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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einstellen einer Feststellbremse in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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In der
DE 103 61 042 B3 wird eine Feststell- bzw. Parkbremse in einem Fahrzeug beschrieben, über die das Fahrzeug im Stillstand festgestellt wird. In der Feststellbremse ist auf elektromechanischem Wege eine Klemmkraft erzeugbar, indem ein elektrischer Bremsmotor einen Bremskolben, welcher Träger eines Bremsbelages ist, axial in Richtung auf eine Bremsscheibe beaufschlagt.
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Die Bremsbeläge unterliegen im laufenden Betrieb einem Verschleiß, was zu einer Stellwegverlängerung des Bremskolbens führt, so dass mit zunehmendem Verschleiß der Bremsbeläge die Zeitdauer bis zum Erreichen einer Soll-Klemmkraft ansteigt.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Stellzeit in einer Feststellbremse in einem Fahrzeug zu minimieren.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
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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. Die Rotationsbewegung des Rotors des elektrischen Bremsmotors wird in eine axiale Stellbewegung einer Spindel übertragen, über die ein Bremskolben, welcher Träger eines Bremsbelags ist, axial gegen eine Bremsscheibe gedrückt wird. Zum Lösen der Klemmkraft wird der elektrische Bremsmotor so weit in Gegenrichtung verstellt, bis der Kontakt zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe aufgehoben ist.
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Es kann zweckmäßig sein, die elektromechanische Bremsvorrichtung über eine Zusatzbremsvorrichtung bedarfsweise und ergänzend zur Erzeugung der Soll-Klemmkraft zu unterstützen. Bei der Zusatzbremsvorrichtung handelt es sich insbesondere um die reguläre hydraulische Fahrzeugbremse, deren Hydraulikdruck auf den Bremskolben wirkt. Die Fahrzeugbremse beaufschlagt den Bremskolben im regulären Bremsbetrieb unabhängig von der Feststellbremsfunktion und der Betätigung des elektrischen Bremsmotors. Diese Bremsbetätigungen der Fahrzeugbremse sind im Wesentlichen auch für den Bremsbelagverschleiß verantwortlich.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird unter bestimmten Voraussetzungen die Feststellbremse mit der elektromechanischen Bremsvorrichtung selbsttätig, also ohne auslösende Betätigung durch den Fahrer bis zum Erreichen einer Soll-Klemmkraft zugespannt und anschließend wieder geöffnet, insbesondere bis zum vollständigen Abbau der Klemmkraft. Mit dem Erreichen der Soll-Klemmkraft ist der Bremskolben, welcher von dem elektrischen Bremsmotor verstellt wird, so weit in Richtung auf die Bremsscheibe verstellt worden, dass ein eventueller Bremsbelagverschleiß kompensiert wird. In dem sich anschließenden Öffnungsvorgang wird der Bremskolben nicht um den gleichen Betrag wie beim Zuspannvorgang zurück verstellt, sondern lediglich um einen geringeren Stellweg, so dass die Ausgangsposition des Bremskolbens bzw. einer vom elektrischen Bremsmotor betätigten Spindel näher an die Bremsscheibe herangerückt ist und der Bremsbelagverschleiß vollständig oder zumindest teilweise kompensiert ist. Bei einem darauf folgenden Zuspannvorgang ist der Stellweg bis zum Erreichen der Soll-Klemmkraft reduziert, so dass auch die Zeitspanne für das Erreichen der Soll-Klemmkraft herabgesetzt ist. Auf diese Weise kann die Stellzeit trotz eines Bremsbelagverschleißes minimiert werden.
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Der Öffnungsweg, welcher beim Lösen der elektromechanischen Bremsvorrichtung vom Bremskolben bzw. einem von dem elektrischen Bremsmotor beaufschlagten Stellglied zurückgelegt wird, kann beispielsweise konstant eingestellt werden. Der Zuspannvorgang wird dagegen immer bis zum Erreichen einer Soll-Klemmkraft durchgeführt, so dass während der automatisch durchgeführten Zuspannfunktion der Bremsbelagverschleiß beim Zuspannvorgang berücksichtigt wird, wohingegen beim Lösevorgang nur der konstante Weg zurückgelegt wird.
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Gemäß einer alternativen Ausführung wird kein konstanter Weg während des Lösevorgangs zurückgelegt, sondern es hängt der Löseweg vom vollständigen Abbau der Klemmkraft ab. Die Höhe der aktuell wirkenden Klemmkraft kann aus motorischen Zustandsgrößen bestimmt werden, beispielsweise aus dem Verlauf des Motorstroms.
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Der automatisch bzw. selbsttätig durchgeführte Brems- bzw. Lösevorgang wird nur durchgeführt, wenn bestimmte Bedingungen vorliegen. Als Bedingung kann vorausgesetzt werden, dass seit dem letzten Zuspannvorgang der elektromechanischen Bremsvorrichtung in der Feststellbremse ein definiertes Fahrprofil absolviert worden ist. Nur unter der Bedingung, dass dieses Fahrprofil erreicht ist, wird der selbsttätige Zuspann- und Lösevorgang durchgeführt.
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Bei dem Fahrprofil handelt es sich beispielsweise um das Zurücklegen einer Mindestfahrstrecke, die ggf. von weiteren fahrzeugspezifischen Größen abhängen kann, welche im Zusammenhang mit dem Fahrbetrieb stehen, beispielsweise der Anzahl an Motor-Einschaltvorgängen (Zündung an/aus) oder der Anzahl an Bremsbetätigungen. Aus derartigen Größen kann auf die Art der Betätigung des Fahrzeugs geschlossen werden, so dass Langstreckenfahrzeuge, Kurzstreckenfahrzeuge und in einem Normalbetrieb gefahrene Fahrzeuge unterschieden werden können. Je nach Bewegungsart des Fahrzeugs können größere oder kürzere Mindestfahrstrecken definiert werden, nach deren Absolvieren eine selbsttätige Feststellbremsfunktion mit anschließendem Lösen erzeugt wird. So ist es insbesondere zweckmäßig, bei Langstreckenfahrzeugen die selbsttätige Feststellbremsfunktion erst nach einer größeren Mindestfahrstrecke auszulösen als bei Kurzstreckenfahrzeugen. Die Unterscheidung zwischen den verschiedenen Fahrzeugbetriebsarten wird beispielsweise über die Motoreinschaltvorgänge durchgeführt wird, wobei für eine definierte Fahrstrecke eine geringe Anzahl an Motor-Einschaltvorgängen auf ein Langstreckenfahrzeug hinweist und eine hohe Anzahl an Motor-Einschaltvorgängen auf ein Kurzstreckenfahrzeug.
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Gegebenenfalls wird die selbsttätige Feststellbremsfunktion auch unabhängig von einer zurückgelegten Mindestfahrstrecke allein bzw. in Kombination mit weiteren Parameter in Abhängigkeit der Motoreinschaltvorgänge durchgeführt. Hierbei wird nach einer erreichten Mindestanzahl an Motoreinschaltvorgängen die selbsttätige Feststellbremsfunktion ausgelöst.
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Soweit die Bremsbetätigungen der regulären Fahrzeugbremse berücksichtigt werden, kann die Anzahl derartiger Fahrzeugbremsbetätigungen berücksichtigt werden, wobei mit dem Erreichen einer Mindestanzahl die automatische Feststellbremsfunktion erzeugt wird. Gegebenenfalls wird bei der Bestimmung der Mindestanzahl an Fahrzeugbremsbetätigungen auch die Verzögerungshöhe, die Verzögerungsdauer oder der Bremsdruck berücksichtigt, da diese Größen jeweils den Belegverschleiß des Bremsbelages beeinflussen.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung hängt das Auslösen der selbsttätigen Feststellbremsfunktion von weiteren Bedingungen ab, beispielsweise davon, dass das Fahrzeug auf ebener Fahrbahn steht bzw. die Steigung der Fahrbahn unterhalb eines Grenzwertes liegt und dass das Getriebe des Fahrzeugs in einer Neutralstellung steht bzw. im Fall eines Handschaltgetriebes ein Gang eingelegt ist. Hierdurch wird die Sicherheit gegen ein unbeabsichtigtes Fortrollen des Fahrzeugs erhöht.
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Das Auslösen der selbsttätigen Feststellbremsfunktion kann an Grundvoraussetzungen gekoppelt sein, insbesondere daran, dass der Motor abgestellt ist, was anhand des Zündungsstatus festgestellt werden kann, und dass das Fahrzeug sich im Stillstand befindet. Als Voraussetzung gilt des Weiteren, dass die Feststellbremse nicht bereits betätigt worden ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren läuft in einem Regel- bzw. Steuergerät im Fahrzeug ab, das Bestandteil des Feststellbremssystems sein kann.
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 einen Schnitt durch eine elektromechanische Feststellbremse für ein Fahrzeug, bei der die Klemmkraft über einen elektrischen Bremsmotor erzeugt wird,
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2 ein Ablaufdiagramm mit Verfahrensschritten zur selbsttätigen Durchführung eines Zuspann- und Lösevorgangs der Feststellbremse.
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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.
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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.
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Die Feststellbremse kann erforderlichenfalls von der regulären, 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.
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Bei Betätigung der Fahrzeugbremse im Fahrbetrieb des Fahrzeugs wird der Bremskolben unabhängig von der Feststellfunktion der Feststellbremse in Richtung auf die Bremsscheibe verstellt, was zu einem Verschleiß der Bremsbeläge führt.
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Möglich ist aber auch das Berücksichtigen einer Mindestzeitdauer seit der letzten Betätigung der Feststellbremsfunktion, so dass unter den beschriebenen Voraussetzungen die selbsttätige Feststellbremsfunktion ausgelöst wird, wenn eine definierte Mindestzeitdauer seit dem letzten Zuspannvorgang verstrichen ist. In dem Ablaufdiagramm gemäß 2 sind Verfahrensschritte zum selbsttätigen Zuspannen und Lösen der Feststellbremse dargestellt. Der erste Verfahrensschritt 20 markiert den Beginn des Verfahrens. In den Verfahrensschritten 21 und 23 wenden zunächst Grundvoraussetzungen für das selbsttätige Zuspannen der Feststellbremse überprüft. Im Schritt 21 wird abgefragt, ob das Fahrzeug stillsteht. Sofern dies nicht der Fall ist, wird der Nein-Verzweigung („N”) folgend zum Verfahrensschritt 22 fortgefahren; in diesem Fall erfolgt keine weitere Aktion. In zyklischen Abschnitten kann das Verfahren dann von Neuem durchlaufen werden.
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Im Verfahrensschritt 23 wird überprüft, ob der Motor abgestellt ist. Dies kann anhand des Zündstatus erfolgen. Sofern die Zündung nicht auf „aus” steht, wird zum Verfahrensschritt 24 fortgefahren, in welchem analog zum Verfahrensschritt 22 keine weitere Aktion durchgeführt wird. Auch im Anschluss an Verfahrensschritt 24 kann in zyklischen Abständen das Verfahren von Neuem gestartet werden.
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Sofern in der Abfrage gemäß Verfahrensschritt 21 festgestellt wird, dass das Fahrzeug sich im Stillstand befindet und demzufolge der Ja-Verzweigung („Y”) folgend weiter zum Schritt 25 verfahren wird und außerdem im Verfahrensschritt 23 festgestellt wird, dass die Zündung auf „aus” steht und ebenfalls der Ja-Verzweigung folgend verfahren wird, wird das Verfahren mit dem Verfahrensschritt 25 fortgesetzt. Im Anschluss hieran wird im Verfahrensschritt 26 die Abfrage durchgeführt, ob seit dem letzten Zuspannvorgang der Feststellbremse ein definiertes Fahrprofil absolviert worden ist. Verfahrensschritt 26 steht stellvertretend für eine ggf. mehrere einzelne Abfragen, die kumulativ oder alternativ erfüllt sein müssen, dass der Ja-Verzweigung folgend zum Verfahrensschritt 28 fortgefahren wird, in welchem der selbsttätige Zuspann- und Lösevorgang durchgeführt wird. Sind dagegen die Bedingungen im Verfahrensschritt 26 nicht erfüllt, wird der Nein-Verzweigung folgend zum Verfahrensschritt 27 vorgerückt, gemäß dem keine weitere Aktion erfolgt. Im Anschluss hieran wird in zyklischen Abständen das gesamte Verfahren von vorne durchlaufen.
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Im Bedingungsblock gemäß Verfahrensschritt 26 werden verschiedene Abfragen durchgeführt. Zum einen wird überprüft, ob seit dem zuletzt durchgeführten Zustellvorgang der Feststellbremse eine Mindestfahrstrecke zurückgelegt worden ist. Die Größe der Mindestfahrstrecke hängt davon ab, ob es sich um ein Langstreckenfahrzeug, ein Kurzstreckenfahrzeug oder ein Fahrzeug mit gemischtem Betrieb handelt, was anhand der Start- bzw. Zündungsvorgänge des Antriebsmotors des Fahrzeugs pro einer bestimmten Fahrstrecke bestimmt werden kann. Handelt es sich beispielsweise um ein Langstreckenfahrzeug, so genügt die selbsttätige Durchführung des Zuspann- bzw. Lösevorgangs der Feststellbremse nach einer gefahrenen Mindestfahrstrecke von beispielsweise 5000 km. Bei einem Kurzstreckenfahrzeug kann sich die Mindestfahrstrecke auf beispielsweise 1000 km reduzieren, bei einem Normalfahrzeug auf beispielsweise 2000 km. Die größere Mindestfahrstrecke für das Langstreckenfahrzeug hängt mit der geringeren Bremsenbetätigung und damit einhergehend dem geringeren Bremsbelagverschleiß derartiger Fahrzeuge zusammen.
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Gemäß einer weiteren Abfrage kann im Block 26 die Betätigung der regulären Fahrzeugbremse überprüft werden. Hierbei wird die Anzahl an Betätigungen überprüft, wobei die Anzahl ggf. von der Verzögerungshöhe, der Verzögerungsdauer und dem Bremsdruck abhängen kann. Diese Abfrage wird vorzugsweise alternativ durchgeführt, so dass der automatische Zuspannvorgang durchgeführt wird, wenn entweder die Abfrage bezogen auf die Bremsbetätigung oder eine sonstige Abfrage zutrifft.
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Im Anschluss an die selbsttätige Feststellbremsbetätigung gemäß Verfahrensschritt 28 ist das Verfahren zunächst beendet. In zyklischen Abständen kann das gesamte Verfahren von vorne durchlaufen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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