DE102004055876A1

DE102004055876A1 - Elektrisch betätigte Feststellbremse mit mehrstufigem Verriegelungsprozess

Info

Publication number: DE102004055876A1
Application number: DE102004055876A
Authority: DE
Inventors: Joerg Haffelder; Stephan Jonas; Olaf Grotheer; Konstatin Agapov
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-11-19
Filing date: 2004-11-19
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2024-11-20
Also published as: FR2878216B1; FR2878216A1; DE102004055876B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen des Verriegelungszustands einer elektrisch betätigten Feststellbremse (12, 13), umfassend ein Bedienelement (8) zum Feststellen und/oder Lösen der Feststellbremse (12, 13), eine Verriegelungseinrichtung (13), ein Stellglied (6) zum Variieren des Bremsdrucks und ein Steuergerät (7), das das Steuergerät (6) auf Anforderung ansteuert. Die Funktionsfähigkeit der Feststellbremse (12, 13) kann in einfacher Weise mittels eines mehrstufigen Verriegelungsverfahrens überprüft werden, bei dem der Bremsdruck (p) in einer ersten Phase bis zum einem ersten Niveau erhöht wird und ein Verriegelungselement (20) in eine Vorspann-Position bewegt wird, der Bremsdruck (p) in einer zweiten Phase bis zu einem zweiten höheren Niveau aufgebaut und das Verriegelungselement (20) bis in eine Verriegelungsposition bewegt wird, wobei der von der Verriegelungseinrichtung (20) zurückgelegte Weg (DELTAs) gemessen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verriegeln einer elektrisch betätigten Feststellbremse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein entsprechend eingerichtetes Feststellbremssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11.

Moderne Fahrzeuge werden immer häufiger mit elektrisch betätigten Feststellbremsen ausgestattet, die auch als automatische Parkbremsen (APB) bezeichnet werden. Derartige Systeme umfassen in der Regel ein Bedienelement, wie z.B. einen Druckknopf, mit dem die Feststellbremse verriegelt und/oder gelöst werden kann. Ein mit dem Bedienelement verbundenes Steuergerät erkennt den Feststellbremswunsch und steuert entsprechend ein Stellglied, wie z.B. eine Hydraulikpumpe an, um Bremsdruck aufzubauen. Bei Erreichen eines bestimmten Bremsdrucks wird die Feststellbremse dann verriegelt.

Bekannte Feststellbremsen umfassen hierzu eine mechanische Verriegelungseinrichtung, die die Bremszangen in der angezogenen Stellung verriegelt. Die Verriegelungseinrichtung wird in der Regel ebenfalls durch hydraulischen Druck betätigt oder motorisch angetrieben. Dabei werden verschiedene Elemente, wie z.B. eine Hydraulikpumpe, Magnetventile oder ein Elektromotor vom Steuergerät entsprechend angesteuert.

1 zeigt ein aus dem Stand der Technik bekanntes Feststellbremssystem in schematischer Darstellung. Das Feststellbremssystem umfasst im wesentlichen ein Bedienelement 8 (Druckknopf), ein Steuergerät 7, ein Hydroaggregat 6 und eine Radbremse 12 mit einer Verriegelungseinrichtung 13. Bei einer Betätigung des Bedienelements 8 steuert das Steuergerät 7 die Hydraulikpumpe 6 an, so dass sie in einer Hydraulikleitung 10 Druck aufbaut. Bei Erreichen eines vorgegebenen Bremsdrucks steuert das Steuergerät 7 einen Elektromotor 23 (siehe 2) an, der die Bremszange dann mittels eines Verriegelungselements 24 verriegelt. Zum Lösen der Feststellbremse 12, 13 wird der Bremsdruck zunächst wieder aufgebaut, um die Verrieglungseinrichtung 13 freizugeben. Danach wird die Verriegelungseinrichtung 13 in die entriegelte Stellung zurückbewegt.

2a zeigt eine genauere Darstellung der Feststellbremsen 12, 13 von 1 in entriegelter Position. Die Verbindung zum Hydroaggregat 6 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen. Die Feststellbremsen 12, 13 umfassen einen Bremskolben 17 mit einem Bremsbelag 18, der bei einer Erhöhung des Bremsdrucks in Richtung des Pfeils 27 gegen eine Bremsscheibe (nicht gezeigt) gedrückt wird. Die Verriegelungseinrichtung 13 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen Elektromotor 23, der eine Gewindehülse 24 betätigt. Der Motor 23 treibt eine Gewindespindel 25 an, mit der die Gewindehülse 24 in Richtung des Pfeils 28 vor- und zurückbewegt werden kann.

Zum Verriegeln einer solchen Feststellbremse 12, 13 wird zunächst mittels des Hydroaggregats 6 Bremsdruck aufgebaut, wodurch sich der Bremskolben 17 in Richtung des Pfeils 27 nach vorne bewegt. Der Elektromotor 23 fährt dann die Gewindehülse 20 ebenfalls nach vorne (Verriegelungsrichtung), bis diese an der Rückseite des Bremskolbens 17 ansteht. Der verriegelte Zustand ist in 2b dargestellt. Wenn der Bremsdruck nach der Verriegelung wieder abgebaut wird, wird die Einheit aus Bremskolben 17 und Bremsbelag 18 durch die Verriegelungseinrichtung 13 daran gehindert, zurück in die Ausgangsposition zu gehen. Die Feststellbremse 12, 13 ist dadurch kraftlos verriegelt.

Moderne automatisierte Feststellbremsen bieten für den Fahrer einen deutlichen Komfort- und Sicherheitsgewinn, da sie durch einen einfachen Knopfdruck bedient werden können. Allein die Betätigung des Druckknopfes 8 lässt den Fahrer jedoch nicht erkennen, ob die Feststellbremse ordnungsgemäß funktioniert hat. Dabei ist insbesondere nicht erkennbar, ob die Feststellbremse mit ausreichender Kraft verriegelt wurde. Die Klemmkraft einer Feststellbremse kann zwar z.B. mit einem an der Bremszange angeordneten Kraftsensor gemessen werden, derartige Sensoren bilden jedoch einen zusätzlichen Kostenfaktor und sind darüber hinaus aufwendig zu montieren.

Eine andere bekannte Möglichkeit, die Klemmkraft einer Feststellbremse im verriegelten Zustand abzuschätzen besteht darin, den vom Verriegelungselement (Gewindehülse 24) zurückgelegten Weg zu messen und daraus auf die Klemmkraft der Feststellbremse zu schließen. Das Problem bei dieser Methode besteht jedoch darin, dass der Weg des Verriegelungselements von vielen Einflussfaktoren, wie z.B. dem Bremsenzustand (Belagstärke), mechanischen Toleranzen der Radbremse, Elastizitäten der beteiligten Elemente, etc. abhängig ist und somit die Abschätzung der wirkenden Bremskräfte sehr ungenau ist.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer elektrisch betätigten Feststellbremse, sowie eine entsprechende Feststellbremse mit Funktionsüberwachung zu schaffen, das bzw. die mit einfachen Mitteln arbeitet und eine genauere Abschätzung der Bremskräfte ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 sowie im Patentanspruch 11 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, die Feststellbremse in einem mehrstufigen, insbesondere zweistufigen, Prozess zu verriegeln, bei dem die Feststellbremse in der ersten Phase bei einem mittleren Bremsdruck vorgespannt und danach der Bremsdruck in einer zweiten Phase bis zu einem Verriegelungsdruck erhöht und die Feststellbremse vollständig verriegelt wird. Das Verriegelungselement wird in der ersten Phase in eine Vorspann-Stellung und in der zweiten Phase aus der vorgespannten Stellung in die Verriegelungsposition gebracht, wobei der vom Verriegelungselement in der zweiten Phase zurückgelegte Weg gemessen wird. Das Vorspannen der Feststellbremse bei einem mittleren Bremsdruck hat den wesentlichen Vorteil, dass sich die Radbremse in einer definierten Position befindet, in der die Bremsbeläge bereits mit einem vorgegebenen Druck an den Bremsscheiben anliegen. Sämtliche Toleranzen und Effekte, die bei einer Wegmessung ausgehend von kleineren Drücken auftreten würden, beeinflussen die Wegmessung dadurch nicht mehr. Die Klemmkraft der Verriegelungseinrichtung kann somit relativ gut aus der Länge des vom Verriegelungselement in der zweiten Phase zurückgelegten Wegs abgeschätzt werden. Insbesondere kann festgestellt werden, ob die Feststellbremse ausreichend stark verriegelt ist oder nicht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Bremsdruck in der ersten Phase auf ein erstes Niveau eingestellt, dort gehalten und danach das Verriegelungselement bis in die Vorspann-Position bewegt. Ausgehend von diesem vorgespannten Zustand wird dann der Bremsdruck in einer zweiten Druckaufbauphase bis auf ein zweites Niveau erhöht (vorzugsweise bis zum maximalen Verriegelungsdruck) und danach das Verriegelungselement in die endgültige Verriegelungsposition gebracht, wobei der vom Verriegelungselement zurückgelegte Weg gemessen wird. Dieser Weg kann z.B. von einem Steuergerät ausgewertet und somit die Funktion der Feststellbremse überwacht werden. Während das Verriegelungselement nach vorne bewegt wird, erfolgt vorzugsweise kein weiterer Druckaufbau. Dadurch wird insbesondere vermieden, dass die Feststellbremse in nicht definierten Zuständen vorgespannt bzw. verriegelt wird.

Bekannte Feststellbremsen sind üblicherweise derart konstruiert, dass das Verriegelungselement ab einer vorgegebenen Belastung durch den Bremskolben festgeklemmt wird und sich nicht mehr bewegen lässt. Der Bremsdruck, ab dem die Klemmwirkung auftritt, ist relativ genau definiert und bildet eine gute Ausgangsposition für die zweite Druckaufbauphase und die Wegmessung. Außerdem kann diese Eigenschaft erfindungsgemäß dazu genutzt werden, den Druckaufbau zu überwachen und gegebenenfalls auftretende Fehler im Druckaufbau zu erkennen. Es wird daher vorgeschlagen, den Bremsdruck in der ersten Phase etwa auf denjenigen Wert einzustellen bei dem das Verriegelungselement festklemmt. Diese Druckschwelle kann in einfacher Weise erkannt werden, indem das Verriegelungselement bei etwa diesem Druck versuchsweise betätigt und ermittelt wird, ob es sich bewegen lässt oder festklemmt. Danach wird der Bremsdruck in Abhängigkeit davon, ob das Verriegelungselement bewegbar war oder nicht, geringfügig erhöht oder reduziert und das Verriegelungselement erneut versuchsweise betätigt, bis der andere Zustand (festgeklemmt bzw. bewegbar) festgestellt wird. Die Druckschwelle kann somit in einfacher Weise erkannt werden.

Für spezielle mechanische Ausgestaltungen der Feststellbremse mit einem Hilfskolben (beispielhaft dargestellt in den 3a, 3b), kann z. B. folgendes Verfahren durchgeführt werden:
In der ersten Phase wird der Bremsdruck etwa auf ein Niveau gebracht, bei dem das Verriegelungselement gerade festklemmt und versucht, das Verriegelungselement zu bewegen. Wenn sich das Verriegelungselement nicht bewegen lässt (weil es festgeklemmt ist), war der Druckaufbau erfolgreich. Lässt es sich dagegen bewegen, kann dies ein Hinweis darauf sein, dass der Druckaufbau möglicherweise nicht funktioniert hat. In jedem Fall war der Druck zu gering, um das Verriegelungselement zu blockieren. Das Verriegelungselement wird dann vorzugsweise in die Ausgangsposition zurück bewegt und der Druck schrittweise geringfügig erhöht, um die Klemmschwelle zu überschreiten. Nach jedem Erhöhungsschritt wird wiederum versucht, das Verriegelungselement zu bewegen. Sofern sich das Verriegelungselement auch nach einer vorgegebenen Anzahl von Schritten noch bewegen lässt, liegt mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Fehler vor und es wird vorzugsweise ein Fehlersignal erzeugt. Wenn es dagegen festklemmt, ist der gewünschte Schwellenwert erreicht und die zweite Druckaufbauphase kann gestartet werden. Bei anderen mechanischem Konstruktionen ist dieses Verfahren entsprechend abzuwandeln.

Wenn sich das Verriegelungselement bereits nach der ersten Phase nicht mehr bewegen lässt, wird der Bremsdruck vorzugsweise langsam reduziert und dabei das Verriegelungselement angesteuert, um die Klemmschwelle aufzufinden. Wenn sich das Verriegelungselement löst, ist die Klemmschwelle erreicht. Der zugehörige Bremsdruck bildet eine definierte Ausgangsposition für den weiteren Verriegelungsprozess und die Wegmessung.

Der Druckaufbau in der ersten Phase kann entweder durch Ansteuerung eines Stellglieds (z.B. Hydraulikpumpe) oder durch den Fahrer selbst erfolgen, wenn dieser das Fuß-Bremspedal betätigt. Sofern der Fahrer einen Vordruck erzeugt, der unter dem gewünschten ersten Niveau liegt, wird der fehlende Druck vorzugsweise vom Stellglied erzeugt. Liegt der Vordruck dagegen über dem ersten Niveau, wird der Druck vorzugsweise an der Radbremse eingesperrt und langsam reduziert, bis das erste Niveau erreicht ist. Dies kann wiederum durch versuchsweises Betätigen des Verriegelungselements erfolgen, wie vorstehend beschrieben wurde. Der vom Fahrer erzeugt Vordruck wird vorzugsweise mittels eines üblicherweise bereits vorhandenen Vordrucksensors überwacht.

Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung wird das Verriegelungselement von einem Elektromotor angetrieben und der vom Verriegelungselement zurückgelegte Weg aus einer elektrischen Größe, vorzugsweise der Stromaufnahme des Elektromotors berechnet. Elektromotoren haben die Eigenschaft, dass sie je nach Belastung einen unterschiedlich hohen Betriebsstrom benötigen. Aus der Stromaufnahme des Elektromotors lässt sich somit die Drehzahl der angetriebenen Welle und damit der vom Verriegelungselement zurückgelegte Weg ermitteln. Grundsätzlich kann der vom Verriegelungselement zurückgelegte Weg auch mittels jeder anderen geeigneten Sensorik gemessen werden. Beispielsweise könnte die Motordrehzahl mittels eines Drehzahlsensors ermittelt und daraus der zurückgelegte Weg berechnet werden.

Eine elektrisch betätigte Feststellbremse mit erfindungsgemäßer Funktionsüberwachung umfasst ein Steuergerät mit einem Algorithmus, der eine Hydraulikpumpe und die Verriegelungseinrichtung in vorstehend beschriebener Weise ansteuert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten Feststellbremse;
2a einen Ausschnitt einer Feststellbremse in entriegelter Position;
2b die Feststellbremse von 2a in verriegelter Position;
3a eine spezielle Ausführungsform einer Feststellbremse in entriegelter Position;
3b die Feststellbremse von 3a in verriegelter Position;
4 die wesentlichen Verfahrensschritte beim Verriegeln einer Feststellbremse in Form eines Flussdiagramms, und
5a–5c den Verlauf einiger Kenngrößen bei einem Verrieglungsprozess.
Bezüglich der Beschreibung der 1, 2a und 2b wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen.
3a zeigt eine spezielle Ausführungsform einer Feststellbremse 12, 13 in der entriegelten Position. Die Feststellbremse setzt sich aus der eigentlichen Radbremse 12 und einer Verriegelungseinrichtung 13 zusammen und umfasst ein Bremssattelgehäuse 19, in dem ein Bremskolben 17 und ein Verriegelungselement 20 (Stellschraube) angeordnet sind. Das Bremssattelgehäuse 19 beinhaltet außerdem einen Hilfskolben 22, dessen Funktion im Folgenden noch erläutert werden wird. Der Hilfskolben 22 hat eine zentrale Gewindeöffnung, durch die die Stellschraube 20 hindurch ragt. Die Stellschraube 20 wird von einem Elektromotor 23 angetrieben und kann in Richtung des Pfeils 28 vor und zurück bewegt werden, um die Radbremse 12 zu verriegeln bzw. zu lösen.
Der Hilfskolben 22 ist in einer Ausnehmung 31 des Bremssattelgehäuses 19 angeordnet und in dieser Ausnehmung 31 geringfügig vor und zurück bewegbar. Dabei ist der Hilfskolben 22 mittels der Federn 26 in Verriegelungsrichtung 27 vorgespannt. Ab einem vorgegebenen Druck-Schwellenwert, der von der Auslegung der Feststellbremse und insbesondere der Federn 26 abhängig ist, wird der Hilfskolben 22 nach hinten bzw. oben (entgegen Pfeil 27) gedrückt. Im verriegelten Zustand wird dadurch erreicht, dass die Feststellbremse 12, 13 immer wenigstens mit der Federkraft vorgespannt ist und mechanische Veränderungen (z. B. aufgrund von Kälte oder Abkühleffekten) kompensiert werden.
Zur Funktionsüberwachung der Feststellbremse 12, 13 wird ein mehrstufiger Verriegelungsprozess mit mehreren Phasen durchgeführt, der nachstehend anhand von 4 näher erläutert wird. Dabei wird zunächst ein mittlerer Bremsdruck P₀ eingestellt, die Feststellbremse 12, 13 bei dem mittleren Bremsdruck vorgespannt und danach der Bremsdruck p in einer zweiten Phase 53 bis zu einem Verriegelungsdruck erhöht und die Feststellbremse vollständig verriegelt. Am Ende des Verriegelungsvorgangs befindet sich der Bremskolben in der in 3b gezeigten Verriegelungsposition. Die Stellschraube 20 ist dabei bis zum vorderen Anschlag gegen die Rückseite des Bremskolbens 17 gedreht und verhindert, dass sich der Bremskolben 17 zurück in die Ausgangsposition bewegen kann.
Das beispielhafte Verriegelungsverfahren von 4 beginnt im Stillstand des Fahrzeugs mit einem Schritt 40, in dem der vom Fahrer erzeugte Vordruck gemessen und ausgewertet wird. Der Vordruck wird hier mittels eines Vordrucksensors 15 (siehe 1) gemessen, der Bestandteil der meisten herkömmlichen Hydraulik-Bremsanlagen ist.
Wenn der Fahrer das Fuß-Bremspedal 1 nicht oder nur schwach betätigt, so dass der Vordruck kleiner ist als ein gewünschtes Niveau P₀ (Fall J), wird in Schritt 42 eine Zeitdauer t1 ermittelt, die die Hydraulikpumpe 6 betrieben wird, um das gewünschte erste Druckniveau zu erreichen. Andernfalls wird der vom Fahrer erzeugt Bremsdruck in der Radbremse 12 eingesperrt und das Verfahren mit Schritt 41 fortgesetzt, in dem der Bremsdruck langsam reduziert wird.
Die Feststellbremse 12, 13 der 3a, 3b ist derart konstruiert, dass der Hilfskolben 22 bei einem Druck von etwa 65 bar abhebt und dadurch die Feststellschraube 20 bzw. deren Kopf 21 gegen eine rückseitige Wand 31 des Bremssattelgehäuses 19 drückt. Aufgrund der Reibung zwischen Kopf 21 und rückseitiger Wand 31 wird die Schraube ab einem Druck von etwa 65 bar festgeklemmt und lässt sich nicht mehr drehen. Durch Auswertung des Motorverhaltens kann somit ohne Einsatz eines Drucksensors festgestellt werden, ob der Bremsdruck über oder unter dem Schwellenwert (z.B. 65 bar) liegt.
Folglich wird der Druckaufbau in Schritt 44 nach Ablauf der Zeit t1 unterbrochen und der Elektromotor 23 in Vorwärtsrichtung betrieben, um zu versuchen, die Feststellschraube 20 zu bewegen. Das Motorverhalten wird in Schritt 45 überprüft. Das Druckniveau liegt unter dem Druck-Schwellenwert P₀, wenn sich der Elektromotor 23 drehen lässt (Fall J) und über dem Druck-Schwellenwert P₀, wenn der Elektromotor 23 blockiert ist (Fall N). Das Motorverhalten (Motor dreht bzw. Motor blockiert) wird hier vorzugsweise durch Auswertung des Motorstroms ermittelt, könnte aber z. B. auch durch Auswertung einer anderen elektrischen Größe bestimmt werden.
Sofern sich der Motor drehen ließ (Fall J), wird die Stellschraube 20 in Schritt 46 wieder zurück in die Ausgangsstellung gebracht und in Schritt 47 überprüft, ob die Zeitdauer t für den gesamten bisherigen Prozess kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert t₀ (Fall J) oder möglicherweise ein Fehler in der Druckversorgung vorliegt (Fall N). Im letzteren Fall wird in Schritt 48 ein Fehlersignal erzeugt.
Sofern die Gesamtzeit t noch plausible Werte kleiner t₀ aufweist (Fall J), wird der Bremsdruck nochmals stufenweise erhöht. Hierzu wird in Schritt 49 zunächst eine Zeit t₂ für den nächsten Druckaufbau bestimmt und die Hydraulikpumpe 6 in Schritt 50 für die Zeitdauer t₂ betrieben. Nach Ablauf der Zeitdauer t₂ wird der Druckaufbau in Schritt 44 wieder unterbrochen und durch Ansteuern des Elektromotors 23 versucht, die Feststellschraube 20 in Verriegelungsrichtung zu bewegen. Sofern sich der Elektromotor 23 wiederum drehen lässt (Fall J, Schritt 45), wird der Bremsdruck solange stufenweise aufgebaut, bis der Motor 23 blockiert (Fall N, Schritt 45) oder die Gesamtzeit unplausibel hoch ist (Fall N, Schritt 47).
Sofern der Elektromotor 23 in Schritt 45 blockiert, wird der Druck in Schritt 41 langsam reduziert und dabei versucht, die Feststellschraube 21 zu drehen. Sofern sie sich nicht drehen lässt (Fall N), wird der Bremsdruck weiter reduziert. Falls sie sich drehen lässt (Fall J) liegt ein Bremsdruck von etwa 65 bar vor. Die Feststellschraube 20 kann dann in Schritt 52 bis zu einem vorderen Anschlag gegen den Bremskolben 17 vorgefahren werden. Diese Position entspricht der vorgespannten Stellung der Feststellbremse 12, 13.
In Schritt 52 wird der Bremsdruck durch Ansteuerung der Hydraulikpumpe 6 bis auf einen maximalen Verriegelungsdruck erhöht und in Schritt 54 die Feststellschraube 20 bis zum vorderen Anschlag nachgezogen. Dabei wird der von der Feststellschraube 20 zurückgelegte Weg Δs gemessen. Zum Zwecke der Wegmessung wird vorzugsweise ebenfalls eine elektrische Größe, insbesondere der Motor-Betriebsstrom ausgewertet. Wahlweise könnte der zurückgelegte Weg Δs auch durch Erfassung der Motorumdrehungen oder durch eine andere geeignete Sensorik ermittelt werden.
In Schritt 55 wird ein Schwellenwertvergleich bezüglich des Wegs durchgeführt. Sofern der zurückgelegte Weg Δs kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert so war der Druckaufbau und damit die Verriegelung der Feststellbremse nicht erfolgreich. In diesem Fall (N) wird in Schritt 56 ein Fehlersignal erzeugt. Andernfalls (Fall J) wird in Schritt 57 die ordnungsgemäße Verriegelung der Feststellbremse 12, 13 erkannt und das Verriegelungsverfahren beendet.
Mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Verfahrens ist es einfach und kostengünstig möglich, die Verriegelung der Feststellbremse 12, 13 zu überprüfen.
Die 5a–c zeigen den Verlauf verschiedener Kenngrößen bei diesem Verfahren. In 5a ist der vom Fahrer erzeugte Vordruck P_vor über der Zeit dargestellt. Wie zu erkennen ist, betätigt der Fahrer das Fuß-Bremspedal 1 und erzeugt einen Vordruck von etwa 75 bar. Dieser Wert ist höher als der Druck-Schwellenwert von etwa 65 bar.
5b zeigt den Verlauf des Bremsdrucks p und die an der Radbremse 12 wirkende Kraft F. Da der vom Fahrer ausgeübte Vordruck größer ist als der Druck-Schwellenwert, wird der Bremsdruck zum Zeitpunkt t₃ langsam reduziert. Außerdem wird der Elektromotor zum Zeitpunkt t₈ (siehe 5c) angesteuert, um zu versuchen, die Feststellschraube 20 zu bewegen. Zum Zeitpunkt t₄ beginnt sich die Feststellschraube 20 zu bewegen und der Bremsdruck p wird dann konstant gehalten. Die Bewegung der Feststellschraube 20 ist mit der Kennlinie s von 5c darstellt.
Zum Zeitpunkt t₉ erreicht die Feststellschraube 20 den vorderen Anschlag. Ab dem Zeitpunkt t₅ wird weiter Bremsdruck aufgebaut, bis der volle Verriegelungsdruck zum Zeitpunkt t₆ erreicht ist. Ab dem Zeitpunkt t₆ bleibt der Bremsdruck p konstant und die Feststellschraube 20 wird bis zum vorderen Anschlag nachgefahren. Der von der Feststellschraube 20 nach der zweiten Druckaufbauphase (t₅–t₆) zurückgelegte Weg Δs wird schließlich ausgewertet, um die Funktionsfähigkeit der Feststellbremse 12, 13 zu überprüfen. Ab dem Zeitpunkt t₇ wird der Bremsdruck p abgebaut. Die an der Radbremse 12 wirkende Kraft F bleibt jedoch konstant, da die Feststellbremse verriegelt ist.

1: Fuß-Bremspedal
2: Bremskraftverstärker
3: Bremsflüssigkeitsbehälter
4: Hauptbremszylinder
5: Umschaltventil
6: Hydraulikeinheit
7: Steuergerät
8: Bedienelement
9: Batterie
10: Hydraulikleitung
12: Radbremse
13: Verriegelungseinrichtung
14: Bremsscheibe
15: Vordrucksensor
16: Stromsensor
17: Bremskolben
18: Bremsbelag
19: Bremssattelgehäuse
20: Feststellschraube
21: Schraubenkopf
22: Hilfskolben
23: Elektromotor
24: Gewindehülse
25: Gewindespindel
26: Feder
27: Verriegelungsrichtung
28: Bewegungsrichtung der Feststellschraube
29: Druckkammer
30: Gewindeöffnung
31: Rückwand
32: Steuersignal für den Elektromotor
p: Druck
F: Kraft
s: Weg
t_i: Zeitpunkte
41–57: Verfahrensschritte

Claims

Verfahren zum Verriegeln einer elektrisch betätigten Feststellbremse (12, 13), umfassend ein Bedienelement (8) zum Feststellen und/oder Lösen der Feststellbremse (12, 13), eine Verriegelungseinrichtung (13), ein Stellglied (6) zum Variieren des Bremsdrucks und ein Steuergerät (7), das das Stellglied (6) auf Anforderung ansteuert, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Aufbauen von Bremsdruck (p) und Einstellen des Bremsdrucks (p) auf ein erstes Niveau (p₀), – Bewegen der Verriegelungseinrichtung (13) in eine Vorspann-Position, – Erhöhen des Bremsdrucks (p), und – Bewegen der Verriegelungseinrichtung (13) bis in die Verriegelungsposition, wobei der vom Verriegelungselement (20) ausgehend von der Vorspann-Position zurückgelegte Weg (Δs) gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der Einstellung des Bremsdrucks (p) auf das erste Niveau (p₀) versucht wird, das Verriegelungselement (20) zu betätigen und ermittelt wird, ob sich das Verriegelungselement (20) bewegen ließ oder nicht.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsdruck (p) langsam reduziert wird, wenn sich das Verriegelungselement (20) nicht bewegen ließ.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsdruck (p) erhöht wird, wenn sich das Verriegelungselement (20) bewegen ließ.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (20) in die Ausgangsposition zurückgebracht wird, wenn es sich bewegen ließ.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Fahrer über die Betätigung eines Fuß-Bremspedals (1) erzeugte Bremsdruck für die erste Druckaufbauphase genutzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn der vom Verriegelungselement (20) zurückgelegte Weg (Δs) einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer, mit der das Stellglied (6) betrieben wird, eine Funktion der Temperatur ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (20) von einem Elektromotor (23) angetrieben wird und der vom Verriegelungselement (20) zurückgelegte Weg (s) aus der Stromaufnahme des Elektromotors (23) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der an der Feststellbremse (12, 13) wirkende Bremsdruck (p) konstant gehalten wird, während sich das Verriegelungselement (20) in Verriegelungsrichtung (27) bewegt.
Elektrisch betätigte Feststellbremse (12, 13), umfassend ein Bedienelement (8) zum Feststellen und/oder Lösen der Feststellbremse (12, 13), eine Verriegelungseinrichtung (13), ein Stellglied (6) zum Variieren des Bremsdrucks und ein Steuergerät (7), das das Stellglied (6) auf Anforderung ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellbremse (12, 13) in einem mehrstufigen Prozess verriegelt wird, bei dem der Bremsdruck (p) in einer ersten Phase erhöht und auf ein erstes Niveau (p₀) eingestellt wird, die Verriegelungseinrichtung (13) in eine Vorspann-Position bewegt wird, der Bremsdruck (p) danach in einer zweiten Phase erhöht und das Verriegelungselement (20) in eine Verriegelungsposition bewegt wird, und der vom Verriegelungselement (20) dabei zurückgelegte Weg (Δs) gemessen wird.
Feststellbremse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn der vom Verriegelungselement (20) in der zweiten Phase zurückgelegte Weg (Δs) einen vorgegebenen Wert unterschreitet.
Feststellbremse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der Einstellung des Bremsdrucks (p) auf das erste Niveau (p₀) versucht wird, die Verriegelungseinrichtung (20) zu betätigen, und in Abhängigkeit davon, ob es möglich war, das Verriegelungselement (20) zu bewegen oder nicht, der Bremsdruck (p) weiter erhöht oder reduziert wird.