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Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zum Steuern einer elektromechanischen Feststellbremse eines Fahrzeuges mit Rädern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8 und ein Verfahren zum Steuern einer elektromechanischen Feststellbremse eines Fahrzeuges mit Rädern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
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Elektromechanische Feststellbremsen dienen zur Sicherung eines stillstehenden Fahrzeuges durch eine Blockierung aller Räder. Diese Art von Feststellbremsen ersetzen nach und nach herkömmliche, rein mechanische Feststellbremsen, die besser als Handbremse oder Parkbremse bekannt sind.
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Eine elektromechanische Feststellbremse weist gewöhnlich einen Schalter, wie einen Hebel, im Bedienfeld des Fahrers auf, der mit einer Steuervorrichtung verbunden ist. Die Steuervorrichtung kann über eine Hydraulik Eingriffseinheiten steuern, die die Blockierung der Räder sicherstellt und ein Auslösen der Feststellbremse mit weniger Kraft erlaubt.
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Andererseits wird ständig versucht, das Verhalten eines Fahrzeuges dynamischer und agiler zu gestalten damit es sich schnell und effizient aus Gefahrensituationen manövrieren und angenehmer fahren lässt.
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Daher liegt der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung zum Steuern einer elektromechanischen Feststellbremse eines Fahrzeuges mit Rädern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, mit der sich die Dynamik und Agilität eines Fahrzeug steigern lässt.
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Die Erfindung gibt daher eine Steuervorrichtung zum Steuern einer elektromechanischen Feststellbremse eines Fahrzeuges mit Rädern an. Die elektromechanische Feststellbremse ist zum Bremsen aller Räder des Fahrzeuges im Stillstand über an den Rädern vorgesehene Eingriffseinheiten vorgesehen. Erfindungsgemäß ist die Steuervorrichtung während der Fahrt des Fahrzeugs zum Steuern der Eingriffseinheiten basierend auf der Stellung eines Steuerelements zum Auslösen der Feststellbremse derart vorgesehen, dass gleichzeitig die Eingriffseinheit eines ersten Rades eine Bremswirkung aufbringt und die Eingriffseinheit eines zweiten Rades keine Bremswirkung aufbringt. Mit der Feststellbremse kann der Fahrer so während der Fahrt auf das Fahrverhalten des Fahrzeug Einfluss nehmen und es nicht einfach nur abbremsen. Fahrzeuge mit einer durch die erfindungsgemäße Steuervorrichtung gesteuerte elektromechanischen Feststellbremse verhalten sich dynamischer und agiler, da der Fahrer einen zusätzlichen Freiheitsgrad gewinnt und er eine weitere Möglichkeit hat zu entscheiden, wie sich sein Fahrzeug während der Fahrt verhalten soll. Deshalb sind mit einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung beispielsweise besondere Flucht-Manöver möglich mit dem Fahrzeug möglich, da die einzelnen Räder ungleichmäßig abgebremst werden.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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In einer besonderen Ausführung können das erste und zweite Rad an verschiedenen Radachsen des Fahrzeuges angeordnet sein, was ein künstliches Drehmoment auf das Fahrzeug erzwingen kann.
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In einer bevorzugten Weiterbildung kann das erste Rad an einer Hinterachse des Fahrzeuges angeordnet sein, wobei das Steuergerät vorzugsweise zum Steuern der Eingriffseinheiten derart vorgesehen sein kann, dass die Eingriffseinheiten aller Räder an der Hinterachse die gleiche Bremswirkung aufbringen. Hierdurch wird beim Auslösen der Feststellbremse eine Schleuderwende ermöglicht, wobei sich das Fahrzeug zum Beispiel um 180° um die eigene Achse dreht.
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In einer weiteren besonderen Ausbildung der Erfindung kann das Steuerelement in wenigstens drei verschiedene Steuerstellungen bewegbar und die Steuervorrichtung zum sukzessiven Öffnen der Eingriffseinheit aller gebremsten Räder vorgesehen sein, wenn das Steuerelement von der ersten Steuerstellung über die zweite Steuerstellung in die dritte Steuerstellung bewegt wird. Dies ermöglicht eine individuelle Einstellung des Bremsdruckes mit dem Steuerelement, der damit das Gefühl verleiht, eine echte mechanische Handbremse zu benutzen.
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In einer Weiterbildung der Erfindung kann das Steuerelement zum Aufbringen einer Rückstellkraft von der ersten und zweiten Steuerstellung zur dritten Steuerstellung hin und die Steuervorrichtung zum Verringern der Rückstellkraft vorgesehen sein, wenn das Steuerelement von der ersten Steuerstellung in die zweite Steuerstellung bewegt wird. Eine derartige Force-Feedback-Kraftstufe am Steuerelement steigert das Gefühl eine echte mechanische Handbremse zu benutzen weiter.
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In einer anderen Ausbildung der Erfindung kann die Steuervorrichtung für wenigstens eine erste Steuerstellung des Steuerelementes zwei verschiedene Betriebszustände aufweisen, wobei die Steuervorrichtung im ersten Betriebszustand zum Auslösen der Feststellbremse derart vorgesehen ist, dass gleichzeitig die Eingriffseinheit des ersten Rades eine Bremswirkung aufbringt und die Eingriffseinheit eines zweiten Rades keine Bremswirkung aufbringt und im zweiten Betriebszustand für die erste Steuerstellung zum Auslösen der Feststellbremse derart vorgesehen ist, dass gleichzeitig die Eingriffseinheiten des ersten und zweiten Rades eine Bremswirkung aufbringen. Dadurch steuert die Steuervorrichtung die Feststellbremse im ersten Betriebszustand erfindungsgemäß und im zweiten Betriebszustand wie herkömmlich, so dass zur Bereitstellung einer herkömmlichen elektromechanischen Feststellbremse nicht extra eine zweite Steuervorrichtung vorgesehen werden muss.
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Insbesondere kann das Umschalten vom ersten in den zweiten Betriebszustand erfolgen, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges einen Schwellwert übersteigt, so dass bei zu hohen Geschwindigkeiten eine versehentliche erfindungsgemäße Verwendung der elektromechanischen Feststellbremse ausgeschlossen ist und das Fahrzeug nicht in risikoreiche und unbeherrschbare Fahrzeugzustände überführt werden kann.
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In einer zusätzlichen Weiterbildung der Erfindung kann die Steuervorrichtung für eine elektromechanische Feststellbremse in einem Fahrzeug vorgesehen sein, das ein Allradfahrzeug ist. Die Steuervorrichtung kann dabei zum Öffnen der Allradkupplung vorgesehen sein, wenn die Eingriffseinheit für das erste Rad geschlossen ist, so dass das zweite Rad nicht durch den Allradantrieb mit abgebremst wird.
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Die Erfindung gibt auch eine elektromechanische Feststellbremse für ein Fahrzeug mit Rädern an. Dabei ist die elektromechanische Feststellbremse zum Bremsen aller Räder des Fahrzeuges im Stillstand über an den Rädern vorgesehenen Eingriffseinheiten vorgesehen. Erfindungsgemäß weist die elektromechanische Feststellbremse eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung zum Steuern der Eingriffseinheiten auf.
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Die Erfindung gibt ferner ein Fahrzeug mit Rädern an. Erfindungsgemäß weist das Fahrzeug eine erfindungsgemäße elektromechanische Feststellbremse zum Abbremsen aller Räder des Fahrzeuges im Stillstand über an den Rädern vorgesehenen Eingriffseinheiten auf.
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In einer besonderen Ausführung kann das Fahrzeug eine sportliche Fahrdynamik aufweisen. Diese Fahrdynamik kann beispielsweise durch verschiedene Modi im Fahrzeug definiert werden, wenn beispielsweise ein für das Fahrzeug verfügbarer dynamic traction control Modus oder ein dynamic stability control Modus ausgeschaltet ist.
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Die Erfindung gibt auch ein Verfahren zum Steuern einer elektromechanischen Feststellbremse eines Fahrzeuges mit Rädern an. Die elektromechanische Feststellbremse ist zum Bremsen aller Räder des Fahrzeuges im Stillstand über an den Rädern vorgesehenen Eingriffseinheiten vorgesehen. Erfindungsgemäß bringt basierend auf der Stellung eines Steuerelementes zum Auslösen der Feststellbremse während der Fahrt des Fahrzeugs, gleichzeitig die Eingriffseinheit eines ersten Rades eine Bremswirkung und die Eingriffseinheit eines zweiten Rades keine Bremswirkung auf.
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In einer besonderen Ausführung können das erste und zweite Rad an verschiedenen Radachsen des Fahrzeuges angeordnet sein.
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Dabei kann das erste Rad an einer Hinterachse des Fahrzeuges angeordnet sein und vorzugsweise können die Eingriffseinheiten aller Räder an der Hinterachse die gleiche Bremswirkung aufbringen.
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In einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann das Steuerelement in wenigstens drei Steuerstellungen überführbar sein, wobei die Eingriffseinheit des ersten Rades sukzessive geöffnet wird, wenn das Steuerelement von der ersten Steuerstellung über die zweite Steuerstellung in die dritte Steuerstellung bewegt wird.
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Am Steuerelement kann eine Rückstellkraft von der ersten und zweiten Steuerstellung zur dritten Steuerstellung hin aufgebracht werden, wobei die Rückstellkraft in der ersten Steuerstellung größer ist, als in der zweiten Steuerstellung.
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In einer weiteren besonderen Ausführung kann basierend auf dem Betriebszustand einer Steuervorrichtung die Feststellbremse derart ausgelöst werden, dass entweder in einem ersten Betriebszustand gleichzeitig die Eingriffseinheit des ersten Rades eine Bremswirkung aufbringt und die Eingriffseinheit eines zweiten Rades keine Bremswirkung aufbringt oder in einem zweiten Betriebszustand gleichzeitig die Eingriffseinheiten des ersten und zweiten Rades eine Bremswirkung aufbringen.
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Dabei kann vom ersten in den zweiten Betriebszustand umgeschaltet werden, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges einen bestimmten Schwellwert übersteigt.
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In einer zusätzlichen Weiterbildung der Erfindung kann das Fahrzeug ein Allradfahrzeug sein und eine Allradkupplung des Fahrzeuges geöffnet werden, wenn die Eingriffseinheit für das erste Rad geschlossen ist.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels und der beigefügten Figuren. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer elektromechanischen Feststellbremse mit einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung; und
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2 eine schematische Darstellung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern einer elektromechanischen Feststellbremse.
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Gemäß 1 weist ein Fahrzeug 2 mit einer elektromechanischen Feststellbremse eine Steuervorrichtung 4 auf, die zum Steuern einer Hydraulikvorrichtung 6 vorgesehen ist. Die Hydraulikvorrichtung 6 weist vier Hydraulikkanäle 8, 10, 12, 14 auf, die entsprechend zum mechanischen Steuern von Eingriffseinheiten 16, 18, 20, 22 vorgesehen sind. Jede Eingriffseinheit 16, 18, 20, 22 ist zum Blockieren eines Rades 24, 26, 28, 30 des Fahrzeugs 2 vorgesehen. Die einzelnen Hydraulikkanäle 8, 10, 12, 14 können von der Hydraulikvorrichtung 6 und damit durch die Steuervorrichtung 4 individuell angesteuert werden. Erfindungsgemäß ist die Steuervorrichtung 4 dazu vorgesehen, eines der Räder 24, 26, 28, 30 über eine Eingriffseinheit 16, 18, 20, 22 zu bremsen, während wenigstens ein anderes Rad frei laufen kann.
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Ein erstes Rad 24 und ein zweites Rad 26 der Räder 24, 26, 28, 30 sind auf einer Hinterachse 32 des Fahrzeugs 2 befestigt, während ein drittes Rad 28 und ein viertes Rad 30 auf einer Vorderachse 34 des Fahrzeugs befestigt sind. In einer besonderen Ausführung bremst die Steuervorrichtung 4 nur das erste und zweite Rad 24, 26 auf der Hinterachse, während das dritte und vierte Rad 28, 30 frei laufen können, so dass mit dem Fahrzeug 2 beispielsweise bei eingeschlagenem Lenkrad eine Schleuderwende durchgeführt werden kann.
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Die Steuervorrichtung 4 ist zum Empfang von Befehlssignalen 36 aus einem CAN-BUS 40 vorgesehen. Die Befehlssignale 36 können ein Stellsignal aus einem Steuerelement enthalten. In der vorliegenden Ausführung ist das Steuerelement ein Hebel 38, der dem Fahrer des Fahrzeugs das Gefühl gibt, eine echte mechanische Handbremse zu betätigen. Steht der Hebel 38 in einer geschlossenen Stellung, in der eine herkömmliche mechanische Handbremse im angezogenen Zustand betrieben werden würde, so wird die Steuervorrichtung 4 in der vorliegenden Ausführung während der Fahrt des Fahrzeugs durch das Stellsignal instruiert, über die Hydraulikvorrichtung 6 die Räder 24, 26 der Hinterachse 32 zu bremsen, so dass nur die Räder 28, 30 der Vorderachse 34 frei laufen können. Steht der Hebel 38 in einer geöffneten Stellung, in der eine herkömmliche mechanische Handbremse im gelösten Zustand betrieben wird, so wird die Steuervorrichtung 4 in der vorliegenden Ausführung instruiert, über die Hydraulikvorrichtung 6 alle Räder 24, 26, 28, 30 frei laufen zu lassen.
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Das Stellsignal kann eine Viezahl verschiedener Zustände einnehmen, wenn der Hebel 38 in eine Zwischenstellung zwischen seiner geschlossenen Stellung und seiner geöffneten Stellung gesetzt wird. So können über die Steuervorrichtung 4 die entsprechenden Eingriffseinheiten 16, 18 sukzessive geöffnet oder geschlossen werden, so dass der Bremsdruck der Eingriffseinheiten 16, 18 variabel eingestellt und dem Fahrer das Gefühl einer echten Handbremse vermittelt werden kann. Dieses Gefühl wird realistischer, wenn auf den Hebel 38 eine Rückstellkraft zu seiner geöffneten Stellung hin ausgeübt wird. Insbesondere kann diese Rückstellkraft zur geschlossenen Stellung des Hebels 38 hin beliebig erhöht werden, muss es aber nicht.
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Um mit der elektromechanischen Feststellbremse des Fahrzeugs 2 in der geschlossenen Stellung des Hebels 38 aus dem erfindungsgemäßen Funktionsmodus in einen herkömmlichen Funktionsmodus zurückzukehren, in der sie wie eine herkömmliche mechanische Handbremse funktioniert und alle Räder 24, 26, 28, 30 gleichzeitig gebremst werden, kann unter den Befehlssignalen 36 wenigstens ein Umschaltsignal an die Steuervorrichtung 4 gesendet werden. Ein erstes Umschaltsignal kann von einem Geräteschalter 44 gesetzt werden, der den erfindungsgemäßen Funktionsmodus in der Steuervorrichtung 4 ein- oder ausschaltet. Ein zweites Umschaltsignal kann aus einem Geschwindigkeitssensor 42 abgeleitet werden, wobei eine Umschaltung in den erfindungsgemäßen Funktionsmodus nur dann erfolgt, wenn das Fahrzeug 2 langsamer als eine bestimmte Grenzgeschwindigkeit ist. Schließlich kann ein drittes Umschaltsignal auch aus einem Sportschalter 46 empfangen werden, wobei die Umschaltung in den erfindungsgemäßen Funktionsmodus nur dann erfolgt, wenn der Sportschalter 46 das Fahrzeug 2 in einen sportlichen Fahrdynamikmodus, wie einen dynamic traction control Modus oder ein dynamic stability control Modus setzt. Den einzelnen Umschaltsignalen können verschiedene Prioritäten gegeben werden, wobei beispielsweise dem Umschaltsignal aus dem Geräteschalter 44 die höchste Priorität zukommen kann.
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Eine Anzeigevorrichtung 48 kann dem Fahrer des Fahrzeugs 2 anzeigen, in welchem Funktionsmodus die elektromechanische Feststellbremse und damit die Steuervorrichtung 4 gerade arbeitet.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern einer elektromechanischen Feststellbremse. Danach erfolgt zunächst eine Prüfung in Schritt 50 ob das Fahrzeug 2 fährt, in Schritt 52 ob der Hebel 38 angezogen ist, optional in Schritt 54, ob das Fahrzeug 2 in einem Sportmodus gefahren wird und ebenfalls optional in Schritt 56, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2 klein genug ist. Nur wenn alle notwendigen und gegebenenfalls optionalen Prüfungen erfolgreich sind, wird optional in Schritt 58 in einem Allradfahrzeug die Allradkupplung geöffnet und in Schritt 60 die Räder an der Hinterachse gebremst und in Schritt 62 die Räder an der Vorderachse gelöst.
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Erfindungsgemäß steuert die Steuervorrichtung für eine elektromechanische Feststellbremse die Eingriffseinheiten der elektromechanische Feststellbremse derart, dass gleichzeitig die Eingriffseinheit eines ersten Rades geöffnet und die Eingriffseinheit eines zweiten Rades geschlossen ist. Fahrzeuge, die eine elektromechanische Feststellbremse mit einer derartigen Steuervorrichtung aufweisen, verhalten sich dynamischer und agiler.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Fahrzeug
- 4
- Steuervorrichtung
- 6
- Hydraulikvorrichtung
- 8, 10, 12, 14
- Hydraulikkanal
- 16
- Eingriffseinheit des ersten Rades
- 18
- Eingriffseinheit des zweiten Rades
- 20
- Eingriffseinheit des dritten Rades
- 22
- Eingriffseinheit des vierten Rades
- 24
- erstes Rad
- 26
- zweites Rad
- 28
- drittes Rad
- 30
- viertes Rad
- 32
- Hinterachse
- 34
- Vorderachse
- 36
- Befehlssignale
- 38
- Hebel
- 40
- CAN-Bus
- 42
- Geschwindigkeitssensor
- 44
- Geräteschalter
- 46
- Sportschalter
- 48
- Anzeigevorrichtung
- 50
- Prüfung fährt Fahrzeug
- 52
- Prüfung ob Hebel der Feststellbremse angezogen
- 54
- Prüfung ob Fahrzeug im Sportmodus
- 56
- Prüfung ob Fahrzeuggeschwindigkeit ausreichend klein
- 58
- Schritt Allradkupplung lösen
- 60
- Schritt Räder an der Hinterachse bremsen
- 62
- Schritt Räder an der Vorderachse lösen.
