DE102011005843A1

DE102011005843A1 - Verfahren zum Abbau der von einer Feststellbermse ausgeübten Klemmkraft

Info

Publication number: DE102011005843A1
Application number: DE102011005843A
Authority: DE
Inventors: Dieter Blattert; Simon Hauber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-03-21
Filing date: 2011-03-21
Publication date: 2012-09-27
Also published as: US8483923B2; CN102689629B; US20120245816A1; CN102689629A; FR2972985A1

Abstract

Bei einem Verfahren zum Abbau der von einer Feststellbremse ausgeübten Klemmkraft, die zumindest teilweise von einer elektromechanischen Bremsvorrichtung mit einem elektrischen Bremsmotor und bedarfsweise ergänzend von einer hydraulischen Bremsvorrichtung erzeugbar ist, wird für den Fall, dass sich der Bremsmotor zum Abbau der Klemmkraft nicht lösen lässt, ein Signal zur Betätigung der hydraulischen Bremsvorrichtung erzeugt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abbau der von einer Feststellbremse ausgeübten Klemmkraft.
Stand der Technik
Aus der DE 103 61 042 B3 ist eine Feststell- bzw. Parkbremse bekannt, über die ein Fahrzeug im Stillstand festgesetzt wird. Die Klemmkraft zum Festsetzen des Fahrzeugs wird elektromechanisch erzeugt, indem ein elektrischer Bremsmotor der Feststellbremse einen Bremskolben, welcher Träger eines Bremsbelages ist, axial in Richtung auf eine Bremsscheibe beaufschlagt. Mit dem Beenden des Feststellvorganges wird die Position des Rotors des Bremsmotors gehalten und die Klemmkraft konserviert. Um das Fahrzeug wieder bewegen zu können, muss die Klemmkraft abgebaut werden, wofür der Bremsmotor in Gegenrichtung verstellt wird.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Maßnahmen sicherzustellen, dass eine elektromechanische Feststellbremse in unterschiedlichen Betriebsbedingungen gelöst werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich auf eine elektromechanische Feststellbremse in einem Fahrzeug mit einem elektrischen Bremsmotor, über den eine das Fahrzeug festsetzende Klemmkraft erzeugbar ist. Bei Betätigung des Bremsmotors wird die Rotationsbewegung des Rotors des Bremsmotors in eine axiale Stellbewegung eines Stellglieds übertragen, über die ein Bremskolben, welcher Träger eines Bremsbelages ist, axial gegen eine Bremsscheibe gedrückt wird. Die Feststellbremse ist zusätzlich mit einer hydraulischen Bremsvorrichtung versehen, über die bedarfsweise und ergänzend eine hydraulische Klemmkraft erzeugbar ist. Über die hydraulische Bremsvorrichtung, bei der es sich insbesondere um die reguläre hydraulische Fahrzeugbremse des Fahrzeugs handelt, wird ein Hydraulikdruck generiert, der auf den Bremskolben wirkt, so dass sich die Gesamtklemmkraft aus einer Komponente, die über den elektrischen Bremsmotor erzeugt wird, und einer Komponente aus der hydraulischen Bremsvorrichtung zusammensetzt.
In Extremsituationen, in denen sich die Feststellbremse nach dem Erzeugen einer Klemmkraft nicht mehr auf rein elektromechanischem Wege lösen lässt, wird erfindungsgemäß ein Signal zur Betätigung der hydraulischen Bremsvorrichtung erzeugt. Dies wird sowohl in Fällen eines tatsächlichen Blockierens des Bremsmotors als auch in Fällen eines drohenden Blockierens durchgeführt. Über das Signal, das in diesen Fällen erzeugt wird, lässt sich die hydraulische Bremsvorrichtung entweder selbsttätig auslösen, beispielsweise durch Ansteuerung einer ESP-Hydraulik (Elektronisches Stabilitätsprogramm). Möglich ist es aber auch, ein Signal zu generieren, welches dem Fahrer auf optischem, akustischem oder haptischem Wege angezeigt wird, um ihn zu einer Betätigung der hydraulischen Fahrzeugbremse zu veranlassen. Durch die Erhöhung des hydraulischen Drucks kann ein Blockieren der elektromechanischen Feststellbremse aufgehoben werden, so dass die Feststellbremse in der gewünschten Weise in Richtung Öffnungsstellung verstellt und die Klemmkraft abgebaut werden kann. Falls der Fahrer auf die Aufforderung zur Betätigung der hydraulischen Fahrzeugbremse nicht reagiert, kann gegebenenfalls das Signal wiederholt werden bzw. andauern. Gleiches gilt für den Fall, dass die selbsttätige Erzeugung des hydraulischen Drucks oder die manuelle Betätigung durch den Fahrer nicht ausreichend ist, um das Blockieren zu lösen.
Das Blockieren kann grundsätzlich entweder präventiv oder nach bereits erfolgtem Eintritt erkannt werden. Die präventive Erkennung eines drohenden Blockierens wird insbesondere anhand von zu untersuchenden Zustands- bzw. Betriebsgrößen der Feststellbremse festgestellt. Hierbei können verschiedene Größen untersucht werden, wobei eine Extrem- bzw. Blockadesituation vorliegt bzw. droht, falls bereits eine der untersuchten Größen außerhalb eines zulässigen Wertebereichs liegt.
Als Zustands- bzw. Betriebsgröße der Feststellbremse, welche untersucht wird, um ein drohendes Blockieren zu erkennen, kann der hydraulische Druck der hydraulischen Bremsvorrichtung, welche auf dem Bremskolben wirkt, aus einem vorangegangenen Zuspannen der Feststellbremse untersucht werden. Stellt sich hierbei heraus, dass der hydraulische Bremsdruck einen Grenzwert übersteigt, droht ein Blockieren, so dass nach dem erfolgten Zuspannen der Feststellbremse und vor dem gewünschten Lösen zunächst die Maßnahmen zum Aufheben des Blockierens getroffen werden. Der Hydraulikdruck aus dem vorangegangenen Zuspannen der Feststellbremse wird entweder vom Fahrer durch Betätigen des Bremspedals (Vordruck) erzeugt oder automatisch durch einen Aktor generiert, beispielsweise über die ESP-Hydraulik.
Ein weiteres Kriterium zum Feststellen einer Extrem- bzw. Blockiersituation liegt in der Höhe der Klemmkraft aus einem vorangegangenen Bremsvorgang der Feststellbremse. Ist diese durch Betätigen des elektrischen Bremsmotors mit maximaler Bremskraft bzw. einer einen Grenzwert übersteigenden Bremskraft betätigt worden, so kann ebenfalls von dem Vorliegen einer Extrem- bzw. potenziellen Blockiersituation ausgegangen werden.
Gemäß eines weiteren Kriteriums liegt eine Extrem- bzw. Blockiersituation vor bzw. droht, wenn die Temperatur in der Feststellbremse einen Grenzwert übersteigt. Auch für den Fall, dass nach dem Zuspannen der Feststellbremse ein Nachspannvorgang durchgeführt worden ist bzw. die elektrische Spannung im Bordnetz, welche für die Betätigung des Bremsmotors zur Verfügung steht, einen Grenzwert unterschreitet, kann von einer tatsächlichen oder drohenden Blockiersituation ausgegangen werden.
Als zusätzliche Maßnahme im Fall, dass sich der Bremsmotor zum Abbau der Klemmkraft nicht lösen lässt, kann ein Signal zum Starten des Antriebsmotors erzeugt werden. Das Signal wird dem Fahrer in geeigneter Weise zur Anzeige gebracht, um diesen zum Starten des Antriebsmotors zu veranlassen. Gegebenenfalls kann der Antriebsmotor auch selbsttätig gestartet werden.
Eine tatsächliche Blockiersituation kann durch Untersuchen motorischer Größen des elektrischen Bremsmotors erkannt werden. Wird ein Lösevorgang durch Ansteuerung des Bremsmotors begonnen, wobei der Motorstrom einen Grenzwert übersteigt, kann von einem Motorblockieren ausgegangen werden, woraufhin der Lösevorgang wieder abgebrochen wird. Gleiches gilt, wenn die Motordrehzahl einen Grenzwert unterschreitet; auch in diesem Fall liegt ein Blockieren des elektrischen Bremsmotors vor, der zu einem Abbruch des Lösevorgangs bzw. der Ansteuerung des Bremsmotors führt und woraufhin eine der genannten Maßnahmen zum Aufheben des Blockierens ergriffen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren läuft in einem Regel- bzw. Steuergerät im Fahrzeug ab, das Bestandteil des Feststellbremssystems sein kann.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
1 einen Schnitt durch eine elektromechanische Feststellbremse für ein Fahrzeug, bei der die Klemmkraft über einen elektrischen Bremsmotor erzeugt wird,
2 ein Ablaufdiagramm mit Verfahrensschritten zum Abbau der von der Feststellbremse ausgeübten Klemmkraft bei einem Blockieren des Bremsmotors.
In 1 ist eine elektromechanische Feststellbremse 1 zum Festsetzen eines Fahrzeugs im Stillstand dargestellt. Die Feststellbremse 1 umfasst einen Bremssattel 2 mit einer Zange 9, welche eine Bremsscheibe 10 übergreift. Als Stellglied weist die Feststellbremse 1 einen Elektromotor als Bremsmotor 3 auf, der eine Spindel 4 rotierend antreibt, auf der ein als Spindelmutter ausgeführtes Spindelbauteil 5 drehbar gelagert ist. Bei einer Rotation der Spindel 4 wird das Spindelbauteil 5 axial verstellt. Das Spindelbauteil 5 bewegt sich innerhalb eines Bremskolbens 6, der Träger eines Bremsbelags 7 ist, welcher von dem Bremskolben 6 gegen die Bremsscheibe 10 gedrückt wird. Auf der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe 10 befindet sich ein weiterer Bremsbelag 8, der ortsfest an der Zange 9 gehalten ist.
Innerhalb des Bremskolbens 6 kann sich das Spindelbauteil 5 bei einer Drehbewegung der Spindel 4 axial nach vorne in Richtung auf die Bremsscheibe 10 zu bzw. bei einer entgegen gesetzten Drehbewegung der Spindel 4 axial nach hinten bis zum Erreichen eines Anschlags 11 bewegen. Zum Erzeugen einer Klemmkraft beaufschlagt das Spindelbauteil 5 die innere Stirnseite des Bremskolbens 6, wodurch der axial verschieblich in der Feststellbremse 1 gelagerte Bremskolben 6 mit dem Bremsbelag 7 gegen die zugewandte Stirnfläche der Bremsscheibe 10 gedrückt wird.
Die Feststellbremse kann erforderlichenfalls von einer hydraulischen Fahrzeugbremse unterstützt werden, so dass sich die Klemmkraft aus einem elektromotorischen Anteil und einem hydraulischen Anteil zusammensetzt. Bei der hydraulischen Unterstützung wird die dem Bremsmotor zugewandte Rückseite des Bremskolbens 6 mit unter Druck stehendem Hydraulikfluid beaufschlagt.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm mit den einzelnen Verfahrensschritten zur Durchführung des Verfahrens zum Abbau der von einer Feststellbremse ausgeübten Klemmkraft für den Fall eines tatsächlichen oder drohenden Blockierens des elektrischen Bremsmotors. Im ersten Verfahrensschritt 20 erfolgt die Aufforderung durch den Fahrer zum Lösen der zugespannten Feststellbremse. Im nächsten Verfahrensschritt 21 erfolgt eine Abfrage, ob eine Extremsituation in der Feststellbremse vorliegt, die ein Blockieren des elektrischen Bremsmotors erwarten lässt. Bei dieser Abfrage handelt es sich um eine präventive Erkennung einer Extremsituation, bei der verschiedene Zustands- bzw. Betriebsgrößen der Feststellbremse auf Überschreiten eines zulässigen Wertebereichs überprüft werden. Sofern nur eine dieser Zustands- bzw. Betriebsgrößen den zulässigen Wertebereich über- bzw. unterschreitet, muss davon ausgegangen werden, dass eine Extremsituation mit drohendem oder tatsächlichem Blockieren des Bremsmotors vorliegt.
In Schritt 21 wird abgefragt, ob bei dem vorangegangenen Zuspannvorgang der Feststellbremse die hydraulische Bremsvorrichtung mit einem einen Grenzwert übersteigenden Vordruck vom Fahrer betätigt worden ist. In einer weiteren Abfrage in Schritt 21 wird überprüft, ob beim vorangegangen Zuspannvorgang die Feststellbremse mit maximaler Bremskraft betätigt worden ist. Des Weiteren wird abgefragt, ob die Temperatur in der Feststellbremse einen Grenzwert übersteigt. Weitere Abfragen betreffen die Überprüfung, ob nach dem Zuspannen der Feststellbremse noch ein Nachspannvorgang durchgeführt worden ist und ob die elektrische Spannung im Bordnetz, die für die Betätigung des Bremsmotors zur Verfügung steht, einen Grenzwert unterschreitet.
Sofern eine oder mehrere der Abfragen zutreffen und somit die überprüfte Zustands- bzw. Betriebs- oder Kenngröße einen zulässigen Wertebereich über- bzw. unterschreitet, liegt ein tatsächliches oder drohendes Blockieren des Bremsmotors vor. In diesem Fall wird der Ja-Verzweigung („Y”) folgend zum nächsten Verfahrensschritt 22 fortgefahren, in welchem Maßnahmen ergriffen werden, die das Blockieren des Bremsmotors verhindern bzw. aufheben sollen. Ergibt dagegen die Abfrage im Verfahrensschritt 21, dass keine der überprüften Größen außerhalb des zulässigen Wertebereiches liegt, wird der Nein-Verzweigung („N”) folgend zum Verfahrensschritt 26 fortgefahren, gemäß dem die Feststellbremse durch Betätigen des elektrischen Bremsmotors zum Abbau der Klemmkraft gelöst wird.
Im Verfahrensschritt 22, der bei drohendem oder tatsächlichem Blockieren des Bremsmotors durchlaufen wird, wird überprüft, ob der Fahrzeugmotor – üblicherweise eine Brennkraftmaschine – eingeschaltet ist. Ist dies nicht der Fall, wird der Nein-Verzweigung folgend zum Verfahrensschritt 23 fortgefahren, in welchem der Fahrer aufgefordert wird, den Motor zu starten und die reguläre Fahrzeugbremse durch Drücken des Bremspedals zu betätigen. Anschließend wird zum Verfahrensschritt 24 fortgefahren, in welchem überprüft wird, ob das Bremspedal vom Fahrer betätigt wird. Auch bei der Ja-Verzweigung im Verfahrensschritt 22 (Motor eingeschaltet) wird zum Verfahrensschritt 24 fortgefahren. Ergibt die Abfrage im Verfahrensschritt 24, dass das Bremspedal vom Fahrer nicht betätigt wird, wird der Nein-Verzweigung folgend zum Verfahrensschritt 25 fortgefahren und der Fahrer aufgefordert, die Fahrzeugbremse zu betätigen. Danach wird zum Verfahrensschritt 24 zurückgekehrt und erneut abgefragt, ob das Bremspedal vom Fahrer durchgedrückt wird.
Ergibt die Abfrage im Verfahrensschritt 24, dass der Fahrer das Bremspedal betätigt, wird der Ja-Verzweigung folgend zum Schritt 26 vorgerückt, gemäß dem durch Ansteuerung des elektrischen Bremsmotors die Feststellbremse zum Abbau der Klemmkraft gelöst wird. Anschließend wird mit dem Verfahrensschritt 27 fortgefahren, in welchem überprüft wird, ob der elektrische Bremsmotor blockiert, was anhand des Verlaufs des Motorstroms bzw. der Motordrehzahl des Bremsmotors detektiert werden kann. Ein Blockieren des Bremsmotors kann trotz der vorangegangenen Maßnahmen, insbesondere dem Betätigen des Bremspedals vorliegen. Durch Erzeugen eines hydraulischen Vordrucks über das Bremspedal soll zwar ein Blockieren verhindert bzw. gelöst werden; falls jedoch in der Abfrage gemäß Verfahrensschritt 27 festgestellt wird, dass trotz der Maßnahme ein Blockieren vorliegt, wird der Ja-Verzweigung folgend zum Verfahrensschritt 29 fortgefahren. Andernfalls liegt kein Blockieren vor und es wird der Nein-Verzweigung folgend zum Verfahrensschritt 28 vorgerückt, gemäß dem die Feststellbremse in der gewünschten Weise bis zum vollständigen Abbau der Klemmkraft gelöst wird.
Zum Erkennen eines Blockierens des elektrischen Bremsmotors im Schritt 27 wird abgefragt, ob der Motorstrom einen Grenzwert übersteigt. Zusätzlich oder alternativ kann abgefragt werden, ob die Motordrehzahl einen Grenzwert unterschreitet. Ist eine der Bedingungen erfüllt, liegt ein Blockieren des Bremsmotors vor und es wird der Ja-Verzweigung folgend zum Verfahrensschritt 29 fortgefahren, in welchem eine zusätzliche Abfrage erfolgt, ob das Blockieren des Bremsmotors zum ersten Mal festgestellt wurde. Falls dies zutrifft, wird der Ja-Verzweigung folgend zum Verfahrensschritt 22 zurückgekehrt und die Überprüfung bzw. Aufforderung erneut durchlaufen, den Fahrzeugmotor zu starten bzw. das Bremspedal zu betätigen. Ergibt dagegen die Abfrage im Schritt 29, dass bereits mehr als einmal das Blockieren des Bremsmotors festgestellt wurde, wird der Nein-Verzweigung folgend zum Verfahrensschritt 30 fortgefahren; in diesem Fall ist ein Lösen des Blockierens nicht möglich, die Betätigung der Feststellbremse steht nicht zur Verfügung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10361042 B3 [0002]

Claims

Verfahren zum Abbau der von einer Feststellbremse (1) ausgeübten Klemmkraft, die zumindest teilweise von einer elektromechanischen Bremsvorrichtung mit einem elektrischen Bremsmotor (3) und bedarfsweise ergänzend von einer hydraulischen Bremsvorrichtung erzeugbar ist, wobei der Bremsmotor (3) einen Bremskolben (6) verstellt, der von dem Hydraulikdruck der hydraulischen Bremsvorrichtung beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass sich der Bremsmotor (3) zum Abbau der Klemmkraft nicht lösen lässt, ein Signal zur Betätigung der hydraulischen Bremsvorrichtung erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über das Signal die hydraulische Bremsvorrichtung betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über das Signal eine Aufforderung zum Betätigen der hydraulischen Bremsvorrichtung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fall, dass sich der Bremsmotor (3) zum Abbau der Klemmkraft nicht lösen lässt, anhand einer Zustands- bzw. Betriebsgröße der Feststellbremse (1) präventiv festgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fall, dass sich der Bremsmotor (3) zum Abbau der Klemmkraft nicht lösen lässt, vorliegt, wenn bei dem vorangegangenen Zuspannen der Feststellbremse (1) die hydraulische Bremsvorrichtung mit einem einen Grenzwert übersteigenden Hydraulikdruck betätigt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fall, dass sich der Bremsmotor (3) zum Abbau der Klemmkraft nicht lösen lässt, vorliegt, wenn bei einem vorangegangenen Zuspannvorgang die Feststellbremse (1) mit maximaler Bremskraft betätigt worden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Fall, dass sich der Bremsmotor (3) zum Abbau der Klemmkraft nicht lösen lässt, vorliegt, wenn die Temperatur in der Feststellbremse (1) einen Grenzwert übersteigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Fall, dass sich der Bremsmotor (3) zum Abbau der Klemmkraft nicht lösen lässt, vorliegt, wenn nach dem Zuspannen der Feststellbremse (1) ein Nachspannvorgang durchgeführt worden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fall, dass sich der Bremsmotor (3) zum Abbau der Klemmkraft nicht lösen lässt, vorliegt, wenn die elektrische Spannung im Bordnetz einen Grenzwert unterschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Fall, dass sich der Bremsmotor (3) zum Abbau der Klemmkraft nicht lösen lässt, vorliegt, wenn der Bremsmotor (3) nach der Ansteuerung zum Abbau der Klemmkraft blockiert.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf Blockieren erkannt wird, wenn der Motorstrom einen Grenzwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf Blockieren erkannt wird, wenn die Motordrehzahl einen Grenzwert unterschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass sich der Bremsmotor (3) zum Abbau der Klemmkraft nicht lösen lässt, der Antriebsmotor des Fahrzeugs gestartet wird bzw. eine Aufforderung zum Starten des Antriebsmotors erfolgt.
Regel- bzw. Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
Feststellbremse in einem Fahrzeug mit einem Regel- bzw. Steuergerät nach Anspruch 14.