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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einschleifen einer Feststellbremse eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein zur Durchführung des Verfahrens geeignetes System.
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In Kraftfahrzeugen verbaute Bremsanlagen weisen neben einer Betriebsbremsfunktion und einer Hilfs-/Notbremsfunktion zusätzlich eine Feststellbremsfunktion auf. Hierzu sind in der Regel zwei energetisch voneinander unabhängige Bremsanlagen, nämlich eine Betriebsbremsanlage und eine energetisch unabhängige Feststellbremsanlage vorhanden. Die Betriebsbremsanlage wird üblicherweise über ein Fußpedal bzw. eine entsprechende Einrichtung zur Verstärkung der Fahrerfußkraft betätigt und ist als hydraulisches oder elektromechanisches System ausgeführt. Die Energie für die Feststellbremsanlage kann vom Fahrer über einen Handbremshebel und Seilzüge oder durch eine zusätzliche Energiequelle aufgebracht werden. Elektromechanische Feststellbremsen können beispielsweise als elektromechanische Einheit am Rad, die einen Radbremskolben betätigt, oder als sogenannte Cable-Puller-Systeme mit einem zentralen Aktuator für die Zugseile der Feststellbremse ausgeführt werden. Zumeist befindet sich die Feststellbremse an der Hinterachse.
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Die Ausführung der Feststellbremse am Rad lässt sich in zwei Kategorien unterteilen. Zum einen existieren Systeme, welche einen Bremsbelag der Betriebsbremsanlage zum Aufbringen der Spannkraft nutzen. Zum andern bestehen Systeme, welche einen von der Betriebsbremsanlage getrennten Bremsbelag besitzen. Die letztgenannten Systeme mit eigenem Bremsbelag werden zumeist als Trommelbremse ausgeführt, während die zugehörige Betriebsbremsanlage als Scheibenbremse ausgebildet sein kann.
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Bei Feststellbremsen mit eigenem Feststellbremsbelag besteht das Problem, dass neue Bremsbeläge oftmals keinen ausreichenden Reibwert aufweisen, um die geforderten Hanghaltekräfte für das Fahrzeug aufbringen zu können. Daher muss die Reibpaarung (z. B. Belag/Trommel) zunächst eingeschliffen werden. Ein entsprechender Einschleifvorgang wird auch bei Ersatz eines oder beider Reibpartner (Beläge/Trommel) erforderlich. In der Regel wird der Einschleifvorgang so durchgeführt, dass bei fahrendem Fahrzeug die Feststellbremse betätigt wird. Um keinen kritischen Fahrzustand zu erreichen, d. h. ein Blockieren der Hinterachse zu vermeiden, darf nur eine geringe Zuspannkraft an der Feststellbremse aufgebaut werden. Trotzdem kann es insbesondere bei geringen Reibwerten zwischen Fahrbahn und Reifen zu sehr hohem Schlupf an den Hinterrädern und somit zu einer verringerten Seitenführungskraft kommen.
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Während sich die Randbedingungen für ein Einschleifen auf einem Rollenprüfstand recht einfach konstant halten lassen, kann es beim Einschleifen auf der Straße, z. B. nach einem Belagwechsel im Kundendienst, zu unvorhergesehen Problemen kommen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Zeit zwischen detektiertem, kritischen Fahrzustand und Rücknahme der Zuspannkraft zu groß ist.
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Bei einer mechanischen, vom Fahrer z. B. über einen Handbremshebel betätigten Feststellbremse kann die Zuspannkraft und damit das Bremsmoment fein dosiert werden. Zusätzlich hat der Fahrer die Möglichkeit, durch Beobachtung der Fahrbahn den zu erwartenden Reibwert abzuschätzen und somit eine adäquate Zuspannkraft aufzubringen. Bei einer elektromechanisch betätigten Feststellbremse ist dies dem Fahrer jedoch nicht möglich.
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Aus der gattungsgemäßen
DE 10 2007 037 616 A1 zeigt ein Verfahren zum Einschleifen einer Bremse, bei der während der Einschleifroutine sicherheitskritische Bedingungen überprüft werden. Unter sicherheitskritische Bedingungen ist insbesondere eine Geschwindigkeit zu verstehen. Überschreitet die Geschwindigkeit eine vorgegebene Schwelle wird die Einschleifroutine abgebrochen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, hier Abhilfe zu schaffen. Insbesondere zielt die Erfindung darauf ab, ein einfaches und sicheres Einschleifen einer elektromechanischen Feststellbremse zu ermöglichen, das fernab eines Prüfstands durchgeführt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 sowie weiterhin durch ein System gemäß Patentanspruch 11 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß wird im Fahrzeug eine Einschleifroutine implementiert, die im Bedarfsfall, z. B. nach einem Wechseln des Belags der Feststellbremse aktiviert wird. Nach einem Schließen der Feststellbremse wird während eines anschließenden Fahrvorgangs ein Stellsignal für ein Stellorgan der Feststellbremse generiert, über das der Schließzustand der Feststellbremse, z. B. hinsichtlich der Zuspannkraft oder des Zuspannwegs, während des Fahrvorgangs zum Einschleifen kontrolliert wird. Hernach wird die Einschleifroutine wieder deaktiviert.
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Hierdurch lassen sich beim Einschleifen kritische Fahrzustände vermeiden.
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Bei einer Anordnung der Feststellbremse an einer angetriebenen Achse kann zudem das Einschleifmoment an der Antriebswelle abgestützt werden, wodurch eine unkontrollierte Momentenabstützung an der Fläche zwischen Fahrbahn und Reifen vermieden wird.
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Das Einschleifen kann beispielsweise aus dem Fahrzeugstillstand heraus erfolgen. Durch ein langsames, kontrolliertes Auffahren bzw. Entlasten der Feststellbremse kann während des Anfahrens des Fahrzeugs der gewünschte Abrieb erzielt werden. Es ist jedoch auch möglich, die Aktivierung des Einschleifens und das Schließen der Feststellbremse während der Fahrt vorzunehmen. Durch die gezielte Steuerung des Öffnungsvorgangs der Feststellbremse können in beiden Fällen kritische Fahrzustände vermieden werden.
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Gemäß der Erfindung ist hierzu vorgesehen, das Stellsignal während der Einschleifroutine fortlaufend in Abhängigkeit des Radschlupfes derart einzustellen, dass ein vorgegebener Radschlupf nicht überschritten wird. Gelangt das Fahrzeug während der Einschleifroutine auf einen Fahrbahnbereich mit verminderter Haftung, kann über das Stellsignal z. B. temporär ein stärkeres Öffnen der Bremse bewirkt werden, um ein Rutschen des Fahrzeugs zu verhindern. Die Einschleifroutine wird dementsprechend verlängert.
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Das Stellsignal während der Einschleifroutine kann auch derart vorgegeben werden, dass die Feststellbremse in Abhängigkeit der Raddrehzahlen und/oder der Fahrgeschwindigkeit und/oder des Motormoments eines Antriebsmotors des Fahrzeugs oder korrespondierender Parameter aufgefahren wird. Dies ermöglicht eine Dosierung des effektiven Bremsmoments, das sich üblicherweise in Bezug auf die Temperatur, den Einschleifweg und die Elastizität der Bremse nicht-linear verhält.
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Ferner ist möglich, das Stellsignal während der Einschleifroutine derart vorzugeben, dass die Feststellbremse zeitabhängig aufgefahren wird.
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Das Auffahren kann auch Intervalle beinhalten, in denen die Feststellbremse für einen gewissen Zeitraum konstant gehalten wird.
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Des Weiteren kann während der Einschleifroutine der Schließzustand der Feststellbremse zum Beispiel über die Zuspannkraft oder den Zuspannweg erfasst und in die Vorgabe des Stellsignals einbezogen werden. Durch eine solche Koppelung wird die Genauigkeit der Dosierung des effektiven Bremsemoments weiter verbessert.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt während der Einschleifroutine ein Eingriff in die Steuerung des Antriebsmotors des Kraftfahrzeugs derart, dass in Abstimmung mit dem Stellsignal ein gezieltes Antriebsmoment bereitgestellt wird. Hierdurch lassen sich bei einem Einschleifen auf der Straße recht gut reproduzierbare Einschleifbedingungen realisieren. Der Eingriff in die Ansteuerung des Antriebsmotors kann beispielsweise über eine an sich bekannte Motorschleppmomentregelung bzw. eine entsprechende Schnittstelle im elektronischen Stabilitätsprogramm (ESP) vorgenommen werden.
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Das erfindungsgemäße System zur Durchführung des vorstehend erläuterten Verfahrens umfasst zumindest eine Feststellbremse mit einem Stellorgan, über das der Schließzustand der Feststellbremse hinsichtlich Zuspannkraft und/oder Zuspannweg einstellbar ist, ein Aktivierungsorgan, über das eine Einschleifroutine ein- und ausschaltbar ist, und ein Steuergerät zur Generierung eines Stellsignals für das Stellorgan der Feststellbremse, welches derart konfiguriert ist, um während eines Fahrvorgangs das Einschleifen der Feststellbremse zu kontrollieren.
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Vorzugsweise ist das Steuergerät mit Sensoren verbunden, welche für die Außentemperatur, die Raddrehzahlen, die Fahrgeschwindigkeit, die Stellung eines Fahrpedals, und/oder das Motormoment eines Antriebsmotors indikative Signale bereitstellen. Dabei können die Sensoren direkt an das Steuergerät angeschlossen oder aber z. B. über einen Bus indirekt mit diesem verbunden sein.
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In gleicher Weise kann das Steuergerät mit einem Schlupfregelsystem verbunden sein, um von diesem für den Radschlupf indikative Signale zu erhalten.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung ist das Steuergerät mit Sensoren zur Erfassung des Schließzustands der Feststellbremse verbunden, so dass dieses für den Zuspannweg und/oder die Zuspannkraft indikative Signale erhält.
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Ferner ist es möglich, das Auffahren bzw. Lösen der Feststellbremse auf das Antriebsmoment des Antriebsmotors des Fahrzeugs abgestimmt vorzunehmen. Hierzu kann das Steuergerät der Feststellbremse direkt oder indirekt mit dem Motorsteuergerät des Antriebsmotors verbunden sein, um Abhängigkeit des Stellsignals über den Antriebsmotor ein definiertes Antriebsmoment zu generieren.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist in dem Steuergerät für die Einschleifroutine ein rein zeitabhängiger Verlauf für das Auffahren der Feststellbremse abgelegt, der von weiteren Fahrzeugparametern unabhängig ist. Bevorzugt erfolgt das Auffahren der Feststellbremse jedoch in Abhängigkeit oben genannter Fahrzeug- und Temperaturparameter, wodurch kritische Fahrzustände mit größerer Sicherheit ausgeschlossen werden können.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels sowie weiterer Abwandlungen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Darstellung einer Trommel-Feststellbremse, und in
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2 ein System zum Einschliefen einer elektromechanischen Feststellbremse eines Kraftfahrzeugs.
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In 1 ist beispielhaft eine Fahrzeugbremsanlage dargestellt, welche als Betriebsbremse eine Scheibenbremse mit einer Bremsscheibe 1 und einem Bremssattel 2 sowie als separate Feststellbremse eine Trommel-Feststellbremse mit einer Bremstrommel 3, Bremsbelägen 4 und einem Stellorgan 5 in Form eines Spreizmoduls aufweist. Bei einer Bestätigung des Spreizmoduls werden die Bremsbeläge 4 auseinandergedrückt, so dass diese radial in Anlage gegen die Bremstrommel 3 gelangen. Hierdurch wird ein Bremsmoment erzeugt. Das Spreizmodul ist elektrisch angesteuert, so dass der Fahrer die Zuspannkraft der Feststellbremse nicht wie bei einer herkömmlichen Handbremse beeinflussen kann. Bei einer herkömmlichen elektromechanischen Feststellbremse ist eine Dosierung des effektiven Bremsmoments für den Fahrer nicht möglich, was jedoch für die Gewährleistung der Haltefunktion unproblematisch ist, da die Feststellbremse stets mit einer hinreichenden Zuspannkraft geschlossen wird.
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Um im Kundendienst nach einem Wechsel der Bremsbeläge 4 und/oder der Bremstrommel 3 ein einfaches und sicheres Einschleifen der Bremsbeläge 4 bzw. eine Aktivierung der Reibpaarung zu ermöglichen, ist vorgesehen nach einem Schließen der Feststellbremse und einer Aktivierung einer Einschleifroutine während eines anschließenden Fahrvorgangs ein Stellsignal für ein Stellorgan der Feststellbremse zu generieren, über das der Schließzustand der Feststellbremse während des Fahrvorgangs zum Einschleifen der Feststellbremse kontrolliert wird.
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Dazu kann beispielsweise aus dem Fahrzeugstillstand mit einer „klebenden” Bremse angefahren oder beschleunigt werden. Über das Stellsignal wird hierbei das Auffahren der Beläge 4 gezielt verlangsamt. Dies kann entweder linear, nichtlinear, und auch nicht-stetig erfolgen. Ferner können Intervalle vorgesehen sein, in denen die Feststellbremse konstant gehalten wird.
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Alternativ können die Beläge in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern auch mit konstant geringer Spannkraft temporär oder über den gesamten Einschleifvorgang angelegt werden.
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Das Auffahren der Beläge 4 kann in Abhängigkeit verschiedener, im Fahrzeug vorhandener oder allgemeiner Größen wie z. B. der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Motormoment, der Fahrpedalstellung, den Radgeschwindigkeiten und/oder der Zeit erfolgen. Hierdurch kann die Tatsache berücksichtigt werden, dass sich das Bremsmoment unter anderem in Abhängigkeit der Temperatur, des Einschleifwegs, der Zuspannkraft und der Elastizität der Feststellbremse nicht linear verhält.
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Insbesondere ist es möglich, das Stellsignal stets so einzustellen, dass während der Einschleifroutine ein Durchrutschen der Fahrzeugräder verhindert bzw. ein vorgegebener Wert für den Radschlupf nicht überschritten wird. Entsprechende Informationen können über einen CAN-Bus am Fahrzeug zur Verfügung gestellt und abgegriffen werden.
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Die Erfindung bietet somit eine Möglichkeit, die Zuspannkraft der Feststellbremse in z. B. Abhängigkeit des Fahrbahnreibwerts zu variieren.
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Ist die Feststellbremse an einer angetriebenen Achse montiert, so wird das Einschleifmoment nicht an der Kontaktfläche Reifen-Fahrbahn abgestützt, sondern an der Antriebswelle.
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Weiterhin besteht die Möglichkeit, durch eine gezielte Antriebsmomentbeaufschlagung der betroffenen Achse den Einschleifvorgang zu kontrollieren. Hierzu kann z. B. eine im ESP existierende MSR-Schnittstelle für die Motorschleppmomentregelung genutzt werden.
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Mit einer Motorschleppmomentregelung wird üblicherweise eine Blockierneigung der Antriebsräder infolge einer Bremswirkung des Motors auf glatter Fahrbahn verhindert, die dann auftreten kann, wenn der Fahrer abrupt vom Gas geht oder schnell zurückschaltet. Durch die Bremswirkung des Motors können die Antriebsräder zum Rutschen neigen. Das Steuergerät des Motors erhöht dann kurzfristig das Drehmoment, um das Fahrzeug stabil zu halten. Die Motorschleppmomentregelung erhält in diesen Situationen die Fahrstabilität und verbessert somit die Sicherheit. Während der Einschleifroutine wird über eine entsprechende Veränderung des Antriebsmoments des Motors in Abstimmung mit dem Stellsignal für das Stellorgan 5 der Feststellbremse sichergestellt, dass während des Einschleifens durch den Eingriff der Feststellbremse keine kritischen Fahrzustände auftretenden. Ist beispielsweise die Zuspannkraft der Feststellbremse für den aktuellen Fahrbahnreibwert zu hoch, so dass die Räder blockieren würden, kann durch eine kurzfristige Antriebsmomenterhöhung erreicht werden, dass die Antriebsräder wieder entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit drehen. Dadurch bleibt das Fahrzeug lenkfähig und die Fahrstabilität erhalten. Hierdurch lässt sich sowohl die Variante „Einschleifen während der Fahrt”, als auch die Variante „Einschleifen während des Anfahrens/Beschleunigens” sehr gut kontrollieren.
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2 zeigt einen schematischen Aufbau eines Systems zum Einschleifen einer elektromechanischen Feststellbremse eines Kraftfahrzeugs. Dieses umfasst eine Feststellbremse 10 mit einem Stellorgan, beispielsweise ein elektromechanisches Spreizelement wie in 1 gezeigt, über das der Schließzustand der Feststellbremse hinsichtlich Zuspannkraft und/oder Zuspannweg einstellbar ist. Das System umfasst ferner ein Aktivierungsorgan 11, über das für einen Fahrer eine Einschleifroutine beispielsweise manuell ein- und ausschaltbar ist, sowie ein Steuergerät 12 zur Generierung eines Stellsignals für das Stellorgan der Feststellbremse. Das Steuergerät 12 ist derart konfiguriert, um während eines Fahrvorgangs das Einschleifen der Feststellbremse 10 zu kontrollieren.
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Weiterhin umfasst das System ein Schlupfregelsystem 13, sowie weitere Sensoren zur Erfassung von Fahrzeug- und Temperaturparametern, die verallgemeinert mit dem Bezugszeichen 14 angedeutet sind.
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In der hier dargestellten Ausführungsvariante ist zusätzlich ein Motorsteuergerät 15 in das System eingebunden. Jedoch ist auch eine Ausführung ohne eine Einbeziehung der Motorsteuerung möglich.
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Über das Aktivierungsorgan 11 wird die Einschleifroutine gestartet. Ein entsprechendes Signal a wird vom Steuergerät 12 der Feststellbremse 10 eingelesen. Zusätzlich werden Signale vom Schlupfregelsystem 13, vom Motorsteuergerät 15 und vom restlichen Fahrzeug eingelesen. Diese Signale repräsentieren beispielhaft Informationen wie die Außentemperatur b, die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Raddrehzahlen c, sowie einen Fahrpedalwert und ein Motormoment j.
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Weiterhin kann das Steuergerät 12 der Feststellbremse optional für den Zuspannweg und die Zuspannkraft d indikative Signale direkt von der Feststellbremse 10 erhalten.
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Die Feststellbremse 10 bzw. deren Stellorgan wird über ein Stellsignal e, vorzugsweise eine Stromvorgabe, angesteuert, so dass der Schließzustand der Feststellbremse in Bezug auf die Zuspannkraft und/oder der Zuspannkraft dosiert werden kann.
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Von der Feststellbremse 10 bzw. an den betreffenden Antriebsrädern befindlichen Raddrehzahlsensoren können dem Schlupfregelsystem 14 Signale i über die Raddrehzahlen oder Radgeschwindigkeiten zurückgemeldet werden.
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Das Steuergerät 12 ist entweder direkt (f) oder indirekt (g, k) über das Schlupfregelsystem 14 mit dem Motorsteuergerät 15 verbunden, so dass letzterem Signale zur Verfügung gestellt werden können, um in Abstimmung mit dem Stellsignal e ein gezieltes Antriebsmoment h auf die Achse der Feststellbremse 10 aufzuprägen.
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Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alle durch die Ansprüche definierten Ausgestaltungen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bremsscheibe
- 2
- Bremssattel
- 3
- Bremstrommel
- 4
- Bremsbelag
- 5
- Stellorgan (Spreizmodul)
- 10
- Feststellbremse
- 11
- Aktivierungsorgan
- 12
- Steuergerät
- 13
- Schlupfregelsystem
- 14
- Sensoren
- 15
- Motorsteuergerät
