass die Reduzierung der Rücklaufgeschwindigkeit vorzeitig aufgehoben und dadurch ein Nachbremsen riskiert wird.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Zeitspanne 250 ms bis 1000 ms, insbesondere 500 ms beträgt, um ein ungewolltes Nachbremsen sicher zu verhindern.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 weist ein Steuergerät auf, das dazu ausgebildet ist, den Bremskraftverstärker in Abhängigkeit von einer Bremsanforderung anzusteuern. So wird der

Bremskraftverstärker beispielsweise in Abhängigkeit von einer

Bremspedalstellung eines von einem Benutzer des Kraftfahrzeugs betätigbaren Bremspedals angesteuert, um eine gewünschte Bremskraft zu erzeugen.

Erfindungsgemäß ist das Steuergerät speziell dazu hergerichtet, bei

bestimmungsgemäßem Gebrauch, also insbesondere im in das Kraftfahrzeug beziehungsweise das Bremssystem integrierten Zustand, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.

Das erfindungsgemäße Bremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 8 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung aus. Es ergeben sich die bereits genannten Vorteile.

Insbesondere weist das Bremssystem einen ansteuerbaren

Hydraulikdruckerzeuger auf, der insbesondere durch ein

Sicherheitsbremssystem, insbesondere ein ESP-Steuergerät, ansteuerbar ist.

Der Hydraulikdruckerzeuger ist beispielsweise als elektromotorischer

Hydraulikdruckerzeuger ausgebildet, der in das Bremssystem, insbesondere in einen oder mehrere Bremskreise des Bremssystems, fluidtechnisch integriert ist, um den jeweiligen Hydraulikdruck bei Bedarf über das vom Bremskraftverstärker zur Verfügung gestellte Maß hinaus anzuheben. Wie vorstehend bereits erwähnt, werden insbesondere der Hydraulikdruckerzeuger und/oder das

Sicherheitsbremssystem darauf überwacht, ob eine Druckaufbauanforderung vorliegt. Hierzu ist das Steuergerät bevorzugt mit dem Hydraulikdruckerzeuger und/oder dem Sicherheitsbremssystem signaltechnisch verbunden. Optional weist das Steuergerät einen Strom- und/oder Spannungssensor auf, der dem Hydraulikdruckerzeuger zugeordnet ist, um eine Aktivität des Hydraulikdruckerzeugers zu erfassen.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der

Hauptbremszylinder zumindest eine mit dem Kolben zusammenwirkende Schnüffelbohrung auf, die mit einem Reservoir für Bremsflüssigkeit fluidtechnisch verbunden ist. Insbesondere stellt die zumindest eine Schnüffelbohrung die einzige Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder und dem Reservoir dar. Damit kann ein vollständiger Druckaufbau erst dann erfolgen, wenn die

Schnüffelbohrung durch den Kolben freigegeben ist, sodass Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder zurück in das Reservoir strömen kann. Durch die vorteilhafte Ausbildung des Bremssystems, der Vorrichtung beziehungsweise des vorstehend beschriebenen Verfahrens wird erreicht, dass die

Schnüffelbohrung besonders frühzeitig freigegeben und damit ein zeitnaher Druckaufbau gewährleistet werden. Optional ist der Kolben dabei als

Tandemkolben ausgebildet, sodass jedem Kolbenteil jeweils zumindest eine Schnüffelbohrung des Hauptbremszylinders zugeordnet ist, wobei die

Schnüffelbohrungen jeweils mit dem Reservoir fluidtechnisch verbunden sind.

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

Figur 1 ein vorteilhaftes Bremssystem eines Kraftfahrzeugs in einer vereinfachten Darstellung,

Figur 2 ein Diagramm zur Erläuterung einer Rücklaufgeschwindigkeit, und

Figur 3 ein Flussidagramm zur Erläuterung eines vorteilhaften

Verfahrens zum Betreiben des Bremssystems.

Figur 1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung ein vorteilhaftes Bremssystem 1 eines hier nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs. Größenverhältnisse in Figur 1 sind nur aus Übersichtlichkeitsgründen gewählt, sie entsprechen nicht der Realität. Das Bremssystem 1 weist einen Hauptbremszylinder 2 auf, in welchem ein als Tandemkolben ausgebildeter Kolben 3 axial verschiebbar gelagert ist. Der Tandemkolben weist einen ersten Kolbenteil 4 und einen zweiten Kolbenteil 5 auf, wobei der Kolbenteil 4 entgegen der Kraft eines ersten Federelements 6, das sich an einer Stirnseite des Hauptbremszylinders 2 abstützt, und das zweite Kolbenteil 5 gegen ein Federelement 7, das sich anderendig an dem ersten Kolbenteil 4 abstützt, verschiebbar ist. Der Kolben 3 ist durch eine Kolbenstange 8 mit einem elektromechanischen Bremskraftverstärker 9 gekoppelt. Der Bremskraftverstärker 9 weist einen ansteuerbaren Elektromotor 10 auf, der durch ein Getriebe mit der Kolbenstange 8 gekoppelt ist, um bei Bedarf den Kolben 3 in den Hauptbremszylinder 2 zum Aufbauen eines Hydraulikdrucks in durch den Hauptbremszylinder 2 und die Kolbenteile 4 und 5 gebildeten Druckkammern zu erzeugen. Dabei wird der Elektromotor 10 insbesondere in Abhängigkeit von einem mit dem Bremskraftverstärker 9 gekoppelten Bremspedal (in Figur 1 nicht gezeigt) angesteuert, um in Abhängigkeit von einem mittels des Bremspedals geäußerten Bremswunsch des Fahrers einen Hydraulikdruck in dem

Bremssystem 1 zu erzeugen.

Der Hauptbremszylinder 2 ist darüber hinaus mit einem Reservoir 1 1 verbunden, das durch zwei Schnüffelbohrungen 12 mit dem Hauptbremszylinder 2 fluidtechnisch verbunden ist. In der in Figur 1 gezeigten Ausgangsstellung liegen die Schnüffelbohrungen 12 auf Höhe von in den Kolbenteilen 4, 5 ausgebildeten Öffnungen 13, durch welche eine fluidtechnische Verbindung von dem Reservoir 1 1 zu den Druckkammern beziehungsweise dem Hauptbremszylinder 2 hergestellt ist. Werden die Kolbenteile 4, 5 in Richtung der geschlossenen Stirnseite des Hauptbremszylinders 2 verschoben, so werden durch die

Kolbenteile 4, 5 die Schnüffelbohrungen 12 verschlossen und ein weiterer Bremsflüssigkeitsaustausch mit dem Reservoir 1 1 verhindert.

Beide Druckkammern sind mit jeweils einem Bremskreis 14, 15 des

Bremssystems 1 verbunden. Beide Bremskreise 14, 15 weisen jeweils zwei Radbremsen 16 beziehungsweise 17 auf, die jeweils einem Rad des

Kraftfahrzeugs zugeordnet sind. Die Druckkammern sind dabei durch mehrere Ventile mit den Radbremsen 16 verbindbar oder verbunden, die in der Figur vereinfacht durch einen Block 18 zusammengefasst sind. Das Bremssystem 1 weist außerdem einen Elektromotor 19 auf, der mit jeweils einem Hydraulikdruckerzeuger 20 beziehungsweise 21 jedes Bremskreises 14, 15 koppelbar oder gekoppelt ist, um in dem jeweiligen Bremskreis einen

Hydraulikdruck bei Bedarf zu erhöhen. Dazu ist der Elektromotor 19

beispielsweise mit einem Steuergerät 22 verbunden, welches den Elektromotor 19 in Abhängigkeit von einer Druckaufbauanforderung, die von einem ESP- System beziehungsweise einem Bremssicherheitssystem erzeugt wurde, angesteuert.

Figur 2 zeigt in einem vereinfachten Diagramm die Rücklaufgeschwindigkeit v _r des Kolbens 3 über den Kolbenweg x.

In Abhängigkeit vom Betriebszustand des Kraftfahrzeugs beziehungsweise des Bremssystems ist die Rücklaufgeschwindigkeit v _r reduziert beziehungsweise limitiert. Eine erste durchgezogene Kurve I zeigt dazu in Figur 2 die

Rücklaufgeschwindigkeit des Kolbens 3 während der Fahrt an. Dabei wird davon ausgegangen, dass während der normalen Fahrt Betriebsgeräusche entstehen, welche die Betätigungsgeräusche des Bremssystems übertreffen, sodass das Bremssystem 1 vom Insassen des Kraftfahrzeugs nicht gehört wird. Um zu vermeiden, dass im Stillstand, in welchem geringere oder keine Fahrgeräusche mehr auftreten, das Bremssystem 1 akustisch zu tragen kommt, ist die

Rücklaufgeschwindigkeit v _r auf einen maximalen Wert begrenzt, wie durch eine gestrichelte Linie II angezeigt. Die reduzierte Rücklaufgeschwindigkeit gemäß Kurve II führt jedoch dazu, dass die Schnüffelbohrungen 12 durch die Kolben 3 später geöffnet werden. Dadurch wird ein Druckabbau in den Bremskreisen 14, 15 verzögert. Im Stillstand des Kraftfahrzeugs 1 ist dies nicht weiter von

Belangen. Wenn jedoch während der Fahrt durch das Sicherheitsbremssystem eine Druckaufbauanforderung erzeugt wird, die beispielsweise dazu notwendig ist, um mittels eines Bremseingriffs die Stabilität des Fahrzustand herzustellen, liegt bevorzugt ein erhöhter Hydraulikdruck in dem Bremssystem 1 vor, der durch die reduzierte Rücklaufgeschwindigkeit des Kolbens 3 verzögert abgebaut wird, sodass es zu einem verlängerten, gegebenenfalls den Fahrkomfort

beeinträchtigenden Nachbremsen kommen kann.

Vorteilhafterweise wird daher vorliegend das Bremssystem 1 auf das Vorliegen einer Druckaufbauanforderung überwacht. Hierzu überwacht das Steuergerät 22 beispielsweise das Sicherheitsbremssystem auf das Erzeugen einer

Druckaufbauanforderung. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass ein

Ausgangssignal des Sicherheitsbremssystems oder ein Steuersignal des Sicherheitsbremssystems überwacht wird. Alternativ überwacht das Steuergerät 22 ein Betriebsstrom und/oder eine Betriebsspannung des Elektromotors 19 um eine Aktivität der Hydraulikdruckerzeuger 20, 21 zu erfassen. Sind diese aktiv aufgrund einer Druckaufbauanforderung, wird dies durch einen erhöhten Betriebsstrom beziehungsweise eine Betriebsspannung einfach und zeitnah erkannt.

Stellt das Steuergerät 22 fest, dass eine Druckaufbauanforderung vorliegt, so beeinflusst sie die Rücklaufgeschwindigkeit derart, dass die Reduzierung der Rücklaufgeschwindigkeit beziehungsweise deren Begrenzung zumindest zeitweise aufgehoben wird, um einen schnellen Druckabbau zu gewährleisten. Dadurch ist ein schnelles Rückläufen des Kolbens 3 und damit ein schneller Druckabbau sicher gewährleistet, trotz des erfolgten Druckaufbaus durch die Hydraulikdruckerzeuger 20, 21.

Anhand von Figur 3 soll das Verfahren näher erläutert werden. In einem ersten Schritt S1 wird das Bremssystem 1 in Betrieb genommen. Anschließend wird in einer Abfrage S2, insbesondere durch das Steuergerät 22, das Bremssystem 1 auf das Vorhandensein einer Druckaufbauanforderung überwacht. Ist diese nicht vorhanden (n), so wird in einem darauffolgenden Schritt S3 die

Rücklaufgeschwindigkeit v _r gemäß der zuvor beschriebenen Vorgabe (Kurve II) reduziert und der Bremskraftverstärker 9 entsprechend in einem Schritt S4 in Abhängigkeit von einer Bremsanforderung des Fahrers betrieben.

Liegt jedoch eine Druckaufbauanforderung vor (j), so wird in einem Schritt S5 die Reduzierung der Rücklaufgeschwindigkeit v _r aufgehoben. Optional wird dabei eine Leistungskurve III eingestellt, die bereits im Vergleich zu Kurve I bereits bei einem kleineren Stangenweg eine höhere Bewegungsgeschwindigkeit erreicht, um einen möglichst schnellen Rücklauf des Kolbens 3 beziehungsweise der Kolbenteile 4, 5 zu gewährleisten, wie in Figur 2 gezeigt.

In der darauffolgenden Abfrage S6 wird erneut auf das Vorhandensein der Druckaufbauanforderung überwacht. Diese Überwachung wird wiederholt beziehungsweise durchgehend durchgeführt, wenn eine

Druckaufbauanforderung vorliegt (j). Wird eine Druckaufbauanforderung nicht mehr erkannt (n), so wird in einem Schritt S7 zunächst eine vorgegebene Zeitdauer gewartet, vorliegend von insbesondere 500 ms, bevor die

Rücklaufgeschwindigkeit im Schritt S3 wieder auf den Normalwert limitiert beziehungsweise reduziert wird. Durch das Verfahren ergibt sich außerdem der Vorteil, dass in dem Moment, in welchem das Bremssystem 1 ohnehin eine höhere Geräuschentwicklung aufgrund der umgesetzten

Druckaufbauanforderung aufweist, die höhere Rücklaufgeschwindigkeit zugelassen wird. Dadurch wird ein ohnehin erhöhter Geräuschpegel ausgenutzt, um eine hohe Rücklaufgeschwindigkeit und dadurch erzeugte Geräusche zu verstecken.