DE102023116664A1

DE102023116664A1 - Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems und Bremssystem

Info

Publication number: DE102023116664A1
Application number: DE102023116664.6A
Authority: DE
Inventors: Martin Baechle; Tobias Scheller; Thorsten Ullrich; Thomas Svensson; Hal Felch
Original assignee: Ford Werke GmbH; Continental Automotive Technologies GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH; Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2023-06-23
Filing date: 2023-06-23
Publication date: 2024-12-24
Also published as: WO2024261335A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs, wobei basierend auf Parametern von zwei Bremskreisen Befähigungsindikatoren berechnet werden, welche die aktuelle Fähigkeit des jeweiligen Bremskreises anzeigen. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Bremssystem zur Ausführung eines solchen Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs sowie ein zugehöriges Bremssystem.
Bremssysteme werden typischerweise in Kraftfahrzeugen verwendet, um diese gezielt zu verzögern. Hierzu weist ein Bremssystem typischerweise Bremsen auf, welche jeweils auf mindestens ein Rad des Kraftfahrzeugs wirken.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, welches beispielsweise eine verbesserte Steuerung eines Bremssystems ermöglicht. Es ist des Weiteren eine Aufgabe der Erfindung, ein Bremssystem zur Ausführung eines solchen Verfahrens bereitzustellen. Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und ein Bremssystem gemäß den jeweiligen Hauptansprüchen erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen können beispielsweise den jeweiligen Unteransprüchen entnommen werden. Der Inhalt der Ansprüche wird durch ausdrückliche Inbezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug hat typischerweise mindestens zwei Achsen mit typischerweise jeweils mindestens zwei Rädern. Das Bremssystem weist einen ersten Bremskreis und einen zweiten Bremskreis auf. Jeder Bremskreis weist typischerweise eine oder mehrere Bremsen auf, welche jeweils mindestens einem Rad zugeordnet sind. Jeder Bremskreis ist typischerweise zum Aufbringen von Bremsmoment an den Rädern genau einer Achse oder mehrerer Achsen des Kraftfahrzeugs ausgebildet.
Das Verfahren weist folgende Schritte auf:

- Bestimmen von einem oder mehreren ersten Parametern des ersten Bremskreises,
- Bestimmen von einem oder mehreren zweiten Parametern des zweiten Bremskreises,
- Berechnen eines ersten Befähigungsindikators aus den ersten Parametern, und
- Berechnen eines zweiten Befähigungsindikators aus den zweiten Parametern.

Mittels eines solchen Verfahrens können Befähigungsindikatoren bereitgestellt werden, welche zu einem besseren Management des Bremssystems beitragen können. Beispielsweise können die Befähigungsindikatoren einen Hinweis darauf geben, wie sich Fähigkeiten der beiden Bremskreise derzeit absolut oder relativ zueinander verhalten und/oder im Zeitverlauf entwickeln. Dadurch kann das Bremssystem gezielt so angesteuert werden, dass bestimmte Zustände erreicht werden oder dass die Belastung der beiden Bremskreise gezielt gesteuert wird.
Unter einem Bremssystem wird typischerweise ein System verstanden, welches in einem Kraftfahrzeug zum gezielten Abbremsen, also Verzögern, des Kraftfahrzeugs dient. Dabei handelt es sich typischerweise um ein System, welches nicht direkt in eine Antriebsmaschine integriert ist, also nicht als Motorbremse wirkt. Eine Achse umfasst typischerweise mindestens zwei Räder, welche typischerweise entlang einer Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen an gleicher Position angeordnet sind. Bei Personenkraftwagen sind dabei typischerweise je ein Rad an jeder Seite des Fahrzeugs angebracht. Bei größeren Fahrzeugen wie Lastkraftwagen oder Omnibussen können auch Zwillingsbereifungen vorhanden sein, so dass beispielsweise an einer Seite zwei Räder an einer Achse vorhanden sein können. Diese können beispielsweise so ausgeführt sein, dass eine einzige Bremse auf beide Räder an einer Seite wirkt. Alternativ kann auch jedem Rad eine eigene Bremse zugeordnet sein. Typischerweise wirkt jede Bremse auf das ihr zugeordnete Rad oder die ihm zugeordneten Räder.
Bei den Bremsen handelt es sich typischerweise um Reibungsbremsen. Beispielsweise kann es sich um Scheibenbremsen oder Trommelbremsen handeln. Auch andere Ausführungen wie beispielsweise Wirbelstrombremsen können jedoch verwendet werden.
Gemäß einer Ausführung ist jeder Bremskreis genau einer Achse zugeordnet. In diesem Fall wirken die Bremsen dieses Bremskreises nur auf Räder dieser Achse und nicht auf Räder einer anderen Achse. Ein Bremskreis kann jedoch auch mehreren Achsen des Kraftfahrzeugs zugeordnet sein. Beispielsweise kann ein Bremskreis den Rädern einer Zwillingsachse zugeordnet sein, d.h. einer Kombination von zwei Achsen, welche in kurzem Abstand hintereinander angeordnet sind. Typischerweise wirkt ein Bremskreis bei der hier vorliegenden Ausführung entweder auf alle Bremsen einer Achse oder auf keine Bremsen einer Achse.
Bei den ersten Parametern handelt es sich um solche, welche den ersten Bremskreis betreffen. Bei den zweiten Parametern handelt es sich um solche, welche den zweiten Bremskreis betreffen. Anders ausgedrückt charakterisieren die ersten Parameter den ersten Bremskreis und die zweiten Parameter den zweiten Bremskreis. Bei den Parametern kann es sich beispielsweise um solche handeln, welche weiter unten beschrieben sind.
Die Befähigungsindikatoren geben jeweils Aufschluss über die aktuellen Fähigkeiten oder einen sonstigen Zustand des jeweiligen Bremskreises. Insbesondere können die Befähigungsindikatoren verwendet werden, um das Bremssystem gezielt zu steuern, beispielsweise um bestimmte Betriebszustände einzunehmen oder um den Verschleiß gezielt zu beeinflussen. Auch andere Ziele wie beispielsweise eine Reduktion der Feinstaubemission können unter Verwendung der Befähigungsindikatoren vorteilhaft erreicht werden. Hierauf wird weiter unten näher eingegangen. Jedenfalls stellt bereits das Vorhandensein der berechneten Befähigungsindikatoren eine wesentliche Neuerung im Vergleich zu bekannten Bremssystemen dar, welche eine verbesserte Steuerung des Bremssystems ermöglicht, und bewirkt somit einen vorteilhaften Effekt.
Ein Berechnen eines Befähigungsindikators kann insbesondere derart erfolgen, dass eine als Algorithmus implementierte Berechnungsvorschrift und/oder eine mathemaisch angegebene Formel verwendet wird.
Gemäß einer Ausführung weist das Verfahren ferner folgenden Schritt auf:

- Aufteilen einer Bremsmomentanforderung auf den ersten Bremskreis und den zweiten Bremskreis in Abhängigkeit von dem ersten Befähigungsindikator und dem zweiten Befähigungsindikator.

Dadurch können die beiden Befähigungsindikatoren gezielt dazu verwendet werden, um eine Aufteilung einer Bremsmomentanforderung auf die beiden Bremskreise zu bewirken. Bei einer Bremsmomentanforderung handelt es sich typischerweise um eine Anforderung zum Verzögern des Fahrzeugs, welche von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs oder von einer Fahrzeugsteuerung wie beispielsweise einem Fahrassistenzsystem oder einer autonomen Fahrzeugsteuerung kommen kann. Aufgabe des Bremssystems ist es typischerweise, diese Bremsmomentanforderung umzusetzen, so dass das Kraftfahrzeug in gewünschter Weise verzögert. Die Aufteilung dieser Bremsmomentanforderung auf die beiden Bremskreise kann dabei vorteilhaft in Abhängigkeit von den beiden Befähigungsindikatoren erfolgen. Damit kann beispielsweise die Abnutzung der beiden Bremskreise gezielt gesteuert werden oder es können bestimmte andere Ziele erreicht werden.
Für den ersten Befähigungsindikator kann ein erster Zielbereich vorbestimmt sein. Für den zweiten Befähigungsindikator kann ein zweiter Zielbereich vorbestimmt sein. Bei den Zielbereichen kann es sich um Wertebereiche des jeweiligen Befähigungsindikators handeln, welche gewünscht sind, d.h. welche anzeigen, dass der jeweilige Bremskreis normal funktioniert und keinem besonderen Verschleiß unterliegt. Dementsprechend kann, wenn der erste Befähigungsindikator in dem vorbestimmten ersten Zielbereich liegt und der zweite Befähigungsindikator in dem vorbestimmten zweiten Zielbereich liegt, eine Aufteilung einer Bremsmomentanforderung auf den ersten Bremskreis und den zweiten Bremskreis unabhängig vom ersten Befähigungsindikator und/oder vom zweiten Befähigungsindikator erfolgen. Anders ausgedrückt ist es nicht erforderlich, die beiden Befähigungsindikatoren hinsichtlich ihres genauen Werts zu berücksichtigen, wenn beide im jeweiligen Zielbereich liegen. Es können in diesem Fall andere Optimierungskriterien verwendet werden. Beispielsweise kann es sich dabei um Optimierungskriterien handeln, welche auf die Minimierung von Verschleiß oder auf die Minimierung der Emission von Bremsstaub gerichtet sind. Es kann eine Rekuperationsbremsung an einer Achse berücksichtigt werden. Dadurch kann beispielsweise die Bremskraft eines Bremskreises verringert werden, wenn an der Achse, an welcher Bremsen dieses Bremskreises angeordnet sind, auch eine Bremswirkung aufgrund von Rekuperation erfolgt. Bei Rekuperation handelt es sich typischerweise um die Verwendung einer elektrischen Maschine zur Erzeugung von elektrischer Energie aus überschüssiger Bewegungsenergie des Kraftfahrzeugs. Es kann auch eine Aufteilung einer Bremsmomentanforderung auf den ersten Bremskreis und den zweiten Bremskreis abhängig von einem Beladungszustand des Kraftfahrzeugs erfolgen. Dadurch kann die Beladung berücksichtigt werden, welche beispielsweise mittels geeigneter Sensorik erfasst werden kann. Dadurch kann ein schonenderes und/oder komfortableres Bremsen erreicht werden. All diese Vorgehensweisen sind insbesondere dann sinnvollerweise anwendbar, wenn wie bereits erwähnt der erste Befähigungsindikator in einem vorbestimmten ersten Zielbereich liegt und der zweite Befähigungsindikator in einem vorbestimmten zweiten Zielbereich liegt.
Bereiche können derart vorbestimmt sein, dass sie in einer Steuerung fest eingespeichert sind. Es kann jedoch auch eine Anpassung vorgesehen sein, beispielsweise während das Bremssystem in Betrieb ist oder bei Werkstattaufenthalten.
Für die Befähigungsindikatoren können jeweilige Adaptionsbereiche vorgesehen sein. Bei den Adaptionsbereichen handelt es sich typischerweise um Wertebereiche, welche angeben, dass sich der jeweilige Bremskreis zwar noch nicht in einem kritischen Zustand befindet, jedoch in einem Zustand, welcher zumindest nicht so erwünscht ist wie ein Zustand, bei welchem sich der jeweilige Befähigungsindikator im Zielbereich befindet. Dies rechtfertigt insbesondere Maßnahmen, um auf den jeweiligen Bremskreis so einzuwirken, dass sich sein Befähigungsindikator wieder in Richtung des Zielbereichs entwickelt.
Insbesondere kann, wenn der erste Befähigungsindikator in einem vorbestimmten ersten Adaptionsbereich liegt und/oder wenn der zweite Befähigungsindikator in einem vorbestimmten zweiten Adaptionsbereich liegt, eine Aufteilung einer Bremsmomentanforderung auf den ersten Bremskreis und den zweiten Bremskreis mittels eines Verteilungsfaktors erfolgen. Dieser kann insbesondere in Abhängigkeit vom ersten Befähigungsindikator und/oder vom zweiten Befähigungsindikator ermittelt werden. Dadurch kann berücksichtigt werden, wie sich die aktuellen Fähigkeiten der beiden Bremskreise derzeit zueinander verhalten. Insbesondere kann eine Aufteilung einer Bremsmomentanforderung auf die beiden Bremskreise so erfolgen, dass derjenige Bremskreis, dessen Befähigungsindikator sich derzeit im Adaptionsbereich befindet, gezielt so belastet wird, dass sein Befähigungsindikator sich wieder in Richtung des Zielbereichs entwickelt. Beispielsweise kann eine verringerte Belastung eines solchen Bremskreises vorgesehen werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn sich der andere Befähigungsindikator im Zielbereich befindet. Liegt beispielsweise ein Befähigungsindikator im Zielbereich und der andere Befähigungsindikator im Adaptionsbereich, so kann beispielsweise derjenige Bremskreis, dessen Befähigungsindikator sich im Adaptionsbereich befindet, weniger belastet werden, so dass sich dessen Befähigungsindikator wieder in Richtung des Zielbereichs entwickelt.
Insbesondere kann bei jeder Veränderung des Verteilungsfaktors der Verteilungsfaktor für eine Bremsmomentanforderung, oder für eine vorbestimmte Anzahl von mindestens zwei Bremsmomentanforderungen, konstant bleiben. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Verteilungsfaktor nicht ständig verändert wird, sondern zunächst abgewartet wird, ob die zuletzt erfolgte Veränderung des Verteilungsfaktors den gewünschten Einfluss auf die Befähigungsindikatoren hat. Beispielsweise kann die vorbestimmte Anzahl zwei, drei, vier, fünf, zehn, fünfzehn, zwanzig oder mehr Bremsmomentanforderungen betragen. Unter einer Bremsmomentanforderung wird dabei typischerweise die Anforderung eines Bremsmoments in einer Betriebssituation eines Kraftfahrzeugs verstanden, welche beispielsweise damit anfängt, dass ein Bremsmoment angefordert wird, und damit endet, dass kein Bremsmoment mehr angefordert wird. In typischen Betriebssituationen erstreckt sich ein solcher Zeitraum insbesondere über einige Sekunden, wobei in Sondersituationen wie beispielsweise bei langen Bergabfahrten auch eine längere Bremsmomentanforderung vorhanden sein kann.
Insbesondere kann der Verteilungsfaktor einen nur begrenzten Wertebereich aufweisen. Dadurch kann verhindert werden, dass eine zu hohe Belastung eines der Bremskreise erfolgt.
Der Adaptionsbereich und der Zielbereich eines jeweiligen Befähigungsindikators können insbesondere unmittelbar aneinander angrenzen und können insbesondere verschieden zueinander sein.
Insbesondere kann der Verteilungsfaktor bei einer Veränderung derart verändert werden, dass mehr Bremsmoment von demjenigen Bremskreis aufgebracht wird, für welchen der jeweilige Befähigungsindikator eine geringere Belastung anzeigt als beim anderen Bremskreis. Dadurch kann gezielt derjenige Bremskreis stärker belastet werden, welcher gerade die höheren Fähigkeiten hat. Insbesondere kann dadurch auf einen Ausgleich der Belastung der beiden Bremskreise hingewirkt werden.
Insbesondere kann der Verteilungsfaktor derart ermittelt werden, dass derjenige Bremskreis, für welchen der jeweilige Befähigungsindikator eine geringere Belastung anzeigt, den überwiegenden Teil des Bremsmoments aufbringt. Auch dadurch kann in geeigneter Weise dafür gesorgt werden, dass ein Ausgleich der Belastung der beiden Bremskreise erfolgt.
Es kann vorgesehen sein, dass für jeden Befähigungsindikator ein jeweiliger Warnbereich definiert ist. Dabei handelt es sich typischerweise um einen Bereich, bei welchem von einem kritischen Zustand des jeweiligen Bremskreises ausgegangen wird. Der jeweilige Warnbereich kann insbesondere unmittelbar angrenzend an den Adaptionsbereich und/oder verschieden vom Adaptionsbereich und/oder verschieden vom Zielbereich sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Warnbereich, der Adaptionsbereich und der Zielbereich zusammen den gesamten möglichen Wertebereich des jeweiligen Befähigungsindikators abdecken. Der Adaptionsbereich kann dabei insbesondere zwischen Warnbereich und Zielbereich angeordnet sein.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass, wenn der erste Befähigungsindikator in einem vorbestimmten ersten Warnbereich liegt und/oder wenn der zweite Befähigungsindikator in einem vorbestimmten zweiten Warnbereich liegt, eine Warnmeldung ausgebeben wird und/oder das Bremssystem degradiert wird. Durch eine Warnmeldung kann ein Fahrer gezielt gewarnt werden. Dabei kann es sich beispielsweise um eine akustische oder optische Warnmeldung handeln. Es kann sich um eine Warnmeldung handeln, welche beispielsweise in einer Fahrzeugelektronik weiterverarbeitet wird und zu definierten Reaktionen führt, und/oder eine Warnmeldung, welche an eine zentrale Einheit wie beispielsweise eine Flottenüberwachung oder eine Werkstatt gesendet wird. Eine Degradation eines Bremssystems bedeutet insbesondere, dass das Bremssystem in einen anderen Betriebsmodus übergeht, in welchem beispielsweise gewisse Funktionen deaktiviert werden, beispielsweise solche, welche für die Sicherheit eines Kraftfahrzeugs nicht zwingend erforderlich sind. Dadurch kann beispielsweise eine Belastung des Bremssystems verringert werden. Es kann auch beispielsweise eine Limitierung der Funktionen des Kraftfahrzeugs bewirkt werden, so dass beispielsweise eine bestimmte Höchstgeschwindigkeit nicht mehr überschritten werden kann.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass bei degradiertem Bremssystem eine Bremsmomentverteilung zwischen erstem Bremskreis und zweitem Bremskreis derart eingestellt wird, dass ein Blockieren der Vorderachse vor einem Blockieren der Hinterachse erfolgt. Dadurch kann die Bremskraft an der Vorderachse erhöht werden, wo typischerweise auch beim Bremsen die erhöhte Belastung auftritt. Bei degradiertem Bremssystem kann auch vorgesehen sein, dass ein Bremskreis mit mindestens einer ausgefallenen Bremse kein Bremsmoment aufbringt. In diesem Fall kann berücksichtigt werden, wenn eine Bremse vollständig ausgefallen ist, beispielsweise aufgrund eines mechanischen Bruchs, so dass der entsprechende Bremskreis kein Bremsmoment mehr aufbringt und der andere Bremskreis für die volle Aufbringung des Bremsmoments sorgt. Dadurch kann die Verkehrssicherheit erhöht werden, da erst gar nicht versucht wird, eine ausgefallene Bremse zum Bremsen zu verwenden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass bei Detektion einer ausgefallenen Bremse der Befähigungsindikator des entsprechenden Bremskreises so verändert wird, dass dieser im Warnbereich liegt.
Gemäß einer möglichen Ausführung wird in zumindest einem oder einigen Abnutzungszeiträumen eine Bremsmomentanforderung auf den ersten Bremskreis und den zweiten Bremskreis derart aufgeteilt, dass ein Bremsmoment überwiegend von demjenigen Bremskreis aufgebracht wird, bei welchem der Befähigungsindikator eine höhere Belastung anzeigt. Durch die Definition solcher Abnutzungszeiträume kann ein Bremskreis gezielt abgenutzt werden, d.h. es wird gezielt derjenige Bremskreis höher belastet, welcher ohnehin schon höher belastet ist, so dass gezielt einer der beiden Bremskreise stärker abgenutzt werden kann. Dadurch kann beispielsweise der andere Bremskreis geschont werden. Beispielsweise kann dadurch ein positiver Effekt auf Wartungsintervalle erreicht werden, da eine Wartung des bewusst stärker abgenutzten Bremskreises ohnehin bald erforderlich ist und der andere Bremskreis ein längeres Wartungsintervall bekommt. Ein Abnutzungszeitraum kann dabei als ein Zeitraum verstanden werden, in welchem eine solche Betriebsstrategie verwendet wird.
Insbesondere können bei einer Bremsmomentanforderung, welche größer ist als ein Schwellenwert, und/oder bei einer Bremsmomentanforderung, bei welcher eine Aufteilung auf die Bremskreise nicht möglich ist, die Bremskreise unabhängig von den Befähigungsindikatoren angesteuert werden. Eine solche Regelung kann insbesondere allen anderen eventuell implementierten Vorgehensweisen zur Aufteilung einer Bremsmomentanforderung auf die beiden Bremskreise vorgehen. Für den Fall, dass ein Schwellenwert überschritten wird und/oder eine Aufteilung auf die Bremskreise nicht möglich ist, ist es vorteilhaft, auf eventuelle Überlegungen zur gezielten Beeinflussung des Bremssystems keine Rücksicht mehr zu nehmen und die Bremsmomentanforderung vollständig aufzubringen. Dadurch wird verhindert, dass aufgrund einer eventuell ansonsten erforderlichen Aufteilung einer Bremsmomentanforderung im Sinne eines bewussten Managements des Bremssystems die Bremsmomentanforderung nicht vollständig aufgebracht werden kann, wodurch die Verkehrssicherheit des Kraftfahrzeugs gefährdet werden kann.
Nachfolgend werden mögliche Parameter beschrieben. Diese können insbesondere in die Berechnung der Befähigungsindikatoren eingehen. Diese können einzeln oder in beliebiger Kombination untereinander verwendet werden.
Gemäß einer Ausführung sind ein Energieeintrag in die Bremsen des ersten Bremskreises und/oder eine Energieabfuhr aus den Bremsen des ersten Bremskreises Parameter des ersten Bremskreises. Gemäß einer Ausführung sind ein Energieeintrag in die Bremsen des zweiten Bremskreises und/oder eine Energieabfuhr aus den zweiten Bremsen des zweiten Bremskreises Parameter des zweiten Bremskreises. Ein Energieeintrag und eine Energieabfuhr können beispielsweise mittels Sensoren gemessen und/oder anhand von Modellen berechnet werden. Dabei können beispielsweise eine aufgebrachte Bremskraft, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Fahrzeugbeladung, eine Außentemperatur oder ein aktueller Verschleiß einer jeweiligen Bremse berücksichtigt werden.
Die Parameter des ersten Bremskreises und/oder des zweiten Bremskreises können insbesondere einen oder mehrere Einträge in folgender Liste umfassen:

- Temperatur einer oder mehrerer Bremsen,
- Temperatur einer oder mehrerer elektrischer Komponenten,
- Verschleißzustand einer oder mehrerer Bremsen oder anderer Komponenten,
- Reibpartner einer oder mehrerer Bremsen,
- Energieeintrag in eine oder mehrere Bremsen,
- Energieabfuhr aus einer oder mehreren Bremsen,
- zugeordnete Masse einer oder mehrerer Bremsen,
- ein oder mehrere Kennwerte einer Momentenregelung mindestens einer Bremse,
- ein oder mehrere Kennwerte einer Krafteinstellung mindestens einer Bremse.

Eine Temperatur einer Bremse oder einer elektrischen Komponente kann sich insbesondere aus einem Modell ergeben, mittels welchem die Temperatur berechnet werden kann. Alternativ kann eine Temperatur mittels eines Temperatursensors gemessen werden. Ein Verschleißzustand kann beispielsweise eine aktuelle Dicke eines Bremsbelags berücksichtigen. Dieser kann beispielsweise mittels eines Modells berechnet werden oder kann mittels eines Sensors gemessen werden. Bei Reibpartnern kann es sich insbesondere um verwendete Materialien handeln, welche bei Reibungsbremsen aneinander reiben. Energieeintrag und Energieabfuhr können insbesondere mittels geeigneter Modelle berechnet werden, wodurch ein Rückschluss auf die jeweilige Temperatur der Komponenten gezogen werden kann. Bei einer zugeordneten Masse handelt es sich insbesondere um eine Masse, welche zum Aufnehmen von beim Bremsen erzeugter Wärme zur Verfügung steht. Diese zugeordnete Masse kann eine derartige Wärme typischerweise aufnehmen und auch noch nach einem Bremsvorgang über einen längeren Zeitpunkt an die Umgebung abgeben. Bei einer Momentenregelung handelt es sich typischerweise um eine Regelung, welche dafür sorgt, dass ein bestimmtes Bremsmoment aufgebracht wird. Dies wird auch als „closed loop“ bezeichnet. Bei einer Krafteinstellung handelt es sich typischerweise um eine Einstellung einer konkret gewünschten Bremskraft an einer Bremse. Dies wird auch als „open loop“ bezeichnet. Entsprechende Regelungen oder Einstellungen können insbesondere Kennwerte haben, welche in jeweiligen Steuerungen eingespeichert bzw. implementiert sind. Diese können fest sein oder können auch variabel sein. Beispielsweise können sie während des Betriebs eines Kraftfahrzeugs angepasst werden.
Bei den erwähnten elektrischen Komponenten kann es sich beispielsweise um Sensoren, Stellmotoren oder Elektronikbaugruppen handeln. Deren Temperatur oder sonstige Zustände können einen Einfluss auf die jeweilige Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit des zugeordneten Bremskreises haben.
Insbesondere können der erste Bremskreis und der zweite Bremskreis auf zueinander unterschiedliche Achsen wirken. Dadurch kann insbesondere erreicht werden, dass die hierin beschriebenen Maßnahmen achsspezifisch wirken. Eine solche Aufteilung wird typischerweise auch als Schwarz-Weiß-Aufteilung bezeichnet.
Gemäß einer jeweiligen Ausführung weist der erste Bremskreis mindestens einen ersten Bremsaktuator auf und/oder der zweite Bremskreis weist mindestens einen zweiten Bremsaktuator auf. Der erste Bremsaktuator und der zweite Bremsaktuator können insbesondere unabhängig voneinander ansteuerbar sein. Mittels dieser Bremsaktuatoren kann insbesondere ein jeweiliger Druck in dem Bremskreis, beispielsweise ein hydraulischer Druck, erzeugt und eingestellt werden. Durch die Verwendung getrennter Bremsaktuatoren können unterschiedliche Drücke in den jeweiligen Bremskreisen verwendet werden.
Insbesondere kann der erste Bremsaktuator ein hydraulischer Bremsaktuator sein, welcher Bremsen des ersten Bremskreises mit Druck beaufschlagt. Insbesondere kann der zweite Bremsaktuator ein hydraulischer Bremsaktuator sein, welcher Bremsen des zweiten Bremskreises mit Druck beaufschlagt. Bei einem solchen hydraulischen Bremsaktuator kann es sich beispielsweise um eine hydraulische Pumpe handeln, welche kontinuierlich fördern kann, oder es kann sich beispielsweise um einen Linearaktuator handeln, welcher typischerweise für einen diskontinuierlichen Druckaufbau sorgt.
Der erste Bremskreis kann eine oder mehrere Bremsen aufweisen, welche mittels eines elektromechanischen Bremsaktuators betätigbar sind. Der zweite Bremskreis kann eine oder mehrere Bremsen aufweisen, welche mittels eines elektromechanischen Bremsaktuators betätigbar sind. Bei einem elektromechanischen Bremsaktuator handelt es sich typischerweise um einen Aktuator, welcher ohne Zwischenschaltung einer Hydraulik eine Bremse betätigt, beispielsweise mittels eines Elektromotors oder eines Elektromagneten. Insbesondere kann dabei eine Ansteuerung oder Versorgung mittels elektrischen Stroms unmittelbar in eine Bremskraft umgesetzt werden.
Typischerweise ist jede Bremse nur entweder elektrisch oder hydraulisch ansteuerbar. Grundsätzlich sind jedoch auch kombinierte hydraulische und elektrische Ansteuerungen möglich. Ein Bremskreis kann rein hydraulisch, rein elektrisch, oder kombiniert elektrisch und hydraulisch ausgeführt sein.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste Befähigungsindikator eine Belastung und/oder eine verbleibende Bremsfähigkeit des ersten Bremskreises anzeigt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der zweite Befähigungsindikator eine Belastung und/oder eine verbleibende Bremsfähigkeit des zweiten Bremskreises anzeigt. Durch die Anzeige einer Belastung kann der Befähigungsindikator anzeigen, wie hoch eine aktuelle Belastung des jeweiligen Bremskreises schon ist. Durch die Anzeige einer verbleibenden Bremsfähigkeit kann angezeigt werden, welches Potential zum Aufbringen einer Bremskraft aktuell vorhanden ist. Dies kann beispielsweise dadurch verringert sein, dass aufgrund einer Belastung des Bremskreises eine Temperatur von Reibungsbremsen bereits recht hoch ist oder schlimmstenfalls eine Bremse ausgefallen ist.
Insbesondere kann die Belastung des ersten Bremskreises umso höher sein, je geringer eine verbleibende Bremskapazität des ersten Bremskreises ist. Insbesondere kann die Belastung des zweiten Bremskreises umso höher sein, je geringer eine verbleibende Bremskapazität des zweiten Bremskreises ist. Unter einer Bremskapazität wird dabei typischerweise ein maximal aufbringbares Bremsmoment oder ein integriertes Maß von aufbringbarem Bremsmoment und Zeit, über welche dieses Bremsmoment aufgebracht werden kann, verstanden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste Befähigungsindikator ausschließlich aus den ersten Parametern und/oder ausschließlich aus Parametern des ersten Bremskreises berechnet wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der zweite Befähigungsindikator ausschließlich aus den zweiten Parametern und/oder ausschließlich aus Parametern des zweiten Bremskreises berechnet wird. Dadurch kann verhindert werden, dass Eigenschaften des jeweils anderen Bremskreises Einfluss auf den zu betrachtenden Bremskreis haben.
Insbesondere kann der erste Befähigungsindikator ein numerischer Wert sein. Insbesondere kann der zweite Befähigungsindikator ein numerischer Wert sein. Die Verwendung eines numerischen Werts erlaubt die Zusammenfassung der betrachteten Parameter in einem einzigen Wert, welcher die aktuelle Befähigung des jeweiligen Bremskreises summarisch wiedergibt. Insbesondere kann es sich bei dem numerischen Wert um eine einzige Zahl oder eine geeignete elektronische Repräsentation davon handeln. Bei einem numerischen Wert handelt es sich somit typischerweise um einen eindimensionalen Wert.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug, wobei das Bremssystem einen ersten Bremskreis, einen zweiten Bremskreis und eine Steuerungsvorrichtung aufweist. Die Steuerungsvorrichtung ist dazu konfiguriert, ein Verfahren wie hierin beschrieben auszuführen. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium, auf welchem Programmcode gespeichert ist, bei dessen Ausführung ein Prozessor ein hierin beschriebenes Verfahren ausführt. Bezüglich des Verfahrens kann dabei jeweils auf alle hierin beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden.
Insbesondere kann es sich bei dem Bremssystem bzw. bei einem Bremssystem, mit welchem das hierin beschriebene Verfahren ausgeführt wird, um ein by-wire-Bremssystem handeln. Bei einem solchen besteht typischerweise keine hydraulische Verbindung zwischen einem von einem Fahrer betätigten Bremspedal und den Radbremsen, zumindest nicht in einem Normalbetrieb. Der Fahrerbremswunsch wird vielmehr sensiert und durch elektrisch betriebene Druckerzeuger, Aktuatoren oder andere Einheiten umgesetzt. Trotzdem kann für Notfälle wie insbesondere den Fall eines Ausfalls der Stromversorgung eine hydraulische Rückfallebene vorgesehen sein, in welcher eine hydraulische Verbindung zwischen einem fahrebetätigbaren Hauptbremszylinder und Radbremsen besteht.
Grundsätzlich können auch mehr als zwei Bremskreise verwendet werden. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn ein Fahrzeug mehr als zwei Achsen hat. Die für die beiden bislang beschriebenen Bremskreise gegebenen Ausführungen gelten dann entsprechend für weitere Bremskreise.
Allgemein sei erwähnt, dass Brake-by-Wire-Bremssysteme grundsätzlich die Einstellung von Radbremsmomenten unabhängig von der vom Fahrer eingeprägten Betätigungskraft erlauben. Dabei kann beispielsweise ein zentraler Drucksteller verwendet werden, so dass der hydraulische Bremsdruck in allen vier Radbremsen gleich ist und sich die Bremskraftverteilung somit nicht gegenüber der durch die Parameter der Radbremsen an Vorder- und Hinterachse installierten Bremskraftverteilung ändern lässt. Es gibt jedoch auch Bremssysteme, bei welchen eine achsindividuelle Einstellung der Radbremsmomente möglich ist.
Zukünftige Bremssysteme, die beispielsweise elektromechanische Radbremsen an allen vier Rädern einsetzen, sind ebenfalls geeignet, eine achs- bzw. sogar radindividuelle Bremskraftverteilung umzusetzen.
Wird bei solchen Systemen eine übliche statische Bremskraftverteilung nachgebildet, indem das angeforderte Gesamtbremsmoment mit einem festen Verteilungsfaktor auf die Vorder- und Hinterachse verteilt wird, lassen sich die Systemvorteile einer achsindividuellen Bremskraftverteilung nur bedingt nutzen. Beispielsweise kann einem unterschiedlichen thermischen Verhalten der Vorder- und Hinterradbremsen nicht entgegengewirkt werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn beispielsweise an den Hinterradbremsen eine Regelung des Radbremsmoments stattfindet (closed loop), während an den Vorderradbremsen eine Regelung des Bremsdrucks oder der Zuspannkraft erfolgt (open loop). Beispielsweise ist es nicht möglich, eine situationsabhängig günstige Auswahl der Radbremsen zur vorrangigen Umsetzung des Bremswunsches vorzunehmen, und zwar insbesondere derart, dass Optimierungsziele wie geringe Emission von Feinstaub durch Bremsen oder Reifen verfolgt werden. Außerdem kann es schwierig oder unmöglich sein, eine Berücksichtigung eines generatorischen Bremsmoments bei elektrifizierten Fahrzeugen zu berücksichtigen, sofern dieses nur auf einer Achse wirkt.
Weitere Merkmale und Vorteile wird der Fachmann dem nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel entnehmen. Dabei zeigen:

1: ein Bremssystem, und
2: Wertebereiche von Befähigungsindikatoren.

1 zeigt rein schematisch ein Blockschaltbild eines Bremssystems 5 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das Bremssystem 5 weist einen ersten Bremskreis 10 und einen zweiten Bremskreis 20 auf. Der erste Bremskreis 10 weist eine erste Bremse 11 und eine zweite Bremse 12 auf. Der zweite Bremskreis 20 weist ebenfalls eine erste Bremse 21 und eine zweite Bremse 22 auf. Beispielsweise kann der erste Bremskreis 10 einer Vorderachse zugeordnet sein und der zweite Bremskreis 20 kann einer Hinterachse zugeordnet sein. Die jeweilige erste Bremse 11, 21 kann dabei beispielsweise einem jeweiligen linken Rad zugeordnet sein. Die jeweilige zweite Bremse 12, 22 kann einem jeweiligen rechten Rad zugeordnet sein. Auch andere Aufteilungen sind jedoch möglich. Jedenfalls kann die Architektur eines solchen Bremssystems 5 abstrakt durch zwei unabhängige Bremskreise für Vorder- und Hinterachse beschrieben werden, wobei jeder Bremskreis grundsätzlich aus zwei Radbremsen, jedoch je nach konkreter technischer Ausführung aus ein oder zwei Bremsaktuatoren und ein oder zwei elektronischen Steuereinheiten besteht bzw. solche aufweist. Auch andere Ausführungen sind jedoch grundsätzlich möglich.
Das Bremssystem 5 weist ferner eine Steuerungsvorrichtung 30 auf. Diese ist dazu konfiguriert, ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß mindestens einem Ausführungsbeispiel auszuführen. Auf eine konkrete Implementierung wird weiter unten genau eingegangen.
Das Bremssystem 5 weist ferner ein Funktionsmodul 40 zur Fahrerbremswunscherfassung auf. Diese ist mit einer Sensorik 42 zur Fahrerbremswunscherfassung gekoppelt. Dadurch können Sensorwerte an das Funktionsmodul 40 übermittelt werden, wodurch eine Bremsmomentanforderung aufgrund eines Fahrerbremswunsches an die Steuerungsvorrichtung 30 gesendet werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann beispielsweise eine Bremsmomentanforderung aus einem Fahrassistenzsystem oder einer autonomen Fahrzeugsteuerung an die Steuerungsvorrichtung 30 übermittelt werden.
Wie gezeigt ist zwischen der Steuerungsvorrichtung 30 und den beiden Bremskreisen 10, 20 eine jeweilige bidirektionale Kommunikation möglich. Insbesondere kann die Steuerungsvorrichtung 30 eine jeweilige Anforderung zum Aufbringen eines Bremsmoments an jeden der beiden Bremskreise 10, 20 übermitteln bzw. für ein entsprechendes Aufbringen eines Bremsmoments sorgen. Hierzu kann beispielsweise eine Ansteuerung von hydraulischen Radbremsen, elektromechanischen Radbremsen, elektrischen Druckstellern für ein jeweiliges Hydrauliksystem und/oder von Ventilen oder anderen Einrichtungen erfolgen. Von den jeweiligen Bremskreisen 10, 20 können insbesondere Parameter an die Steuerungsvorrichtung 30 gesendet werden, welche dazu dienen können, Befähigungsindikatoren für die jeweiligen Bremskreise 10, 20 zu berechnen. Hierauf wird weiter unten näher eingegangen.
Es sei erwähnt, dass die Steuerungsvorrichtung 30 hier nur schematisch gezeigt ist und beispielsweise auch in andere Komponenten integriert oder funktionell aufgeteilt sein kann.
Durch die Sensorik 42 kann beispielsweise eine Fahrerbremswunscherfassung erfolgen. Dabei werden Signale erzeugt, welche beispielsweise den Betätigungsweg und/oder die Betätigungskraft eines Bremspedals anzeigen. Das Funktionsmodul 40 kann aus solchen Signalen ein angefordertes Gesamtbremsmoment berechnen, das zur Abbremsung des Fahrzeugs aufgebracht werden soll.
In der Steuerungsvorrichtung 30 kann situationsabhängig eine Verteilung des angeforderten Gesamtbremsmoments auf Momentenanforderungen für die beiden Bremskreise 10, 20 durchgeführt werden.
Zusätzlich zur Fahrerbremswunscherfassung können auch weitere Informationen, welche schematisch mit Bezugszeichen 50 dargestellt sind, in die Steuerungsvorrichtung 30 eingegeben und entsprechend verwendet werden.
In einer konkreten technischen Realisierung kann beispielsweise ein Signalaustausch zwischen den gezeigten Komponenten und/oder anderen Komponenten über eine Kommunikationsschnittstelle wie beispielsweise einen CAN-Bus realisiert werden.
Grundsätzlich soll eine implementierte Bremskraftverteilung stabil sein, insbesondere in dem Sinne, dass es nicht zum Überbremsen einer Achse mit dem Verlust von Fahrstabilität (beispielsweise bei überbremster Hinterachse) oder Lenkbarkeit (beispielsweise bei überbremster Vorderachse) kommt. Solange eine Radschlupfregelung für die Räder beider Achsen zur Verfügung steht, kann beispielsweise dadurch eine Stabilität und Lenkbarkeit sichergestellt werden. Eine Bremskraftverteilung kann dann auch nach anderen als den Stabilitätskriterien gewählt werden.
Brake-by-Wire-Bremssysteme unterstützen typischerweise im Unterschied zu konventionellen pedalverkoppelten Systemen eine Radschlupfregelung ohne Irritation des Fahrers.
Basierend auf Brake-by-Wire-Bremssystemen, die eine achsindividuelle Einstellung der Radbremsmomente erlauben, kann ein Verfahren implementiert werden, das eine Adaption der Bremskraftverteilung aufgrund von Befähigungsindikatoren der Bremskreise 10, 20 vorsieht. Diese Befähigungsindikatoren können als Teil einer Schnittstelle zwischen einer Bremskraftverteilung und den Bremskreisen 10, 20 verstanden werden.
2 zeigt ein Diagramm, in welchem ein erster Befähigungsindikator BI1 und ein zweiter Befähigungsindikator BI2 angetragen sind. Diese können jeweils einen Wert zwischen 0 % und 100 % einnehmen. Der erste Befähigungsindikator BI1 ist dabei dem ersten Bremskreis 10 zugeordnet und wird aus Parametern des ersten Bremskreises 10 berechnet. Der zweite Befähigungsindikator BI2 ist dem zweiten Bremskreis 20 zugeordnet und wird aus Parametern des zweiten Bremskreises berechnet.
Die Befähigungsindikatoren BI1, BI2 sind dabei vorliegend als Prozentwerte ausgeführt. Ein Wert von 100 % zeigt an, dass keine Einschränkung innerhalb des jeweiligen Bremskreises 10, 20 vorliegt und die Nutzung dessen Bremsen bzw. Aktuatoren frei definiert werden kann. Durch einen Wert des jeweiligen Befähigungsindikators BI1, BI2 unterhalb von 100 % kann angezeigt werden, dass innerhalb des Systems Einschränkungen bestehen oder bei gleichbleibender Nutzung prognostiziert werden.
Eine Umsetzung eines angeforderten Bremsmoments soll auch bei Werten des jeweiligen Befähigungsindikators BI1, BI2 von unter 100 % durch das Bremssystem 5 vollständig im Rahmen der physikalischen Grenzen erfolgen. Dadurch wird sichergestellt, dass insbesondere bei Notbremsungen immer die maximal mögliche Abbremsung des Fahrzeugs realisiert wird, auch wenn bereits Einschränkungen erkannt wurden und dies durch einen Wert von einem oder beiden Befähigungsindikatoren BI1, BI2 von kleiner als 100 % angezeigt wird. Die Befähigungsindikatoren BI1, BI2 sollen insbesondere durch die Steuerungsvorrichtung 30 herangezogen werden, um eine Bremskraftverteilung zu ermöglichen und angeforderte Bremsmomente zu beeinflussen bzw. deren Verteilung auf die beiden Bremskreise 10, 20 zu verändern.
Wie in 2 zu sehen ist, sind drei Wertebereiche für die beiden Befähigungsindikatoren BI1, BI2 vorgegeben. Dabei handelt es sich um einen Zielbereich ZB, einen Adaptionsbereich AB und einen Warnbereich WB. Diese Bereiche sind als zweidimensionale Bereiche für die Kombination beider Indikatoren dargestellt und definieren bei eindimensionaler Betrachtungsweise einen ersten Zielbereich ZB1, einen ersten Adaptionsbereich AB1 und einen ersten Warnbereich WB1 für den ersten Befähigungsindikator BI1 sowie einen zweiten Zielbereich ZB2, einen zweiten Adaptionsbereich AB2 und einen zweiten Warnbereich WB2 für den zweiten Befähigungsindikator BI2. Der Zielbereich ZB ist dabei so gewählt, dass davon ausgegangen werden kann, dass für den jeweiligen Bremskreis 10, 20 keine zu beachtende Einschränkung besteht, wenn sich der jeweilige Befähigungsindikator BI1, BI2 im Zielbereich ZB befindet. Insbesondere für den Fall, dass sich beide Befähigungsindikatoren BI1, BI2 im Zielbereich ZB befinden, kann somit eine Steuerung des Bremssystems 5, insbesondere eine Aufteilung einer Bremsmomentanforderung auf die Bremskreise 10, 20, ohne Berücksichtigung der Befähigungsindikatoren BI1, BI2 erfolgen.
Der Adaptionsbereich AB ist so gewählt, dass ein Wert des jeweiligen Befähigungsindikators BI1, BI2 im Adaptionsbereich AB anzeigt, dass Maßnahmen durchgeführt werden sollten, um den jeweiligen Befähigungsindikator BI1, BI2 wieder in den Zielbereich ZB zu bringen, dass jedoch noch keine unmittelbare Einschränkung bei der Funktionalität, insbesondere keine sicherheitskritische Einschränkung, vorhanden ist.
Befindet sich ein Befähigungsindikator BI1, BI2 im Warnbereich WB, so zeigt dies an, dass eine kritische Einschränkung der Funktionsfähigkeit des jeweiligen Bremskreises 10, 20 vorhanden ist und darauf reagiert werden sollte, beispielsweise mittels einer Warnmeldung oder einer Degradation des Bremssystems 5.
Typischerweise soll die Steuerungsvorrichtung 30 dafür sorgen, dass die Befähigungsindikatoren BI1, BI2 bei normaler Fahrzeugnutzung im Zielbereich ZB liegen. Dies kann insbesondere bedeuten, dass die Befähigungsindikatoren BI1, BI2 der Bremskreise 10, 20 höchstens um einen gewissen Betrag unter dem Idealwert von 100 % sinken.
In diesem Zielbereich ZB der Befähigungsindikatoren BI1, BI2 kann die Steuerungsvorrichtung 30 die Verteilung einer Bremsmomentanforderung auf die Bremskreise 10, 20 nach allgemeinen Optimierungskriterien vornehmen. Beispielsweise kann beim Vorliegen eines generatorischen Bremsmoments an einer Achse die vollständige oder weitgehende Nutzung der anderen Achse zum Aufbau von Reibungsmoment erfolgen. Diese Strategie dient der Erzielung eines gleichmäßigen Reifenabriebs. Falls die Bremskreise 10, 20 so ausgestattet sind, dass ein unterschiedliches Verhalten bezüglich der Emission von Bremsstaub gezeigt wird, kann das angeforderte Bremsmoment vollständig oder weitgehend über den Bremskreis 10, 20 mit der geringeren Bremsstaubemission erzeugt werden. Es kann auch eine Anpassung der Bremskraftverteilung an einen Beladungszustand des Kraftfahrzeugs erfolgen. Insbesondere kann dies dann erfolgen, wenn ein Beladungszustand aus einem anderen Funktionsmodul bereitgestellt werden kann. Eine Ermittlung eines Beladungsfaktors oder Beladungszustands ist grundsätzlich indirekt möglich durch Korrelation der Fahrzeugverzögerung mit dem wirksamen Gesamtbremsmoment oder durch direkt messende Verfahren beispielsweise mittels Sensoren für den Federweg des Fahrwerks. Verfahren zur Beladungserkennung erlauben grundsätzlich die Berücksichtigung eines Beladungszustands bei einer Bremskraftverteilung.
Fällt ein Befähigungsindikator BI1, BI2 unter die untere Grenze des Zielbereichs ZB in den Adaptionsbereich AB, so ist es die Aufgabe der Steuerungsvorrichtung 30, die Verteilung in Richtung derjenigen Achse zu verlagern, die aktuell den höheren Befähigungsindikator BI1, BI2 zeigt. Ziel ist hierbei, die Befähigungsindikatoren BI1, BI2 von Vorder- und Hinterradbremssystem bzw. der beiden Bremskreise 10, 20 wieder in Richtung des Zielbereichs ZB zu entwickeln.
Gründe für das Absinken eines Befähigungsindikators BI1, BI2 in den Adaptionsbereich können beispielsweise der Verschleißzustand oder die aktuelle thermische Belastung des betreffenden Bremskreises 10, 20 sein. Die Berechnungsvorschrift für die Befähigungsindikatoren BI1, BI2 basierend auf derartigen oder anderen Parametern ist typischerweise Teil der auf der Steuerungsvorrichtung 30 und/oder auf separaten, nicht gezeigten Steuerungsgeräten der Bremskreise 10, 20 implementierten Software. Die Berechnungsvorschrift ist typischerweise abhängig von der konkret eingesetzten Bremsentechnologie. Dies wird weiter unten näher ausgeführt werden.
Eine mögliche Umsetzung der Adaption der Bremskraftverteilung kann beispielsweise wie nachfolgend beschrieben erfolgen.
α bezeichnet einen aktuellen Verteilungsfaktor, wobei typischerweise gilt α < 1. Dies kann insbesondere bedeuten, dass angeforderte Radbremsmomente T_front, T_rear für Vorder- und Hinterachse, also für den ersten Bremskreis 10 und den zweiten Bremskreis 20, sich aus einer gesamten Bremsmomentanforderung T_total folgendermaßen ergeben:

T_front = 1/2 α T_total
T_rear = 1/2 (1-α) T_total.

Liegen die Befähigungsindikatoren BI1, BI2 im Adaptionsbereich AB, so kann beispielsweise der Verteilungsfaktor α um einen Betrag Δ inkrementiert werden, wenn BI2 < BI1 gilt (Verschiebung nach vorne), oder um einen Betrag Δ dekrementiert werden, wenn BI1 < BI2 gilt (Verschiebung nach hinten).
Die schrittweise Inkrementierung oder Dekrementierung wird dabei jedoch typischerweise erst nach einer ausreichenden Zahl von Bremsvorgängen wiederholt, um die Auswirkung der geänderten Bremskraftverteilung auf die Befähigungsindikatoren BI1, BI2 beobachten zu können.
Typischerweise ist eine Limitierung des Verstellbereichs des Verteilungsparameters α vorzusehen. Dies verhindert, dass eine besonders einseitige Belastung auftritt.
Die eben beschriebene Umverteilung der Bremskraft ist insbesondere unter der Annahme zielführend, dass die Befähigungsindikatoren BI1, BI2 der beiden Bremskreise 10, 20 bei realen Einsatzszenarien des Fahrzeugs nicht gleichzeitig absinken, sondern dass entweder der erste Bremskreis 10 oder der zweite Bremskreis 20 noch über Potential verfügt, insbesondere ausgedrückt durch einen höheren Befähigungsindikator BI1, BI2. Es ist eine Aufgabe einer robusten Gesamtauslegung des Bremssystems 5, dies zu gewährleisten.
Sollte es trotz robuster Auslegung und gegebenenfalls durchgeführter Adaption zum starken Absinken eines oder beider Befähigungsindikatoren BI1, BI2 kommen, d.h. das Wertepaar BI1, BI2 befindet sich im Warnbereich WB, kann dies zur frühzeitigen Fahrerwarnung über einen möglicherweise bevorstehenden (Teil-)Ausfall des Bremssystems 5 genutzt werden.
Findet ein solcher Teilausfall statt, kann dies insbesondere der Steuerungsvorrichtung 30 und/oder anderen Komponenten als Degradationszustand des ersten Bremskreises 10 und/oder des zweiten Bremskreises 20 und/oder des Bremssystems 5 mitgeteilt werden. Derartige Degradationszustände können bei der Bremskraftverteilung berücksichtigt werden, insbesondere durch folgende Strategien:

- Einstellen einer stabilen Bremskraftverteilung bei Ausfall der Schlupfregelfunktion (ABS). Stabile Bremskraftverteilung bedeutet hier insbesondere, dass der Verteilungsfaktor α gemäß der Massenverteilung und der Dimensionierung der Radbremsen so gewählt wird, dass das Blockieren der Hinterachse keinesfalls vor dem Blockieren der Vorderachse erfolgt.
- Berücksichtigen des Ausfalls einer Vorder- oder Hinterradbremse, beispielsweise keine Umverteilung auf diejenige Achse mit ausgefallener Radbremse.
- Berücksichtigen des Ausfalls der Radbremsen einer Achse (keine Umverteilung möglich).

Es ist von der eingesetzten Technologie abhängig, nach welcher Berechnungsvorschrift die Befähigungsindikatoren BI1, BI2 berechnet werden. Unterschiede bestehen dabei insbesondere zwischen elektromechanischen und elektrohydraulischen Bremsaktuatoren, zwischen Scheibenbremsen und Trommelbremsen, sowie zwischen Bremsaktuatoren mit Open-loop- und Closed-loop-Regelung der Radbremsmomente.
Übergreifend können beispielsweise folgende Parameter zur Berechnung der Befähigungsindikatoren BI1, BI2 herangezogen werden:

- Verschleißzustand,
- Temperatur von elektrischen Komponenten wie beispielsweise Sensoren, Stellmotoren oder Elektronikbaugruppen.

Bei elektromechanischen Bremsaktuatoren mit Open-loop-Regelung des Radbremsmoments wird in der Regel eine Aktuatorkraft F aufgebaut durch Einstellen eines Verfahrwegs s eines Linearaktuators. Eine Elastizität, welche durch eine Kennlinie F(s) beschrieben werden kann, kann typischerweise in die Berechnung des Befähigungsindikators BI1, BI2 eingehen, da eine hohe Elastizität (oberhalb der normalen Charakteristik) auf die starke Beanspruchung hinweist.
Bei elektrohydraulischen Bremsaktuatoren mit Open-loop-Regelung des Radbremsmoments ist dies sinngemäß ebenso, wobei an die Stelle der Aktuatorkraft F ein hydraulischer Druck p und an die Stelle des Verfahrwegs s die hydraulische Volumenverschiebung V tritt.
Bei Bremsaktuatoren mit Closed-loop-Regelung des Radbremsmoments kann ein Bremsmoment direkt oder indirekt (zum Beispiel über eine wirksame Abstützkraft) gemessen werden und die Aktuatorkraft kann entsprechend nachgeführt werden, um das angeforderte Radbremsmoment zu erreichen. Schwankungen im Übertragungsverhalten zwischen Aktuatorkraft und Radbremsmoment können auf diese Weise ausgeglichen werden. Dies kann insbesondere auch bedeuten, dass die Aktuatorregelung in der Lage ist, die Kennwerte dieses Übertragungsverhaltens (zum Beispiel ein C*-Parameter) zu ermitteln. Ein Abfall von derartigen Kennwerten beispielsweise beim Brake Fading (Nachlassen der Wirksamkeit der Radbremse infolge hoher Beanspruchung und damit einhergehender hoher Temperatur) kann daher genutzt werden, um den Befähigungsindikator zu beeinflussen.
Insbesondere wird hierin ein Verfahren zur adaptiven Bremskraftverteilung vorgestellt, welches insbesondere auf By-Wire-Bremssystemen basiert, die zur achsindividuellen Regelung der Bremsmomente geeignet sind. Anhand von Befähigungsindikatoren kann eine Bremskraftverteilung beispielsweise derart beeinflusst werden, dass die Bremskraftverteilung im auslegungsgemäßen Zielbereich der Befähigungsindikatoren nach den Kriterien des minimalen bzw. gleichmäßigen Reifenabriebs und/oder der minimalen Emission von Bremsstaub gewählt wird. In einem Adaptionsbereich der Befähigungsindikatoren kann eine schrittweise Anpassung der Bremskraftverteilung erfolgen, so dass die Radbremsen an der stärker beanspruchten Achse entlastet werden. Bei starkem Absinken der Befähigungsindikatoren der Radbremsen einer Achse kann eine Frühwarnung ausgegeben werden. Degradationszustände, welche beispielsweise den Ausfall einzelner oder mehrerer Radbremsen oder Ausfall der Schlupfregelfunktion anzeigen, können bei der Bestimmung der Bremskraftverteilung berücksichtigt werden.
Ebenso sind Ansätze zur Bestimmung der Befähigungsindikatoren bei verschiedenen Typen von Radbremsaktuatoren hierin beschrieben.
Die Vorteile der hierin beschriebenen Vorgehensweise liegen insbesondere in der Ausnutzung der Flexibilität der angegebenen Klasse von By-Wire-Bremssystemen hinsichtlich einer achsindividuellen Bremskraftverteilung. Insbesondere kann durch das hierin beschriebene Verfahren eine Minderung von Reifenabrieb durch gleichmäßige Nutzung von Vorder- und Hinterachse erreicht werden. Ebenso kann die Bremskraftverteilung so gewählt werden, dass die Emission von Feinstaub reduziert wird. Durch die Anwendung des hierin beschriebenen Verfahrens zur Adaption der Bremskraftverteilung ist es möglich, die thermische Auslegung der Radbremsen einer Achse stärker an typischen Einsatzszenarien des Fahrzeugs zu orientieren und im Fall einer darüber hinausgehenden Beanspruchung die Bremskraft stärker mit den Radbremsen der anderen Achse zu erzeugen, sofern diese andere Achse über entsprechende Reserven verfügt.
Erwähnte Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens können in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Sie können jedoch auch in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden, soweit dies technisch sinnvoll ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer seiner Ausführungen, beispielsweise mit einer bestimmten Zusammenstellung von Schritten, in der Weise ausgeführt werden, dass keine weiteren Schritte ausgeführt werden. Es können jedoch grundsätzlich auch weitere Schritte ausgeführt werden, auch solche welche nicht erwähnt sind.
Es sei darauf hingewiesen, dass in den Ansprüchen und in der Beschreibung Merkmale in Kombination beschrieben sein können, beispielsweise um das Verständnis zu erleichtern, obwohl diese auch separat voneinander verwendet werden können. Der Fachmann erkennt, dass solche Merkmale auch unabhängig voneinander mit anderen Merkmalen oder Merkmalskombinationen kombiniert werden können.
Rückbezüge in Unteransprüchen können bevorzugte Kombinationen der jeweiligen Merkmale kennzeichnen, schließen jedoch andere Merkmalskombinationen nicht aus.
Bezugszeichenliste

BI1: erster Befähigungsindikator
BI2: zweiter Befähigungsindikator
ZB: Zielbereich
AB: Adaptionsbereich
WB: Warnbereich
5: Bremssystem
10: erster Bremskreis
11: erste Bremse
12: zweite Bremse
20: zweiter Bremskreis
21: erste Bremse
22: zweite Bremse
30: Steuerungsvorrichtung
40: Funktionsmodul
42: Sensorik
50: weitere Informationen

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems (5) eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug mindestens zwei Achsen mit jeweils mindestens zwei Rädern hat, wobei das Bremssystem (5) mindestens einen ersten Bremskreis (10) und einen zweiten Bremskreis (20) aufweist, wobei jeder Bremskreis (10, 20) eine oder mehrere Bremsen (11, 12, 21, 22) aufweist, welche jeweils mindestens einem Rad zugeordnet sind, und wobei jeder Bremskreis (10, 20) zum Aufbringen von Bremsmoment an den Rädern genau einer Achse oder mehrerer Achsen des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: - Bestimmen von einem oder mehreren ersten Parametern des ersten Bremskreises (10), - Bestimmen von einem oder mehreren zweiten Parametern des zweiten Bremskreises (20), - Berechnen eines ersten Befähigungsindikators (BI1) aus den ersten Parametern, und - Berechnen eines zweiten Befähigungsindikators (BI2) aus den zweiten Parametern.
Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner folgenden Schritt aufweist: - Aufteilen einer Bremsmomentanforderung auf den ersten Bremskreis (10) und den zweiten Bremskreis (20) in Abhängigkeit von dem ersten Befähigungsindikator (BI1) und dem zweiten Befähigungsindikator (BI2).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei, wenn der erste Befähigungsindikator (BI1) in einem vorbestimmten ersten Zielbereich (ZB1) liegt und der zweite Befähigungsindikator (BI2) in einem vorbestimmten zweiten Zielbereich (ZB2) liegt, eine Aufteilung einer Bremsmomentanforderung auf den ersten Bremskreis (10) und den zweiten Bremskreis (20) - unabhängig vom ersten Befähigungsindikator (BI1) und vom zweiten Befähigungsindikator (BI2), und/oder - unter Verwendung von Optimierungskriterien, und/oder - unter Berücksichtigung einer Rekuperationsbremsung an einer Achse, und/oder - abhängig von einem Beladungszustand des Kraftfahrzeugs erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei, wenn der erste Befähigungsindikator (BI1) in einem vorbestimmten ersten Adaptionsbereich (AB1) liegt und/oder wenn der zweite Befähigungsindikator (BI2) in einem vorbestimmten zweiten Adaptionsbereich (AB2) liegt, eine Aufteilung einer Bremsmomentanforderung auf den ersten Bremskreis (10) und den zweiten Bremskreis (20) mittels eines Verteilungsfaktors erfolgt, welcher in Abhängigkeit vom ersten Befähigungsindikator (BI1) und/oder vom zweiten Befähigungsindikator (BI2) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, - wobei nach jeder Veränderung des Verteilungsfaktors der Verteilungsfaktor für eine Bremsmomentanforderung, oder für eine vorbestimmte Anzahl von mindestens zwei Bremsmomentanforderungen, konstant bleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, - wobei der Verteilungsfaktor bei einer Veränderung derart verändert wird, dass mehr Bremsmoment von demjenigen Bremskreis (10, 20) aufgebracht wird, für welchen der jeweilige Befähigungsindikator (BI1, BI2) eine geringere Belastung anzeigt als beim anderen Bremskreis (10, 20).
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, - wobei der Verteilungsfaktor derart ermittelt wird, dass derjenige Bremskreis (10, 20), für welchen der jeweilige Befähigungsindikator (BI1, BI2) eine geringere Belastung anzeigt, den überwiegenden Teil des Bremsmoments aufbringt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei, wenn der erste Befähigungsindikator (BI1) in einem vorbestimmten ersten Warnbereich (WB1) liegt und/oder wenn der zweite Befähigungsindikator (BI2) in einem vorbestimmten zweiten Warnbereich (WB2) liegt, eine Warnmeldung ausgegeben wird und/oder das Bremssystem (5) degradiert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei bei degradiertem Bremssystem (5) - eine Bremsmomentverteilung zwischen erstem Bremskreis (10) und zweitem Bremskreis (20) derart eingestellt wird, dass ein Blockieren der Vorderachse vor einem Blockieren der Hinterachse erfolgt, und/oder - ein Bremskreis (10, 20) mit mindestens einer ausgefallenen Bremse (11, 12, 21, 22) kein Bremsmoment aufbringt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei in zumindest einem oder einigen Abnutzungszeiträumen eine Bremsmomentanforderung auf den ersten Bremskreis (10) und den zweiten Bremskreis (20) derart aufgeteilt wird, dass ein Bremsmoment überwiegend von demjenigen Bremskreis (10, 20) aufgebracht wird, bei welchem der Befähigungsindikator (BI1, BI2) eine höhere Belastung anzeigt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei bei einer Bremsmomentanforderung, welche größer ist als ein Schwellenwert und/oder bei einer Bremsmomentanforderung, bei welcher eine Aufteilung auf die Bremskreise (10, 20) nicht möglich ist, die Bremskreise (10, 20) unabhängig von den Befähigungsindikatoren angesteuert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei ein Energieeintrag in die Bremsen (11, 12) des ersten Bremskreises (10) und eine Energieabfuhr aus den Bremsen (11, 12) des ersten Bremskreises (10) Parameter des ersten Bremskreises (10) sind, und/oder - wobei ein Energieeintrag in die Bremsen (21, 22) des zweiten Bremskreises (20) und eine Energieabfuhr aus den Bremsen (21, 22) des zweiten Bremskreises (20) Parameter des zweiten Bremskreises (20) sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Parameter des ersten Bremskreises (10) und/oder des zweiten Bremskreises (20) einen oder mehrere der Einträge in folgender Liste umfassen: - Temperatur einer oder mehrerer Bremsen (11, 12, 21, 22), - Temperatur einer oder mehrerer elektrischer Komponenten, - Verschleißzustand einer oder mehrerer Bremsen (11, 12, 21, 22) oder anderer Komponenten, - Reibpartner einer oder mehrere Bremsen (11, 12, 21, 22), - Energieeintrag in eine oder mehrere Bremsen (11, 12, 21, 22), - Energieabfuhr aus einer oder mehreren Bremsen (11, 12, 21, 22), - zugeordnete Masse einer oder mehrerer Bremsen (11, 12, 21, 22), - ein oder mehrere Kennwerte einer Momentenregelung mindestens einer Bremse (10, 12, 21, 22), - ein oder mehrere Kennwerte einer Krafteinstellung mindestens einer Bremse (10, 12, 21, 22).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei der erste Bremskreis (10) und der zweite Bremskreis (20) auf zueinander unterschiedliche Achsen wirken.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei der erste Bremskreis (10) mindestens einen ersten Bremsaktuator aufweist und der zweite Bremskreis (20) mindestens einen zweiten Bremsaktuator aufweist, - wobei der erste Bremsaktuator und der zweite Bremsaktuator unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
Verfahren nach Anspruch 15, - wobei der erste Bremsaktuator ein hydraulischer Bremsaktuator ist, welcher Bremsen (11, 12) des ersten Bremskreises (10) mit Druck beaufschlagt, und/oder - wobei der zweite Bremsaktuator ein hydraulischer Bremsaktuator ist, welcher Bremsen (21, 22) des zweiten Bremskreises (20) mit Druck beaufschlagt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei der erste Bremskreis (10) eine oder mehrere Bremsen (11, 12) aufweist, welche mittels eines elektromechanischen Bremsaktuators betätigbar sind, und/oder - wobei der zweite Bremskreis (20) eine oder mehrere Bremsen (21, 22) aufweist, welche mittels eines elektromechanischen Bremsaktuator betätigbar sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei der erste Befähigungsindikator (BI1) eine Belastung und/oder eine verbleibende Bremsfähigkeit des ersten Bremskreises (10) anzeigt, und/oder - wobei der zweite Befähigungsindikator (BI2) eine Belastung und/oder eine verbleibende Bremsfähigkeit des zweiten Bremskreises (20) anzeigt, und/oder - wobei die Belastung des ersten Bremskreises (10) umso höher ist, je geringer eine verbleibende Bremskapazität des ersten Bremskreises (10) ist, und/oder - wobei die Belastung des zweiten Bremskreises (20) umso höher ist, je geringer eine verbleibende Bremskapazität des zweiten Bremskreises (20) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei der erste Befähigungsindikator (BI1) ausschließlich aus den ersten Parametern und/oder ausschließlich aus Parametern des ersten Bremskreises (10) berechnet wird, und/oder - wobei der zweite Befähigungsindikator (BI2) ausschließlich aus den zweiten Parametern und/oder ausschließlich aus Parametern des zweiten Bremskreises (20) berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei der erste Befähigungsindikator (BI1) ein numerischer Wert ist, und/oder - wobei der zweite Befähigungsindikator (BI2) ein numerischer Wert ist.
Bremssystem (5) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Bremssystem (5) folgendes aufweist: - einen ersten Bremskreis (10), - einen zweiten Bremskreis (20), und - eine Steuerungsvorrichtung (30), welche dazu konfiguriert ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.