DE102005014242A1

DE102005014242A1 - Feststellbremse mit Notlösealgorithmus

Info

Publication number: DE102005014242A1
Application number: DE200510014242
Authority: DE
Inventors: Bernhard Flinspach
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-10-05
Also published as: FR2883824A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Notlösen einer automatischen Feststellbremse (1-4) bei einer Fehlfunktion im automatischen Lösevorgang. Zum Durchführen einer Notlöseprozedur wird ein Bedienelement (6) gemäß einer vorgegebenen Sequenz betätigt und diese von einem Steuergerät (1) erkannt, das eine Notlöseprozedur startet, in der das Steuergerät (1) wenigstens eine Verriegelungseinrichtung (4) der Feststellbremse (3, 4) ansteuert, um die Feststellbremse (3, 4) zu lösen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Notlösen einer Feststellbremse bei einer Fehlfunktion gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein Feststellbremssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.

Moderne Fahrzeuge werden immer häufiger mit elektrisch betätigten Feststellbremsen ausgestattet, die auch als automatische Parkbremsen (APB) bezeichnet werden. Derartige Feststellbremsen umfassen in der Regel ein Bedienelement, wie z.B. einen Druckknopf, mit dem die Feststellbremse verriegelt und/oder gelöst werden kann. Bei einer Betätigung des Bedienelements erkennt ein damit verbundenes Steuergerät den Feststellbremswunsch und steuert entsprechend ein Stellglied, wie z.B., eine Hydraulikpumpe, an, um die Bremskraft aufzubauen und aufrechtzuerhalten.

Bei elektromechanischen Systemen wird die Bremskraft von Elektromotoren (mit Getrieben) erzeugt, die sich entweder direkt an der Radbremse (APB-M „motor on caliper") oder an anderer Stelle befinden. Im letzteren Fall sind die Motoren über Seilzüge mit der Radbremse verbunden (APB-C „cable puller").

Bei elektohydraulisch-mechanischen Systemen (APB-H) wird der Bremskolben nach Erreichen des Verriegelungsdrucks mit Hilfe einer an der Radbremse befindlichen Verriegelungseinrichtung, wie z. B. eine Spindel oder einem Keil, verriegelt.

Um die Feststellbremse wieder zu entriegeln, ist es teilweise erforderlich, den Bremsdruck wenigstens auf den Verriegelungsdruck zu erhöhen, da die Verriegelungseinrichtung andernfalls durch den Bremskolben festgeklemmt wird und sich nicht bewegen lässt. Bei Energiemangel oder einem Defekt der Hydraulikpumpe ist kein ausreichender Druckaufbau mehr möglich, um das Verriegelungselement zu lösen.

Für diesen Fall sind bekannte Feststellbrems-Systeme üblicherweise mit einer Notentriegelungsvorrichtung ausgestattet, die es dem Fahrer ermöglicht, die Feststellbremse manuell, z.B. mittels eines speziellen Werkzeugs, zu lösen. Dies ist jedoch relativ aufwendig und erfordert vom Fahrer ein gewisses Maß an technischem Verständnis und die Bereitschaft, dies zu tun. Darüber hinaus ist das manuelle Lösen der Feststellbremse nicht ganz ungefährlich, insbesondere wenn das Fahrzeug am Berg steht.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zu schaffen, mittels dem bzw. der eine Feststellbremse in einfacher Weise ohne Gefährdung des Fahrers gelöst werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 sowie im Patentanspruch 7 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, in einem Steuergerät des Feststellbremssystems einen Notlösealgorithmus vorzusehen, der eine Notlöseprozedur startet, wenn ein Bedienelement gemäß einer vorgegebenen Sequenz betätigt wird. In diesem Fall erkennt das Steuergerät eine Notlöseanforderung und versucht, die Feststellbremse (teil-)automatisch zu lösen. In der Notlöseprozedur wird zumindest die Verriegelungseinrichtung angesteuert. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass der Fahrer einen Notlösevorgang in einfacher Weise durch bloße Betätigung des Bedienelements aktivieren kann und es meist nicht mehr erforderlich ist, die Feststellbremse mittels Werkzeug am Rad zu entriegeln.

Der zum Entriegeln erforderliche Bremsdruck wird vorzugsweise vorn Fahrer selbst aufgebracht, indem er das Fuß-Bremspedal betätigt. Dieser Druck ist meist ausreichend, um das Verriegelungselement zu lösen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine optische oder akustische Einrichtung vorgesehen, mittels der der Fahrer dazu aufgefordert wird, das Fuß-Bremspedal zu betätigen.

Der notwendige Bremsdruck kann alternativ oder zusätzlich auch mittels des Stellglieds (z.B. der Hydraulikpumpe) des Bremssystems aufgebaut werden. In diesem Fall steuert das Steuergerät das Stellglied so lange an, dass der zum Lösen des Verriegelungselements erforderliche Bremsdruck erreicht wird. Dies ist jedoch nur dann möglich, wenn das Stellglied ordnungsgemäß funktioniert. Die Funktionsfähigkeit des Stellglieds wird daher vorzugsweise zuvor überprüft. Wenn das Stellglied nicht funktioniert oder nicht ausreichend Energie im Bordnetz zur Verfügung steht, wird der Fahrer vorzugsweise zum Betätigen des Fuß-Bremspedals aufgefordert.

Alternativ kann das Stellglied auch zusätzlich angesteuert werden, wenn der Fahrer das Fuß-Bremspedal betätigt. In diesem Fall kann ein gegebenenfalls zu geringer Bremsdruck durch das Stellglied erhöht werden.

Gemäß der Erfindung wird eine Notlöseanforderung erkannt, wenn das Bedienelement innerhalb einer vorgegebenen Zeit mit einer vorgegebenen Häufigkeit (z.B. dreimal pro Sekunde) oder mit vorgegebener Dauer (z.B. 5s lang) betätigt wird.

Um zu erkennen, ob die Notentriegelung erfolgreich war, wird vorzugsweise der Betriebsstrom eines Elektromotors überwacht, der die Verriegelungseinrichtung betätigt. Wenn das Verriegelungselement blockiert ist, zeigt der Elektromotor einen maximalen Betriebsstrom (Blockierstrom), bei frei beweglichem Verriegelungselement dagegen einen niedrigen Betriebsstrom. Aus der Stromaufnahme des Elektromotors lässt sich somit erkennen, ob die Entriegelung der Feststellbremse erfolgreich war oder nicht.

Ein erfindungsgemäßes Feststellbremssystem umfasst neben den erforderlichen mechanischen Komponenten ein Steuergerät mit einem Notlösealgorithmus, der eine Notlöseprozedur startet, wenn das Bedienelement der Feststellbremse gemäß einer vorgegebenen Notlösesequenz betätigt wird. Wird diese Sequenz vorn Steuergerät erkannt, wird wenigstens die Verriegelungseinrichtung der Feststellbremse automatisch angesteuert, um die Feststellbremse zu lösen. Außerdem kann das Steuergerät eine oder mehrere der vorstehend genannten Funktionen durchführen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Blockdarstellung eines Feststellbrems-Systems; und
2 die wesentlichen Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Notlösen einer automatischen Feststellbremse.
1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines elektrohydraulischen Feststellbremssystems, dessen mechanischer Aufbau im wesentlichen aus dem Stand der Technik bekannt ist. Das Feststellbremssystem umfasst ein Bedienelement 6 (Druckknopf) zum Aktivieren/Deaktivieren der Feststellbremse, ein Steuergerät 1, ein Hydroaggregat mit einer Hydraulikpumpe 2 und zwei Radbremsen 3 mit zugehörigen Verriegelungseinrichtungen 4.
Im Normalbetrieb steuert das Steuergerät 1, nach einer Betätigung des Bedienelements 6, die Pumpe und Ventile der Hydraulikeinheit mit 2 an, so dass sich in den Hydraulikleitungen 10 Druck aufbaut und die Bremsbeläge gegen die Bremsscheibe 8 gedrückt werden. Bei Erreichen des Verriegelungs-Bremsdrucks, steuert das Steuergerät 1 einen Elektromotor der Verriegelungseinrichtung 4 an, um die Bremsbacken der Radbremsen 3 zu verriegeln. Der Bremsdruck wird danach wieder abgebaut. Die Bremskolben werden durch die Verriegelungseinrichtung daran gehindert, zurück in die Ausgangsposition zu gelangen, so dass die Bremsscheiben 8 weiterhin festgeklemmt werden.
Zum Lösen der Feststellbremse 3, 4 wird der Bremsdruck wieder aufgebaut. Dabei muss wenigstens der beim Verriegeln herrschende Verriegelungs-Bremsdruck erreicht werden, um das Verriegelungselement zu entlassen und eine Entriegelung zu ermöglichen. Nach Erreichen des Verriegelungs-Bremsdrucks wird die Verriegelungseinrichtung 4 in die entriegelte Stellung zurückbewegt.
Bei ungenügendem Druckaufbau, z.B. aufgrund eines Defekts der Hydraulikpumpe 2 oder eines anderen Fehlers im Bremssystem (z. B. Energiemangel), kann die Feststellbremse 3, 4 nicht mehr durch die Betätigung des Bedienelements 6 gelöst werden. Für diesen Fall umfasst das Steuergerät 1 einen Notlösealgorithmus 12, der eine Notlöseprozedur startet, wenn der Fahrer das Bedienelement 6 in einer vorgegebenen Weise betätigt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Notlöseanforderung erkannt, wenn der Fahrer das Bedienelement 6 mehrfach schnell hintereinander in einer vorgegebenen Zeit, z.B. dreimal pro Sekunde, betätigt.
Durch diese Betätigung wird eine mit dem Steuergerät 1 verbundene optische oder akustische Einrichtung 11 angesteuert, um den Fahrer aufzufordern, das Fuß-Bremspedal 5 zu betätigen und dadurch Bremsdruck im Bremskreis 10 aufzubauen. Wenn der Fahrer dem Folge leistet, werden die Verriegelungseinrichtungen 4 bei Überschreitung eines gewissen Druckniveaus, das vorteilhafter Weise größer ist als der Verriegelungs-Bremsdruck entweder gleichzeitig oder nacheinander angesteuert, um die Feststellbremse 3, 4 zu lösen. Der Bremsdruck kann z.B. mittels des Vordrucksensors gemessen werden.
Sofern die Hydraulikpumpe 2 funktioniert, kann der Fahrer beim Aufbau von Bremsdruck zusätzlich von der Hydraulikpumpe 2 unterstützt werden.
Alternativ könnte auch nur die Hydraulikpumpe 2 angesteuert werden, wobei sie im Unterschied zum Normalbetrieb wenigstens so lange betrieben wird, bis der gewünschte Zieldruck erreicht ist, d.h. bis sich die Verriegelung löst – unter Berücksichtigung des maximal zulässigen Systemdrucks.
2 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Verfahrens zum Notlösen der Feststellbremse 3, 4. Dabei wird nach dem Erkennen einer Notlösesequenz in Schritt 20 zunächst die Funktion der Hydraulikpumpe 2 überprüft (Schritt 21). Bei funktionsfähiger Hydraulikpumpe (Fall J) wird der Fahrer in Schritt 22 aufgefordert, das Fuß-Bremspedal 5 zu betätigen und die Hydraulikpumpe 2 angesteuert, bis der Bremsdruck p mindestens den gewünschten Zielwert p₀ erreicht hat. Die Abfrage des Bremsdrucks erfolgt dabei in Schritt 23. Wenn der Bremsdruck den Zielwert p₀ noch nicht erreicht hat, wird der Fahrer nochmals zum Betätigen des Fuß-Bremspedals aufgefordert und die Hydraulikpumpe 2 weiter angesteuert.
In Schritt 24 werden dann die Elektromotoren der Verriegelungseinrichtungen 4 angesteuert und in Schritt 25 der Betriebsstrom der Elektromotoren überwacht. Aus dem Betriebsstrom lässt sich erkennen, ob das Lösen der Feststellbremse 3, 4 erfolgreich war oder nicht. Bei erfolgreicher Entriegelung (Fall J) wird in Schritt 26 ein entsprechendes Signal generiert. Andernfalls (Fall N) wird in Schritt 33 ein Fehlersignal erzeugt.
Bei einem Defekt der Hydraulikpumpe (Schritt 21) oder Energiemangel wird die Hydraulikpumpe 2 nicht angesteuert und in Schritt 27 nur der Fahrer aufgefordert, das Fuß-Bremspedal 5 zu betätigen. Wenn der vom Fahrer aufgebrachte Bremsdruck p mindestens den gewünschten Zielwert p₀ erreicht hat (Abfrage in Schritt 28), werden in Schritt 29 wiederum die Elektromotoren der Verriegelungseinrichtungen 4 angesteuert. Andernfalls (N) wird der Fahrer aufgefordert, das Bremspedal 5 stärker zu betätigen. Aus der Überwachung des Betriebsstroms der Elektromotoren in Schritt 30 ergibt sich wiederum, ob das Lösen der Feststellbremsen 3, 4 erfolgreich war (Fall J) oder nicht (Fall N). Bei erfolgreicher Entriegelung wird in Schritt 31 ein entsprechendes Signal erzeugt. Andernfalls wird in Schritt 32 ein Fehlersignal erzeugt.
Der linke Ast des Flussdiagramms stellt eine Alternative der Notlöseprozedur dar, bei der ausschließlich die Hydraulikpumpe angesteuert wird. Dabei werden in Schritt 34 zunächst die Ventile der Hydraulikeinheit 2 in geeigneter Weise eingestellt und die Hydraulikpumpe angesteuert. In Schritt 35 werden dann die Elektromotoren der Verriegelungseinrichtungen 4 angesteuert. Aus der Überwachung des Betriebsstroms der Elektromotoren in Schritt 36 ergibt sich wiederum, ob das Lösen der Feststellbremsen 3, 4 erfolgreich war (Fall J) oder nicht (Fall N). Bei erfolgreicher Entriegelung wird in Schritt 37 ein entsprechendes Signal erzeugt. Andernfalls verzweigt das Verfahren zurück zu Schritt 34, wobei weiter Druck aufgebaut und nochmals versucht wird, die Feststellbremse 3, 4 zu lösen. Das Verfahren endet nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit.
Die vorstehend genannten Prinzipien der Erfindung gelten in gleicher Weise auch für andere APB-Systeme, wie z.B. Systeme mit Seilzug oder mit einem direkt an der Radbremse wirkenden Elektromotor. Bei diesen Systemen wird ebenfalls die Verriegelungseinrichtung (Elektromotor) angesteuert und das Lösen der Feststellbremse durch den vom Fahrer ausgeübten Bremsdruck und/oder ein Stellglied des Bremssystems (z.B. das Hydroaggregat mit Hydraulikpumpe) unterstützt.

1: Steuergerät
2: Hydraulikeinheit mit Pumpe und Ventilen
3: Radbremsen
4: Verriegelungseinrichtung
5: Fuß-Bremspedal
6: Bedienelement
7: Hauptbremszylinder
8: Bremsscheiben
9: Batterie
10: Hydraulikleitung
11: optische oder akustische Einrichtung
12: Notlösealgorithmus
13: elektrische Steuerleitung
20–37: Verfahrensschritte

Claims

Verfahren zum Notlösen einer automatischen Feststellbremse (1–4) bei einer Fehlfunktion im automatischen Lösevorgang, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bedienelement (6) in einer vorgegebenen Weise betätigt, dies als Notlöseanforderung von einem mit dem Bedienelement (6) verbundenen Steuergerät (1) erkannt und eine Notlöseprozedur gestartet wird, bei der die Verriegelungseinrichtung (4) der Feststellbremse (3, 4) angesteuert wird, um die Feststellbremse (3, 4) zu lösen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrer innerhalb der Notlösprozedur mittels einer Einrichtung (11) aufgefordert wird, das Fuß-Bremspedal (5) zu betätigen, um Bremsdruck an den Radbremsen (3) aufzubauen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1) ein Stellglied (2) derart ansteuert, dass der zum Lösen der Feststellbremse (3, 4) erforderliche Bremsdruck erreicht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1) die Notlöseprozedur startet, wenn das Bedienelement (6) innerhalb einer vorgegebenen Zeit mit einer vorgegebenen Häufigkeit oder vorgegebener Dauer betätigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsfähigkeit des Stellglieds (2) überprüft und der Fahrer zum Betätigen des Fuß-Bremspedals (5) aufgefordert wird, wenn das Stellglied (2) nicht ordnungsgemäß funktioniert oder nicht genügend Bremsdruck aufbaut.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer elektrisch betätigten Verriegelungseinrichtung (4) der Betriebsstrom eines Elektromotors überwacht wird, um daraus das Lösen der Verriegelungseinrichtung (4) zu erkennen.
Automatische Feststellbremse (1–4) mit einer Notlösefunktion, umfassend – ein Bedienelement (6) zum Verriegeln und/oder Entriegeln der Feststellbremse (3, 4), – ein mit dem Bedienelement (6) verbundenes Steuergerät (1), – ein Stellglied (2) zum Aufbauen von Bremsdruck an einer Radbremse (3), und – eine Verriegelungseinrichtung (4), dadurch gekennzeichnet; dass das Steuergerät (1) einen Notlösealgorithmus (12) umfasst, der eine Notlöseprozedur startet, wenn das Bedienelement (6) in einer vorgegebenen Weise betätigt wird, wobei das Steuergerät (1) wenigstens die Verriegelungseinrichtung (4) automatisch ansteuert, um die Feststellbremse (3, 4) zu lösen.
Feststellbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische oder akustische Einrichtung (11) vorgesehen ist, um den Fahrer aufzufordern, das Fuß-Bremspedal (5) zu betätigen.
Feststellbremse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1) das Stellglied (2) innerhalb der Notlöseprozedur derart ansteuert, dass der zum Lösen der Feststellbremse (3, 4) erforderliche Bremsdruck an den Radbremsen (3) erreicht wird.