DE102004049698A1

DE102004049698A1 - Elektrisches Feststellbremssystem und Steuerverfahren für die elektrische Feststellbremse

Info

Publication number: DE102004049698A1
Application number: DE102004049698A
Authority: DE
Inventors: Hidetoshi Hamamatsu Suzuki; Eiji Toyohashi Ina
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2003-10-14
Filing date: 2004-10-12
Publication date: 2005-06-23
Also published as: JP2005119343A; US20050077783A1

Abstract

Ein durch einen Motor angetriebenes Reibelement wird gegen ein rotierendes Element gepresst, das sich gemeinsam mit einem Rad dreht, um eine Anpresskraft auf das rotierende Element aufzubringen und dabei Bremskraft auf das Rad auszuüben. Eine Steuervorrichtung steuert die Steuerschaltung, die den Motor steuert. Um Bremskraft auf das Rad auszuüben, weist die Steuervorrichtung die Steuerschaltung an, den Motor ein- oder mehrmalig in einem vorbestimmten Zeitintervall zu betätigen. Eine Messvorrichtung stellt eine Temperatur des Reibelements zu dem Zeitpunkt fest, zu dem die Feststellbremse beginnt, das Rad zu bremsen. Eine Einstellvorrichtung stellt mindestens die Anzahl der Betätigungen des Motors, das Zeitintervall oder den Sollwert der Anpresskraft ein. Dadurch wird eine gleichbleibende Bremskraft mit hoher Effizienz erzeugt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Feststellbremssystem und ein Steuerverfahren für die elektrische Feststellbremse.

Ein Fahrzeugfeststellbremssystem mit einer Feststellbremse, die einen Motor als Antriebsquelle verwendet, übt eine Bremskraft auf ein Rad aus, indem ein Reibelement (Bremsblock oder Bremsbacke) auf ein rotierendes Element (Bremsscheibe oder Bremstrommel) gepresst wird, das sich gemeinsam mit dem Rad dreht.

Wenn die Feststellbremse im Stillstand betätigt wird und dabei das Reibelement aufgrund der Hitzeentwicklung, die durch das Bremsen während der Fahrt des Fahrzeugs verursacht wird, heiß ist, sinkt in diesem Feststellbremssystem mit der Zeit die Bremskraft, da das Reibelement und sein Halteelement (Bremssattel oder Bremstrommel) sehr verschiedene thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Berücksichtigt man, dass die Bremskraft mit der Zeit abnimmt, und das Reibelement ständig mit einer starken Anpresskraft gegen das rotierende Element gepresst wird, ist das System sehr groß auszulegen, um eine der Anpresskraft standzuhaltende Festigkeit zu gewährleisten.

Um der Abnahme der Bremskraft mit der Zeit aufgrund des Unterschieds des thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Reibelements und des Halteelements vorzubeugen, wird üblicherweise ein Steuerverfahren für eine elektrische Feststellbremse verwendet, das bei Betätigung der Feststellbremse im Stillstand, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist seit das Reibelement an das rotierende Element gepresst wurde, eine Bremse wiederholt betätigt wird, um Bremskraft auf die Räder auszuüben. Der Einsatz eines solchen Steuerverfahrens übt eine gleichbleibende Bremskraft auf das Rad aus, ohne die Systemgröße zu erhöhen (siehe offengelegtes japanisches Patent Nr. 2002-225701).

Das oben beschriebene konventionelle Steuerverfahren ist dennoch problematisch, da selbst wenn die Temperatur des Reibelements nicht den Temperaturbereich erreicht, bei dem die Bremskraft aufgrund des thermischen Ausdehnungskoeffizienten mit der Zeit abnimmt, unnötiger Energieverbrauch auftritt, da die Bremse erneut betätigt wird, was zu einem niedrigen Wirkungsgrad, was den Energieverbrauch betrifft, führt.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein elektrisches Feststellbremssystem, das geeignet ist, eine gleichbleibende Bremskraft sehr effizient zu erzeugen, und ein Steuerverfahren für die elektrische Feststellbremse bereitzustellen.

Um die oben genannten Ziele zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein elektrisches Feststellbremssystem zum Ausüben einer Bremskraft auf ein Rad eines Fahrzeugs bereit. Das System umfasst eine elektrische Feststellbremse mit einem rotierenden Element, das sich gemeinsam mit dem Rad dreht, einem Reibelement, das gegen das rotierende Element gepresst werden kann, und einem Motor. Das durch den Motor angetriebene Reibelement wird gegen das rotierende Element gepresst, um Anpresskraft auf das rotierende Element aufzubringen und dadurch Bremskraft auf das Rad auszuüben. Eine von einer Steuervorrichtung gesteuerte Steuerschaltung steuert den Motor. Um Bremskraft auf das Rad auszuüben, weist die Steuervorrichtung die Steuerschaltung an, den Motor ein- oder mehrmalig in einem vorbestimmten Zeitintervall zu betätigen. Eine Messvorrichtung stellt zu dem Zeitpunkt, zu dem die Feststellbremse beginnt das Rad zu bremsen, eine Temperatur des Reibelements fest. Eine Einstellvorrichtung stellt mindestens die Anzahl der Betätigungen des Motors, das Zeitintervall oder den Sollwert der Anpresskraft ein. Die Steuervorrichtung steuert die Steuerschaltung entsprechend dem Einstellergebnis der Einstellvorrichtung.

Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern einer elektrischen Feststellbremse, die Bremskraft auf ein Rad eines Fahrzeugs ausübt. Die Bremse umfasst ein rotierendes Element, das sich gemeinsam mit dem Rad dreht, ein Reibelement, das gegen das rotierende Element gepresst werden kann, und einen Motor. Das Verfahren umfasst das Steuern des Motors, um das Reibelement gegen das rotierende Element zu pressen, somit eine Anpresskraft auf das rotierende Element aufzubringen und um dadurch Bremskraft auf das Rad auszuüben. Der Motor wird ein- oder mehrmalig zu einem vorbestimmten Zeitintervall betätigt, um Bremskraft auf das Rad auszuüben. Eine Temperatur des Reibelements wird zu dem Zeitpunkt festgestellt, zu dem die Feststellbremse beginnt das Rad zu bremsen. Mindestens die Anzahl der Betätigungen des Motors, das Zeitintervall oder der Sollwert der Anpresskraft wird eingestellt. Der Motor wird entsprechend dem Einstellergebnis gesteuert.

Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden bei der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, die anhand eines Beispiels die Grundsätze der Erfindung erläutern, deutlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung, zusammen mit deren Zielen und Vorteilen, mögen durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen am besten verstanden werden, wobei:
1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Feststellbremssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
2 ein Zeitdiagram ist, welches das Verhältnis zwischen dem Steuermodus des Systems aus 1 und einer Bremskraft durch die elektrisch Feststellbremse erzeugte Bremskraft veranschaulicht,
3 eine erläuternde Darstellung einer Entscheidungstabelle ist, die in dem von 1 gezeigten System verwendet wird,
4 bis 6 Zeitdiagramme sind, die das Verhältnis zwischen dem Steuermodus des in 1 gezeigten Systems und einer Bremskraft, die durch die elektrische Feststellbremse erzeugt wird, aufzeigen, und
7 ein Flussdiagramm ist, das einen Steuermodus während des Feststellbremsvorgangs des in 1 gezeigten Systems aufzeigt,.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der vorliegende Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Entsprechend der Ausführungsform in 1 umfasst ein elektrisches Feststellbremssystem 1 eine elektrische Feststellbremse 4, um eine Bremskraft mit einem Motor 2, der als Kraftquelle dient, auf ein Rad 3 auszuüben, eine Steuerschaltung 5, um die Funktion des Motors 2 und somit die Funktion der elektrischen Feststellbremse 4 zu steuern, und einen Zentralrechner ECU 7, der als Steuervorrichtung dient, um die Steuerschaltung 5 anzuweisen eine Bremskraft durch Verwendung der Feststellbremse 4 zu erzeugen. Der Zentralcomputer ECU 7 und die Steuerschaltung 5 dienen als ein Steuereinheit um den Motor 2 zu steuern.
Die elektrische Feststellbremse 4 umfasst eine am Rad 3 angebrachte Bremseinheit 11, um eine Bremskraft auf das Rad 3 auszuüben, und ein Stellglied 12, um die Bremseinheit 11 zu bewegen. Das Stellglied 12 bewegt die Bremseinheit 11, indem die normale oder die umgekehrte Drehung des Motors 2 über einen geschwindigkeitsreduzierenden Mechanismus 13 in eine Bewegung in Axialrichtung zur Ausgangswelle 14 umgewandelt wird. Die Bremseinheit 11 umfasst ein rotierendes Element 15, das sich gemeinsam mit dem Rad 3 dreht, ein Reibelement 16, das auf das rotierende Element 15 gepresst ist, und ein Halteelement 17, um das Reibelement 16 zu halten, so dass das Reibelement 16 sich dem rotierenden Element 15 annähern oder hiervon entfernen kann. Das Reibelement 16 nähert oder entfernt sich von dem rotierenden Element 15, indem es durch das Stellglied 12 bewegt wird. Das Stellglied 12 bewegt die Bremseinheit 11 mittels der Drehung des Motors 2 und presst somit das Reibelement 16 auf das rotierende Element 15, um eine Anpresskraft auf das rotierende Element 15 aufzubringen, wodurch die elektrische Feststellbremse 4 eine Bremskraft auf das Rad 3 ausübt.
In dieser Ausführungsform ist die Bremseinheit 11 der elektrischen Feststellbremse 4 eine Einheit gewöhnlich eines üblichen Fahrzeugbremssystems (nicht dargestellt), das anders als eine Feststellbremse auch als Betriebsbremse dient. Während sich das Fahrzeug bewegt, wird deswegen das Reibelement 16 an das rotierende Element 15 durch die Betätigung der Fußbremse durch den Fahrer gepresst, womit eine Bremskraft auf das Rad 3 ausgeübt wird.
Der Motor 2 der elektrischen Feststellbremse 4 (Stellglied 12) ist über die Steuerschaltung 5 an eine eingebaute Energiequelle 18 angeschlossen, so dass der Motor 2 durch die Steuerenergie der Steuerschaltung 5 gedreht wird. Der Steuerschaltung 5 steuert die Energieversorgung zum Motor 2, um die Betätigung der elektrischen Feststellbremse 4 zu steuern.
Der Steuerschaltung 5 ist mit dem Zentralrechner ECU 7 verbunden, wobei der Zentralrechner ECU 7 die Steuerschaltung 5 anweist eine Bremskraft durch die elektrische Feststellbremse 4 zu erzeugen, indem ein Bremsanweisungssignal an die Steuerschaltung 5 gesendet wird. Der Zentralrechner ECU 7 ist mit einer Vielzahl von Sensoren verbunden, um den Fahrzeugzustand zu messen. Außerdem sendet der Zentralrechner ECU 7 die Bremsanweisungssignale, die auf den Eingaben dieser Sensoren beruhen, an die Steuerschaltung 5. In dieser Ausführungsform ist der Zentralrechner ECU 7 mit einem Funktionsschalter 21 (Feststellbremsschalter), einem Sensor zum Messen des Bremsbetätigungsbetrags 22, einem Sensor zum Messen des Beschleunigungsbetätigungsbetrags 23, einem Sensor zum Messen der Gangstellung 24, einem Fahrzeuggeschwindigkeitsmesser 25, und einem Sensor zum Messen der Außenlufttemperatursensor 26 (Thermometer) verbunden.
Der Zentralrechner ECU 7 stellt das Bremsanweisungssignal ein, das zu der Steuerschaltung 5 gesendet wird, basierend auf dem Fahrzeugstatus, der durch die oben genannten Sensoren gemessen wurde, wie z.B. ein/aus Stellung des Funktionsschalters 21, der Betätigungsbetrag des Bremspedals, der Betätigungsbetrag des Gaspedals, die Gangstellung, die Geschwindigkeit des Fahrzeuges, die Außenlufttemperatur oder eine vorbestimmte Kombination dieser Parameter.
Wenn z.B. der Funktionsschalter aktiviert ist und das Gaspedal auf Nullstellung, dann weist der Zentralrechner ECU 7 die Steuerschaltung 5 an, eine Bremskraft durch die Verwendung der elektrischen Feststellbremse 4 zu erzeugen, wobei wenn der Funktionsschalter 21 deaktiviert ist und der Betätigungsbetrag des Bremspedals ausreicht, um ausreichend Bremskraft an das Fahrzeug weiterzugeben, dann weist der Zentralrechner ECU 7 die Steuerschaltung 5 an, die Bremse zu betätigen. Die Steuerschaltung 5 steuert ausgehend von dem Bremsanweisungssignal, das von dem Zentralrechner ECU 7 gesendet wird, die Funktion der elektrischen Feststellbremse 4.
Wie in 2 ersichtlich, weist der Zentralrechner ECU 7 in dieser Ausführungsform zur Zeit des Feststellbremsens die Steuerschaltung 5 an, den Motor 2 ein- oder mehrmalig zu einem vorbestimmten Zeitintervall t (t1 bis t3) zu betätigen und somit Bremskraft auf das Rad 3 auszuüben. Die Steuerschaltung 5 steuert die Bremse 4 basierend auf dem von dem Zentralrechner ECU 7 gesendeten Bremsanweisungssignal, so dass das Reibelement 16 an das rotierende Element 15 gepresst wird. Wenn das Bremsanweisungssignal die Steuerschaltung 5 anweist, den Motor 2 mehrmalig zu betätigen, dann betätigt die Steuerschaltung 5 die elektrische Feststellbremse 4 erneut nachdem ein vorbestimmtes Zeitintervall t (t1 – t3) verstrichen ist, um somit Bremskraft durch das Reibelement 16 auf das Rad 3 auszuüben. Durch das Wiederholen der oben beschriebenen wiederholenden Betätigung des Motors 2 wird eine Bremskraft (oder Bremsmoment) Fs durch die elektrische Feststellbremse 4 erzeugt und mit einer Grenzbremskraft Fx oder höher gehalten, auch wenn sich das Reibelement 16 in einem hohen Temperaturbereich aufgrund der Hitzeentwicklung befindet, die durch das Bremsen des sich bewegenden Fahrzeuges verursacht wird, und natürlich auch beim Feststellbremsen in einer Situation, in der eine zeitliche Abnahme der Bremskraft aufgrund der Unterschiede des thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Reibelement 16 und dem Halteelement 17 auftritt.
Speziell der Zentralrechner ECU 7 fungiert als Bestimmungsmittel, das die Temperatur des Reibelements 16 aufgrund des gemessenen Fahrzeugzustands bestimmt. Der Zentralrechner ECU 7 fungiert weiterhin als Einstellvorrichtung, die basierend auf der festgestellten Temperatur die Anzahl n der Betätigungen des Motor 2, um Bremskraft auf das Rad 3 auszuüben, dem vorbestimmten Zeitintervall t (t1 – t3), zwischen einem Betätigen des Motors 2 zum Nächsten, und dem Sollwert der Anpresskraft f (f1 – f4), mit welcher das Reibelement 16 bei Betätigung des Motors 2 gegen das rotierende Element 15 gepresst wird, einstellt. Das Betätigen des Motors 2, um Bremskraft auf das Rad 3 auszuüben, entspricht dem Anpressen des Reibelements 16 gegen das rotierende Element. D.h., dass die Anzahl n der Betätigungen des Motors 2, um Bremskraft auf das Rad 3 auszuüben, der Anzahl der Betätigungen des Reibelements 16 gegen das rotierende Element 15 entspricht. Die vorbestimmten Zeitintervalle t (t1 – t3), die den Zeitabstand zwischen einem Betätigen des Motors 2 zum Nächsten vorgeben, entsprechen den Intervallen zwischen den Änderungen der Stellung des Reibelements 16.
In dieser Ausführungsform wechselt, jedes Mal bei Betätigung des Motors 2, der Zentralrechner ECU 7 die vorbestimmten Zeitintervalle t1 bis t3 zwischen den Betätigungen des Motors 2 und die Sollwerte der Anpresskraft f1 – f4. Der Zentralrechner ECU 7 sendet die Anzahl der Betätigungen des Motors 2, die vorbestimmten Zeitintervalle t1 – t3 und die Sollwerte des Anpressdrucks f1 – f4 über ein Bremsanweisungssignal an die Steuerschaltung 5.
Basierend auf dem empfangenen Bremsanweisungssignal wechselt die Steuerschaltung 5, jedes mal bei Bewegung des Motors 2, die vorgegebenen Zeitintervalle t1 – t3 und den Anpressdruck F1 bis F4 (entsprechend den Sollwerten der Anpresskraft f1 – f4), so dass damit der Motor 2 n-mal betätigt wird, um die Anpresskraft F1 – F4 auf das rotierende Element 15 aufzubringen und somit Bremskraft auf das Rad 3 auszuüben.
Der Sollwert der Anpresskraft f wird durch die Beschaffenheit der Energieversorgung zu dem Motor 2 ausgedrückt, wodurch die Steuerschaltung 5 die elektrische Feststellbremse 4 steuert, d.h. mindestens durch die Versorgungsspannung am Motor 2, die Stromstärke, die Ansteuerdauer oder die Position des Reibelements 16. Nachstehend wird aufgrund der besseren Verständlichkeit der Wert f durch einen Koeffizienten mit dem Wert Eins ausgedrückt, der die Anpresskraft des Reibelements 16 bei einer durchschnittlichen Temperatur festlegt.
Weiterhin, speziell in dieser Ausführungsform, schätzt der Zentralrechner ECU 7 die Temperatur des Reibelements 16 basierend auf einer Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeuges, während sich das Fahrzeug bewegt, und der Außenlufttemperatur ab. Speziell der Zentralrechner ECU 7 berechnet sukzessive die abnehmende Energie W (kinetische Energie sinkt bei Verzögerung) während des Bremsvorgangs des Fahrzeuges durch die Gleichung W = m × (V1² – V2²)/2, basierend auf der Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeuges (Fahrzeuggeschwindigkeit V1 vor der Verzögerung, Fahrzeuggeschwindigkeit V2 nach der Verzögerung), während sich das Fahrzeug bewegt und die durch den Fahrzeugtachometer 25 gemessen wird, und der Masse m des Fahrzeuges.
Der Zentralrechner ECU 7 berechnet eine Temperaturerhöhung ΔTb des Reibelements 16 über die Gleichung ΔTb = k × C × B, basierend auf einem Umwandlungskoeffizienten k und der Wärmekapazität C des Reibelements 16, und berechnet weiterhin sukzessive eine Temperaturerniedrigung ΔTr des Reibelements 16 über die Gleichung ΔTr = S × h, basierend auf einem Hitzeabstrahlungskoeffizienten h, der von einer Außenlufttemperatur Ta, die von dem Außenlufttemperatursensor 26 gemessen wird, und von einer Fahrzeuggeschwindigkeit V abhängig ist, und der Wärmeabstrahlungsfläche S des Reibelements 16.
Der Wärmeabstrahlungskoeffizient h steigt mit einer Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit V oder mit einer Abnahme der Außenlufttemperatur Ta an. In dieser Ausführungsform berechnet der Zentralrechner ECU 7 den Temperaturanstieg ΔTb des Reibelements 16 zum Zeitpunkt der Verzögerung nicht basierend auf den Informationen, die von dem Sensor zum Messen der Bremsbetätigungsbetrags 22, dem Sensor zum Messen der Beschleunigungsbetätigungsbetrags 23 und dem Gangstellungssensor 24 gesendet werden, anders als in dem Fall, wo die Fußbremse betätigt wird, d.h. zu dem Zeitpunkt der Verzögerung durch die Motorbremse oder dem Zeitpunkt der natürlichen Verzögerung.
Der Zentralrechner ECU 7 schätzt die Temperatur T des Reibelements 16 zu Beginn des Feststellbremsens durch zeitliche Integration ab, d.h. durch Aufsummieren einer Temperaturänderung ΔT, die durch die Temperaturerhöhung ΔTb und der Temperaturerniedrigung ΔTr des Reibelements 16, die wie oben beschrieben berechnet werden, ausgedrückt wird.
Wie in 1 beschrieben, umfasst der Zentralrechner ECU 7 einen Speicher 30. Der Speicher 30 speichert eine Entscheidungstabelle 33, in der die Anzahl n der Betätigungen des Motors 2, die vorbestimmten Zeitintervalle t und die Sollwerte der Anpresskraft f zu jeder Steueranweisung gespeichert sind, jedes mal wenn der Motor 2, berücksichtigend der Temperatur T des Reibelements 16 (siehe 3), betätigt wird. In dieser Ausführungsform wird für die Anzahl n der Betätigungen des Motors 2, die vorbestimmten Zeitintervalle t und die Sollwerte f der Anpresskraft, berücksichtigend der Temperatur T des Reibelements 16, ein optimales Verhältnis durch ein vorangegangenes Experiment (inklusive Kalkulation und Simulation) etc. eingestellt und in der Entscheidungstabelle 33 gespeichert.
Basierend auf der Entscheidungstabelle 33 stellt der Zentralrechner ECU 7 die Anzahl der Betätigungen des Motors 2, das vorbestimmte Zeitintervall t und den Sollwert der Anpresskraft f zu jeder Steueranweisung ein, jedes mal wenn der Motor 2, berücksichtigend der abgeschätzten Temperatur T des Reibelements 16, betätigt wird. Der Zentralrechner ECU 7 sendet die Einstellwerte über ein Bremsanweisungssignal an die Steuerschaltung 5. Basierend auf diesem Bremssignal betätigt die Steuerschaltung 5 den Motor 2, um das Reibelement 16 gegen das rotierende Element 15 zu pressen. Anschließend, wenn ein vorbestimmtes Zeitintervall t verstrichen ist, steuert der Steuerschaltung 5 die elektrische Feststellbremse 4, um den Motor 2 erneut zu betätigen.
Beispielsweise, in dem Fall wie in 4 dargestellt, bei dem die abgeschätzte Temperatur T des Reibelements 16 höher als die vorbestimmte Temperatur T1 (z.B. 150°) und niedriger als die vorbestimmte Temperatur T2 (z.B. 300°) ist, stellt der Zentralrechner ECU 7 basierend auf der Entscheidungstabelle 33 die Anzahl der Betätigungen des Motors 2 auf Zwei (n = 2), den vorbestimmten Zeitintervall t1 auf z.B. 10 min. und den Sollwert der Anpresskraft f1 und f2 auf z.B. 1,2 und 1,0. Der Zentralrechner ECU 7 sendet diese Ergebnisse an die Steuerschaltung 5 über ein Bremsanweisungssignal. Die Steuerschaltung 5 betätigt zuerst den Motor 2, so dass das Reibelement 16 an das rotierende Element 15 mit einer Anpresskraft F1 (1,2) gepresst wird, die der Anpresskraft des Sollwertes f1 entspricht. Anschließend, nachdem ein bestimmtes Zeitintervall t1 (10 min.) verstrichen ist, steuert die Steuerschaltung 5 den Motor 2 an, um ein zweites Mal den Motor 2 zu betätigen und eine Anpresskraft F2 (1,0) auszuüben, die dem Sollwert der Anpresskraft f2 entspricht. Dabei wird die Bremskraft Fs, die von der elektrischen Feststellbremse 4 erzeugt wird, auf den Grenzwert der Bremskraft Fx oder höher gehalten.
In dem Falle, wie in 5 dargestellt, bei dem die abgeschätzte Temperatur T gleich oder höher als die vorbestimmte Temperatur T2 ist, stellt der Zentralrechner ECU 7 die Anzahl der Betätigungen des Motors 2 auf 3 (n = 3), die vorbestimmten Zeitintervalle t1 und t2 auf z.B. 5 min. und 10 min. und die Sollwerte der Anpresskraft f1, f2 und f3 z.B. auf 1,5, 1,2 und 1,0. Der Zentralrechner ECU 7 sendet die Werte über ein Bremsanweisungssignal an die Steuerschaltung 5. Die Steuerschaltung 5 betätigt zuerst den Motor 2, so dass das Reibelement 16 auf das rotierende Element 15 mit einer Anpresskraft F1 (1,5), die dem Sollwert der Anpresskraft f1 entspricht, gepresst wird. Nachdem ein vorbestimmtes Zeitintervall t1 (5 min.) verstrichen ist, steuert die Steuerschaltung 5 den Motor 2 an, um ein zweites Mal den Motor 2 mit einer Anpresskraft F2 (1,2), entsprechend dem Sollwert der Anpresskraft f2, zu betätigen. Anschließend, nachdem auch das vorbestimmte Zeitintervall t2 (10 min.) verstrichen ist, steuert die Steuerschaltung 5 den Motor 2, so dass ein drittes Mal der Motor 2 betätigt wird und eine Anpresskraft F3 (1,0) ausgeübt wird, die dem Sollwert der Anpresskraft f3 entspricht. Dabei wird die Bremskraft Fs, die durch die elektrische Feststellbremse 4 erzeugt wird, auf der Grenze der Bremskraft Fx oder höher gehalten.
In dem Falle, wie in 6 gezeigt, bei dem die abgeschätzte Temperatur T gleich oder niedriger als die vorbestimmte Temperatur T1 ist, stellt der Zentralrechner ECU 7 die Anzahl n der Betätigung des Motors 2 auf 1 (n = 1), das vorbestimmte Zeitintervall t1 auf Wertlos (keine Einstellung) und den Sollwert der Anpresskraft f1 auf 1,0 und sendet diese Werte über ein Bremsanweisungssignal an die Steuerschaltung 5. Die Steuerschaltung 5 steuert den Motor 2, so dass der Motor 2 das Reibelement 16, basierend auf dem Bremsanweisungssignal mit einer Anpresskraft F1 (1,0), an das rotierende Element presst, das dem Sollwert der Anpresskraft f1 entspricht.
Dies bedeutet in dieser Ausführungsform, im Falle dass die Anzahl n der Betätigungen des Motors 2 in dem Bremsanweisungssignal mit 1 (n = 1) spezifiziert sind, d.h. zum Beispiel, wenn die abgeschätzte Temperatur T des Reibelements 16 in dem Temperaturbereich liegt, in dem die Bremskraft durch den Unterschied der thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Reibelements 16 und des Halteelements 17 kaum sinkt und die Bremskraft Fs, die durch die elektrische Feststellbremse erzeugt wird, höher ist als die Grenze der Bremskraft Fx, die Steuerschaltung 5 die Betätigung des Motors 2 nicht wiederholt.
Im Folgenden wird der Steuermodus des elektrischen Feststellbremssystems im Zusammenhang mit dieser Ausführungsform erklärt, die wie oben beschrieben angeordnet ist.
Nachdem, wie in 7 dargestellt, die Anfangsbedingungen der Feststellbremse getroffen worden sind (Schritt 101), schätzt der Zentralrechner ECU 7 basierend auf der Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeugs und der Außenlufttemperatur (Schritt 102) zuerst die Temperatur T des Reibelements 16 ab. Basierend auf der Entscheidungstabelle 33 stellt der Zentralrechner ECU 7 die Anzahl n der Betätigungen des Motors 2, die vorbestimmten Zeitintervalle t und die Sollwerte der Anpresskraft f, berücksichtigend der geschätzten Temperatur T des Reibelements 16 (Schritt 103), ein und sendet die Einstellwerte (Schritt 103) an die Steuerschaltung 5 über ein Bremsanweisungssignal (Schritt 104).
Der Steuerschaltung 5 steuert die elektrische Feststellbremse 4, so dass die i-te Betätigung des Motors 2 mit einer Anpresskraft Fi ausgeführt wird, die, basierend auf einem empfangenen Bremsanweisungssignal (Schritt 105), einem Sollwert der Anpresskraft fi entspricht.
Im Folgenden entscheidet die Steuerschaltung 5, ob die n-te Betätigung des Motors 2, wie es in dem empfangenen Bremsanweisungssignal vorgegeben ist, durchgeführt wurde (i + 1 > n) (Schritt 106). Wenn die Steuerschaltung 5 entscheidet, dass die n-te Betätigung des Motors 2, wie es in dem empfangenen Bremsanweisungssignal festgesetzt wurde, nicht durchgeführt wurde (Schritt 106), wartet die Steuerschaltung 5 bis ein vorbestimmtes Zeitintervall ti verstrichen ist (Schritt 106). Anschließend wiederholt die Steuerschaltung 5 das Vorgehen in Schritt 105 bis 107, bis die festgelegte n-te Betätigung des Motors 2 durchgeführt ist (i = i + 1). Wenn in Schritt 106 festgestellt worden ist, dass die n-te Betätigung des Motors 2 durchgeführt wurde, endet die oben genannte Schleife der Feststellbremsfunktion.
Wie oben erklärt, bietet diese Ausführungsform folgenden Vorteile an:

(1) Basierend auf dem Fahrzeugzustand schätzt der Zentralrechner ECU 7 die Temperatur des Reibelements 16 ab und stellt basierend auf der geschätzten Temperatur die Anzahl n der Betätigungen des Motors 2, um Bremskraft auf das Rad 3 auszuüben, die vorbestimmten Zeitintervalle t, zwischen einer Betätigung des Motors 2 zur Nächsten, und die Sollwerte der Anpresskraft f, um das Reibelement 16 auf das rotierende Element 15 zu pressen, ein. Der Zentralrechner ECU 7 sendet über ein Bremsanweisungssignal diese Ergebnisse an die Steuerschaltung 5. Basierend auf dem Bremsanweisungssignal betätigt die Steuerschaltung 5 den Motor 2 ein- oder mehrmalig. Bei dieser Anordnung wird basierend auf der Anzahl n der Betätigungen des Motors 2, der vorbestimmten Zeitintervalle t und der Sollwerte der Anpresskraft f, berücksichtigend der geschätzten Temperatur des Reibelements 16, die Feststellbremse so ausgeführt, dass die zeitliche Abnahme der Bremskraft, aufgrund der Unterschiede der thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Reibelements 16 und ds Halteelements 17, effektiver vorgebeugt wird und auch unnötig wiederholende Betätigungen des Motors 2 vermieden werden. Dies bedeutet, dass der Energieverbrauch, der durch die Betätigungen des Motors 2 entsteht, beschränkt wird und folglich eine gleichbleibende Bremskraft mit hoher Effizienz ausgeübt wird.
(2) Der Zentralrechner ECU 7 schätzt, während sich das Fahrzeug bewegt, die Temperatur T des Reibelements 16 aufgrund einer Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit und aufgrund der Außenlufttemperatur ab. Deswegen ist es nicht nötig, einen neuen Sensor bereitzustellen, um direkt die Temperatur des Reibelements 16 zu messen. Da die Temperatur des Reibelements 16 durch das Tachometer 25 und den Außenlufttemperatursensor 26 (Thermometer), die normalerweise in einem Fahrzeug vorhanden sind, abgeschätzt werden kann, ist es möglich mit einer einfachen Anordnung eine gleichbleibende Bremskraft mit hoher Effizienz zu erzeugen.
(3) Der Zentralrechner ECU 7 ändert die vorbestimmten Zeitintervalle t1 bis t3, zwischen den Betätigungen des Motors 2, und die Sollwerte der Anpresskraft f1 bis f4 bei jeder Steueranweisung, jedes Mal wenn der Motor 2, basierend auf der abschätzten Temperatur des Reibelements 16, betätigt wird. Dadurch kann eine Bremskraft effektiver und effizienter ausgeübt werden.
(4) Wenn die Anzahl n der Betätigungen des Motors 2 gleich mit der von dem Bremsanweisungssignal übermittelten Anzahl ist, wiederholt die Steuerschaltung 5 die Betätigung des Motors 2 nicht. Das heißt, wenn die abschätzte Temperatur T des Reibelements 16 in dem Temperaturbereich liegt, in dem die Bremskraft aufgrund der Unterschiede zwischen den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Reibelements 16 und des Halteelements 17 kaum mit der Zeit abnimmt, wiederholt die Steuerschaltung 5 die Betätigung des Motors 2 nicht. Deswegen kann unnötiger Energieverbrauch eingeschränkt und somit eine gleichbleibende Bremskraft noch effizienter ausgeübt werden.

Die Erfindung kann auch gemäß den folgenden Ausführungsformen angeordnet werden.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ändert der Zentralrechner ECU 7, berücksichtigend der abgeschätzten Temperatur T des Reibelements 16, jedes Mal die vorbestimmten Zeitintervalle t1 bis t3 und die Sollwerte der Anpresskraft f1 bis f4, wenn der Motor 2 betätigt wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführung beschränkt. Die Konfiguration kann auch so ausgeführt sein, dass sich entweder die vorbestimmten Zeitintervalle t oder die Sollwerte der Anpresskraft f bei jeder Steueranweisung ändern. Ersatzweise können die vorbestimmten Zeitintervalle t und die Sollwerte der Anpresskraft f für jede Steueranweisung durch vorbestimmte Werte ersetzt und nur die Anzahl n der Betätigungen des Motors 2 geändert werden.
In der oben beschriebenen Ausführungsform stellt der Zentralrechner ECU 7, berücksichtigend der Temperatur T des Reibelements 16, die zu Beginn der Betätigung der Feststellbremse abgeschätzt wird, die Anzahl n der Betätigungen des Motors 2, die vorbestimmten Zeitintervalle t (t1 bis t3) und die Sollwerte f der Anpresskraft (f1 bis f4) ein. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Die Konfiguration kann auch so ausgeführt sein, dass der Zentralrechner ECU 7 schrittweise die Temperatur T des Reibelements 16 zu Beginn der Betätigung der Feststellbremse abschätzt und den Motor 2 erneut, berücksichtigend der Temperatur T des Reibelements 16, nach dem Beginn der Betätigung der Feststellbremse, betätigt.
In der oben beschriebenen Ausführungsform stellt der Zentralrechner ECU 7, basierend auf der geschätzten Temperatur T des Reibelements 16, die Anzahl n der Betätigung des Motors 2, die vorbestimmten Zeitintervalle t und die Sollwerte f der Anpresskraft basierend auf der Entscheidungstabelle 33 ein, in der die Anzahl n der Betätigungen, die vorbestimmten Zeitintervalle t und die Sollwerte der Anpresskraft f, berücksichtigend der Temperatur T des Reibelements 16, aufgezeichneten sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Die Anzahl n der Betätigungen des Motors 2, die vorbestimmten Zeitintervalle t und die Sollwerte der Anpresskraft f können auch durch Berechnung oder anderer Methoden eingestellt werden.
Die elektrische Feststellbremse 4 kann aus einem Scheibenbremssystem bestehen mit einer Bremsscheibe und einen Bremsklotz als rotierendes Element 15 und Reibelement 16 oder aus einem Trommelbremssystem bestehen, das eine Bremstrommel und eine Bremsbacke umfasst.
Die elektrische Feststellbremse 4 kann aus einem Bereich bestehen, in dem die Bremseinheit und das Stellglied gemeinsam angeordnet sind, oder aus einem Bereich, in dem die Bremseinheit und das Stellglied an verschiedenen Positionen angeordnet sind.

Claims

Elektrisches Feststellbremssystem, um Bremskraft auf ein Fahrzeugrad auszuüben, umfassend: eine elektrische Feststellbremse mit einem rotierenden Element, das sich gemeinsam mit dem Rad dreht, einem Reibelement, welches gegen das rotierende Element gepresst werden kann, und einem Motor, wobei das durch den Motor angetriebene Reibelement gegen das rotierende Element gepresst wird, um eine Anpresskraft auf das rotierende Element aufzubringen und dadurch Bremskraft auf das Rad auszuüben; eine Steuerschaltung, zum Steuern des Motors; eine Steuervorrichtung, zum Steuern der Steuerschaltung, wobei zum Ausüben einer Bremskraft auf das Rad, die Steuervorrichtung die Steuerschaltung anweist, den Motor ein- oder mehrmalig in einem vorbestimmten Zeitintervall zu betätigen, wobei das System gekennzeichnet ist, durch: eine Messvorrichtung, die eine Temperatur des Reibelements zu dem Zeitpunkt ermittelt, zu dem die Feststellbremse beginnt das Rad zu bremsen; und eine Einstellvorrichtung, die mindestens die Anzahl der Betätigungen des Motors, das Zeitintervall oder den Sollwert der Anpresskraft festlegt, wobei die Steuervorrichtung die Steuerschaltung entsprechend den durch die Einstellvorrichtung festgelegten Werten steuert.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung die Temperatur des Reibelements basierend auf dem Fahrzeugstatus abschätzt.
Elektrisches Feststellbremssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibelement während sich das Fahrzeug bewegt als Betriebsbremse funktioniert und wobei die Messvorrichtung die Temperatur des Reibelements basierend auf einer Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeuges, wenn sich dieses bewegt, und einer Außenlufttemperatur abschätzt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung die Anzahl der Betätigungen des Motors erhöht, je höher die festgestellte Temperatur ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung das Intervall zwischen der ersten Betätigung des Motors und der zweiten Betätigung des Motors umso kürzer festlegt, je höher die festgestellte Temperatur ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung den Sollwert zu dem Zeitpunkt, bei dem der Motor zum ersten Mal betätigt wird, umso größer festlegt, je höher die festgestellte Temperatur ist.
Elektrisches Feststellbremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass, jedes mal wenn der Motor betätigt wird, die Einstellvorrichtung basierend auf der festgestellten Temperatur mindestens das vorbestimmte Zeitintervall oder den Sollwert ändert.
Elektrisches Feststellbremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung den Motor nur einmal betätigt, wenn die Anzahl der Betätigungen des Motors durch die Einstellvorrichtung auf Eins eingestellt wurde.
Elektrisches Feststellbremssystem, um Bremskraft auf ein Fahrzeugrad auszuüben, umfassend: eine elektrische Feststellbremse mit einem rotierenden Element, das sich zusammen mit dem Rad dreht, einem Reibelement, das gegen das rotierende Element gepresst werden kann, und einem Motor, wobei das durch den Motor angetriebenen Reibelement gegen das rotierende Element gepresst wird, um eine Anpresskraft auf das rotierende Element aufzubringen und dadurch Bremskraft auf das Rad auszuüben; eine Steuerschaltung, zum Steuern des Motors; eine Steuervorrichtung, zum Steuern der Steuerschaltung, wobei zum Ausüben einer Bremskraft auf das Rad, die Steuervorrichtung die Steuerschaltung anweist, den Motor ein- oder mehrmalig in einem festgelegten Zeitintervall zu betätigen, wobei das System gekennzeichnet ist, durch: ein Abschätzmittel, das die Temperatur des Reibelements basierend auf dem Status des Fahrzeugs abschätzt; und eine Einstellvorrichtung, welche die Anzahl der Betätigungen des Motors, das Zeitintervall, und den Sollwert der Anpresskraft einstellt, wobei die Steuervorrichtung die Steuerschaltung entsprechend den durch die Einstellvorrichtung festgestellten Werten steuert.
Elektrisches Feststellbremssystem, um Bremskraft auf ein Fahrzeugrad auszuüben, umfassend: eine elektrische Feststellbremse mit einem rotierenden Element, das sich gemeinsam mit dem Rad dreht, einem Reibelement, das gegen das rotierende Element gepresst werden kann, und wobei das durch einen Motor angetriebene Reibelement gegen das rotierende Element gepresst wird, um eine Anpresskraft auf das rotierende Element aufzubringen und dabei Bremskraft auf das Rad auszuüben; wobei das System gekennzeichnet ist, durch: einen Steuerbereich zum Steuern des Motors, wobei zum Ausüben einer Bremskraft auf das Rad, der Steuerbereich den Motor ein- oder mehrmalig in einem vorbestimmten Zeitintervall betätigt, eine Temperatur des Reibelements zu einem Zeitpunkt, bei dem die Feststellbremse beginnt das Rad zu bremsen, bestimmt und mindestens die Anzahl der Betätigungen des Motors, das Zeitintervall oder den Sollwert der Anpresskraft festlegt und wobei der Steuerbereich den Motor gemäß dem Einstellerergebnis steuert.
Steuerverfahren für eine elektrische Feststellbremse, die eine Bremskraft auf ein Fahrzeugrad ausübt, wobei die Bremse ein rotierendes Element, das sich gemeinsam mit dem Rad dreht, ein Reibelement, das gegen das rotierende Element gepresst werden kann, und einen Motor enthält, wobei das Verfahren umfasst: Steuern des Motors, um das Reibelement gegen das rotierende Element zu pressen, um eine Anpresskraft auf das rotierende Element aufzubringen und dabei Bremskraft auf das Rad auszuüben; ein- oder mehrmaliges Betätigen des Motors in einem vorbestimmten Zeitintervall, um Bremskraft auf das Rad auszuüben; wobei das Verfahren gekennzeichnet ist, durch: Feststellen einer Temperatur des Reibelements zu dem Zeitpunkt, bei dem die Feststellbremse beginnt das Rad zu bremsen; und Einstellen mindestens der Anzahl der Betätigungen des Motors, des Zeitintervalls oder des Sollwerts der Anpresskraft, und Steuern des Motors anhand der Einstellwerte.
Steuerverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Reibelements anhand des Fahrzeugzustands abgeschätzt wird.
Steuerverfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibelement während sich das Fahrzeug bewegt als Betriebsbremse funktioniert und wobei die Temperatur des Reibelements basierend auf der Geschwindigkeitsänderung, wenn sich das Fahrzeug bewegt, und einer Außenlufttemperatur abgeschätzt wird.
Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Betätigungen des Motors umso höher eingestellt wird, je höher die festgestellte Temperatur ist.
Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall zwischen dem ersten Betätigen des Motors und dem zweiten Betätigen des Motors umso kürzer eingestellt wird, je höher die festgestellte Temperatur ist.
Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert zu dem Zeitpunkt, bei dem der Motor zum ersten Mal betätigt wird, umso höher eingestellt wird, je höher die festgestellte Temperatur ist.
Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass, bei jeder Betätigung des Motor basierend auf der festgestellten Temperatur, wenigstens ein vorbestimmtes Zeitintervall oder der Sollwert geändert wird.