DE102011079040A1

DE102011079040A1 - Verfahren zum hydraulischen Unterstützen einer elektrischen Parkbremse eines Fahrzeugs

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Publication number: DE102011079040A1
Application number: DE201110079040
Authority: DE
Inventors: Klaus Berger; Peter Leska; Christian Strehle; Andreas Strecker; Eduard Wiens; Heinz-Anton Schneider; Christof Maron; Jürgen Woywod; Klaus Dieter Pagel; Christian Kebbel
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2011-07-12
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2013-01-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum hydraulischen Unterstützen einer wenigstens einen Bremsaktuator (2c, 2d) aufweisenden elektrischen Parkbremse eines Fahrzeugs, welches zur elektrischen und hydraulischen Betätigung des wenigstens einen Bremsaktuators (2c, 2d) eine hydraulische Betriebsbremsenfunktion und eine elektrische Parkbremsenfunktion aufweist, wobei sich eine mit der Parkbremsenfunktion elektrisch erzeugte Zuspannkraft (F) mit einer durch Beaufschlagung des Bremsaktuators (2c, 2d) mit einem von der Betriebsbremsenfunktion zur Verfügung gestellten hydraulischen Unterstützungsbremsdruck (Pu) erzeugten Unterstützungsbremskraft überlagert; erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass – bei einer Betätigung der Parkbremse zur Erzeugung einer vorgegebenen Zuspannkraft die von dem Bremsaktuator (2c, 2d) erzeugte Zuspannkraft mittels einer deren Wert repräsentierenden Messgröße (I) als Istwert (Iist) erfasst wird, – bei einem Istwert (Iist) der Messgröße (I), der kleiner als ein einen ersten Kraftsollwert (F1,soll) der Zuspannkraft repräsentierenden ersten Sollwert (I1,soll) ist, der Bremsaktuator (2c, 2d) mit einem hydraulischen Unterstützungsbremsdruck (Pu) beaufschlagt wird, der einem vorgegebenen Unterstützungsbremsdrucksollwert (Pu,soll) entspricht, und – mittels der Parkbremsenfunktion eine Nachspannfunktion zum Nachspannen des mit dem hydraulischen Unterstützungsbremsdruck (Pu) beaufschlagten Bremsaktuators (2c, 2d) zur Erreichung der vorgegebenen Zuspannkraft durchgeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstützen einer elektrischen Parkbremse eines Fahrzeugs gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 10 2008 051 350 A1 ist eine kombinierte Fahrzeugbremse bekannt, die eine hydraulisch betätigbare Betriebsbremse und eine elektromechanisch betätigbare Parkbremse, auch Feststellbremse genannt, aufweist, wobei in einem Bremsgehäuse ein hydraulischer Betriebsdruckraum von einem Bremskolben begrenzt ist, der einerseits zur Durchführung von Betriebsbremsungen mit hydraulischem Druckmittel beaufschlagbar ist und andererseits zur Erzielung einer Parkbremsung entlang einer Kolbenlängsachse mittels eines selbsthemmenden Getriebes betätigbar ist, welches die Rotationsbewegung eines Elektromotors zur Durchführung des Feststellbremsvorganges in eine Translationsbewegung des Bremskolbens umsetzt und den Bremskolben in der betätigten Stellung durch die Selbsthemmung des Getriebes hält.
Ferner umfasst ein solches Parkbremssystem ein elektronisches Steuergerät, das in der Regel dem Fahrdynamiksteuergerät (ESC-Steuergerät) den Kraftfahrzeugs entspricht und die bekannten hydraulischen und elektrischen Komponenten enthält sowie zusätzlich zwei Vollbrücken zur unabhängigen Ansteuerung von zwei Gleichstrommotoren der beiden Parkbremsen an den Hinterrädern des Kraftfahrzeugs.
Mit einem solchen Parkbremssystem sind Kunden- und Sicherheitsanforderungen hinsichtlich Preis, Leistung, Geräusch, Sicherheit, Verfügbarkeit und Komfort zu realisieren, die oft widersprüchlich sind.
Daher muss die Auslegung solcher Systeme so gewählt werden, dass unter normalen Umgebungsbedingungen, bspw. hinsichtlich Bordnetzspannung und Temperatur die Elektromotoren der Parkbremse die erforderliche Zuspannkraft, die einen Mindestwert erreichen muss, sicher aufbringen kann. Hierzu wird aus Kostengründen die Zuspannkraft nicht direkt gemessen, sondern wird aus anderen die Zuspannkraft repräsentierenden Parametern indirekt bestimmt. So wird bspw. zum Zuspannen der oben beschriebenen elektrischen Parkbremse ein vorbestimmter Maximal- oder Abschaltstrom des Elektromotors als Abschaltkriterium verwendet, bei dem angenommen wird, dass die gewünschte Zuspannkraft diesen Grenzwert als Kraftsollwert erreicht ist.
Dieses Verfahren gewährleistet jedoch nicht in allen Situationen, dass ein sicheres Abstellen des Fahrzeugs gewährleistet ist, da bspw. bei erhöhter Temperatur und/oder niedriger Betriebsspannung der gewünschte Abschaltstrom nicht mehr erreicht wird.
Zur Lösung dieses Problems ist es bspw. aus der DE 10 2010 029 391 A1 bekannt, die Hydraulik des Fahrzeugs unterstützend für das Erreichen der erforderlichen Zuspannkraft heranzuziehen. Hierfür wird vor dem Zuspannvorgang an der Parkbremse anhand vorliegender Temperaturwerte an den Bremsaktuatoren und anhand von Beschleunigungswerten der Räder entschieden, ob eine hydraulische Unterstützung erforderlich ist. Gemäß dem bekannten Verfahren nach der DE 10 2010 029 391 A1 wird der hydraulische Unterstützungsbremsdruck dadurch erzeugt, dass bei einer Betätigung der Parkbremse zunächst Druckmittel den Vorderradbremsen entnommen und zum Aufbau eines Unterstützungsbremsdrucks in die Parkbremsen an den Hinterrädern transferiert wird und erst anschließend ein Zuspannen der Parkbremse durchgeführt wird.
Bei diesem bekannten Verfahren der hydraulischen Unterstützung der Parkbremsenfunktion muss vor dem Zuspannen der Parkbremse entschieden werden, ob eine hydraulische Unterstützung erforderlich ist. Dies führt zu dem Nachteil, dass zu häufig eine hydraulische Unterstützung durchgeführt wird, obwohl es nicht erforderlich gewesen wäre. Ein solches Verhalten stellt eine wesentliche Komforteinbuße für den Fahrer dar.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum hydraulischen Unterstützen einer elektrischen Parkbremse eines Fahrzeugs der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem die genannten Nachteile vermieden werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Dieses erfindungsgemäße Verfahren zum hydraulischen Unterstützen einer wenigstens einen Bremsaktuator aufweisenden elektrischen Parkbremse eines Fahrzeugs, welches zur elektrischen und hydraulischen Betätigung des wenigstens einen Bremsaktuators eine hydraulische Betriebsbremsenfunktion und eine elektrische Parkbremsenfunktion aufweist, wobei sich eine mit der Parkbremsenfunktion elektrisch erzeugte Zuspannkraft mit einer durch Beaufschlagung des Bremsaktuators mit einem von der Betriebsbremsenfunktion zur Verfügung gestellten hydraulischen Unterstützungsbremsdruck erzeugten Unterstützungsbremskraft überlagert, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass bei einer Betätigung der Parkbremse zur Erzeugung einer vorgegebenen Zuspannkraft die von dem Bremsaktuator erzeugte Zuspannkraft mittels einer deren Wert repräsentierenden Messgröße als Istwert erfasst wird, bei einem Istwert der Messgröße, der kleiner als ein einen ersten Kraftsollwert der Zuspannkraft repräsentierenden ersten Sollwert ist, der Bremsaktuator mit einem hydraulischen Unterstützungsbremsdruck beaufschlagt wird, der einem vorgegebenen Unterstützungsbremsdrucksollwert entspricht, und mittels der Parkbremsenfunktion eine Nachspannfunktion zum Nachspannen des mit dem hydraulischen Unterstützungsbremsdruck beaufschlagten Bremsaktuators zur Erreichung der vorgegebenen Zuspannkraft durchgeführt wird.
Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird nur dann eine hydraulische Unterstützung durchgeführt bzw. angefordert, wenn es tatsächlich notwendig ist, also der Istwert der die Zuspannkraft repräsentierenden Messgröße, die vorzugsweise der Motorstrom der Elektromotoren der Parkbremse darstellt, einen einem ersten Kraftsollwert entsprechenden Abschaltstromwert bzw. Grenzstromwert als Sollwert nicht erreicht. Außerdem ist der energetische Aufwand zur Erzeugung des hydraulischen Unterstützungsbremsdruckes gering, da der Bremskolben durch die Parkbremsenfunktion bereits in die Nähe der gewünschten Endposition gefahren wurde.
Zur Erzeugung des hydraulischen Unterstützungsbremsdruckes wird in naheliegender Weise als Druckerzeugungsmittel eine Hydraulikpumpe eingesetzt, die mittels der Betriebsbremsenfunktion angesteuert wird. Da der Bremskolben des Bremsaktuators bereits in die Nähe seiner Endposition mittels der Parkbremsenfunktion gefahren wurde, bleibt das von der Hydraulikpumpe zu fördernde Volumen klein, d. h. der Energieverbrauch der Hydraulikpumpe ist gering.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Unterstützungsbremsdrucksollwert auf einen Wert eingestellt, bei dem die dadurch bewirkte Unterstützungsbremskraft dem ersten Kraftsollwert, also der erforderlichen Zuspannkraft entspricht, wobei nach der Erzeugung des dem Kraftsollwert entsprechenden Unterstützungsbremsdruckes das Druckerzeugungsmittels abgeschaltet und der an dem Bremsaktuator anliegende Unterstützungsbremsdruck hydraulisch in dem Bremsaktuator eingeschlossen wird. Damit wird der Bremskolben des Bremsaktuators mit diesem dem gewünschten Endwert der Zuspannkraft entsprechenden Unterstützungsbremsdruck beaufschlagt, um damit das Nachspannen durchführen zu können.
Dieses anschließende Nachspannen der Parkbremse erfolgt gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung durch Ansteuern des mit dem eingeschlossenen Unterstützungsbremsdruck beaufschlagten Bremsaktuators mittels der Parkbremsenfunktion, bis der Istwert der Messgröße der Zuspannkraft einem Sollwert entspricht, der kleiner als der dem ersten Kraftsollwert entsprechende erste Sollwert ist. Dabei kann dieser Sollwert so gewählt werden, dass eine geringfügige Bewegung des Bremskolbens des Bremsaktuators ausgelöst wird, d. h. der für den Antrieb des Bremsaktuators vorgesehene Elektromotor einige Drehungen ausführt. Durch dieses geringfügige Ansteuern des Bremsaktuators wird ein schnelles und leichtgängiges Beifahren des Bremsaktuators an die Bremsscheiben erzielt.
Gemäß einem weiteren Ausgestaltung der Erfindung entspricht der Unterstützungsbremsdrucksollwert einem Vordrucksollwert, bei dem die dadurch bewirkte Unterstützungsbremskraft kleiner als der erste Kraftsollwert ist, wobei nach der Erzeugung des Unterstützungsbremsdruckes das Druckerzeugungsmittel nicht abgeschaltet wird, so dass der Bremsaktuator weiterhin mit dem erzeugten Unterstützungsbremsdruck beaufschlagt wird. Weiterbildungsgemäß wird anschließend zum Nachspannen der Parkbremse mittels der Parkbremsenfunktion eine Wegregelung aktiviert, indem anhand einer gespeicherten Weg-Kraft-Kenn-linie der mit dem Unterstützungsbremsdruck beaufschlagte Bremskolben des Bremsaktuators auf eine der vorgegebene Zuspannkraft entsprechenden Soll-Position eingeregelt wird. Falls bei diesem Nachspannen der Parkbremse die Soll-Position mit dem Bremskolben durch Ermitteln von dessen Ist-Position nicht erreicht wird, wird eine Fehlermeldung für den Fahrzeugführer erzeugt.
Anstelle der Wegregelung kann das Nachspannen der Parkbremse gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung auch durchgeführt werden, indem während des Nachspannens des Bremsaktuators mittels der Parkbremsenfunktion der Istwert der Messgröße erfasst wird, die die von dem Bremsaktuator erzeugte Zuspannkraft repräsentiert, und das Nachspannen beendet wird, wenn der Istwert der Messgröße einen einem zweiten Kraftsollwert entsprechenden zweiten Sollwert erreicht, wobei der zweite Kraftsollwert gegenüber dem ersten Kraftsollwert um einen dem Unterstützungsbremsdruck entsprechenden Kraftwert reduziert ist. Vorzugsweise wird auch bei dieser Ausführungsform eine Fehlermeldung erzeugt, wenn der Istwert der Messgröße den zweiten Sollwert nicht erreichen sollte.
In vorteilhafter Weise kann vor Durchführung des Nachspannens mittels des zweiten Sollwertes der Messgröße der mit dem Unterstützungsbremsdruck beaufschlagte Bremsaktuator mittels einer Wegregelung um einen kleinen Wegbetrag in Löserichtung der Parkbremse gesteuert werden, um damit eine definierte Position für das anschließende Nachspannen zu erhalten.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird nach Durchführung der Nachspannfunktion der hydraulische Unterstützungsbremsdruck abgebaut.
Zur Durchführung der Parkbremsenfunktion wird der Bremsaktuator von einem Elektromotor angetrieben, so dass es sich anbietet, als die Zuspannkraft repräsentierende Messgröße den Motorstrom des Elektromotors zu detektieren.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigen:
1 ein schematisches Blockschaltbild eines Bremssystems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 ein schematisches Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
3 ein schematisches Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, und
4 ein schematisches Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Die 1 zeigt eine Bremsanlage 1 eines Kraftfahrzeugs mit einem Steuergerät 20 eines Fahrdynamikregelungssystems (ESC-System), dem Sensordaten einer ESC-Sensor 21 und Zustandssignale eines Parkbremsschalters 10 zugeführt werden, wobei mit diesem Parkbremsschalter 10 das Zuspannen oder Lösen einer Parkbremse durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs initiiert werden kann. Hierzu führt das Steuergerät 20 neben einer Betriebsbremsenfunktion mittels der Bremsanlage zusätzlich eine Parkbremsenfunktion durch Ansteuerung von im nachfolgenden erläuterten Komponenten einer Parkbremse aus.
Das Steuergerät 20 steuert eine Bremsanlage 1, wobei die 1 nur einen an einen Bremszylinder (Tandem-Hauptzylinder) 9 angeschlossenen Bremskreis I für ein vorderes linkes Rad 11 und ein hinteres rechtes Rad 12 zeigt; ein zweiter Bremskreis II ist entsprechend aufgebaut und ebenfalls an den Bremszylinder 9 angeschlossen und nur andeutungsweise dargestellt. An den Bremskreis I sind Radbremsen der Räder 11 und 12 mit einem Bremssattel 2a bzw. 2b jeweils über eine Hydraulikleitung angeschlossen, wobei die hinteren Räder 12 jeweils als Parkbremse mit einem Bremsaktuator 2c ausgebildet sind, die von Gleichstrommotoren 2d unabhängig von einer hydraulischen Druckbeaufschlagung betätigt werden.
Zur Durchführung der Parkbremsenfunktion ist das Steuergerät 20 mit den Bremsaktuatoren 2c verbunden, um die Gleichstrommotoren 2d anzusteuern. Über ein Getriebe wird die Drehbewegung der Gleichstrommotoren 2d in eine lineare Bewegung eines Bremskolbens des Bremsaktuators 2c umgesetzt, so dass das Drehmoment des Gleichstrommotors 2d als Zuspannkraft F über den Bremskolben auf den Bremssattel 2b wirkt. Nach dem Abschalten des Motorstromes I bleibt aufgrund einer Selbsthemmung des Getriebes die erzeugte Zuspannkraft F bestehen.
Die Zuspannkraft F selbst wird nicht gemessen. Beim Zuspannen der Parkbremse wird der Gleichstrommotor 2d in Richtung Zuspannen, das heißt beispielsweise durch das Steuergerät 20 mit einer positiven anliegenden Spannung, über eine H-Brücke angetrieben. Nach dem Anlaufen des Motors sinkt der Strom schnell auf einen Minimalwert, den sogenannten Leerlaufstrom, während sich die Maximaldrehzahl einstellt. Nachdem die Beläge zur Anlage an der Bremsschreibe gekommen sind, d. h. nach Überwindung des Luftspiels, baut sich eine Kraft auf und der Strom steigt an. Nun wird der Bremskolben des Bremsaktuators so lange durch den Gleichstrommotor 2d angetrieben, bis ein vorgegebener, definierter Sollwert I_soll des Motorstromes I als Istwert I_ist erreicht bzw. überschritten wird. Dann ist die dem entsprechenden Stromwert I_soll zugeordnete Zuspannkraft F_soll erreicht und der Gleichstrommotor 2d abgeschaltet.
Zur Einstellung der erforderlichen Zuspannkraft F_soll wird der Motorstrom I des Gleichstrommotors 2d gemessen und die an den Gleichstrommotor angelegte Spannung über das Steuergerät 20, die mit einer nicht dargestellten H-Brücke verbunden ist, entsprechend der erforderliche Richtung, je nachdem ob ein Zuspannen oder ein Lösen erfolgen soll, festgelegt. Sobald ein definierter Sollwert I_soll des Motorstromes I als Istwert I_ist erreicht bzw. überschritten wird, wird der Gleichstrommotor 2d abgeschaltet. Dieser Sollwert entspricht dabei der erforderlichen Zuspannkraft F_soll. Diese Sollwerte I_soll des Motorstroms I werden dadurch ermittelt, dass die Eigenschaften der Bremsaktuatoren 2c experimentell vermessen werden und die entsprechenden als Sollwerte I_soll verwendeten Stromwerte in einem Kennfeld des Steuergerätes 20 gespeichert werden.
Auch die Position des Bremskolbens des Bremsaktuators 2c bzw. die Drehzahl des Gleichstrommotors 2d wird ebenfalls nicht direkt erfasst, sondern mittels eines Modells geschätzt.
Die Bremsanlage 1 weist einen mit dem Bremszylinder 9 verbundenen Bremskraftverstärker 13 und einen Vorratsbehälter 5 für die Bremsflüssigkeit bzw. die Hydraulikflüssigkeit auf. Der Bremszylinder 9 erzeugt auslassseitig einen Bremsdruck entsprechend eines mit dem Bremskraftverstärker 13 verbundenen Bremspedals 16, das von einem Fahrer betätigt wird. Dieser Bremsdruck wird über ein geöffnetes Trennventil 15 jeweils einem offenen Einlassventil 7a bzw. 7b einlassseitig zugeführt, damit sich ein entsprechender hydraulischer Bremsdruck an den Rädern 11 und 12 mittels der Bremssättel 2a und 2b aufbauen kann. Die beiden Einlassventile 7a und 7b sind stromlos offen. Der Bremskraftverstärker 13 mit dem Hauptbremszylinder 9 ist mit dem Steuergerät 20 verbunden.
Ein stromlos geschlossenes Auslassventil 8a bzw. 8b verbindet die Bremssättel 2a bzw. 2b mit einem Niederdruckspeicher 14, der seinerseits mit einer Hydraulikpumpe 3 ansaugseitig verbunden ist und über ein Umschaltventil 6 mit dem Hauptbremszylinder 9 verbunden werden kann. Die Hydraulikpumpe 3 ist für die Bremssättel 2a und 2b vorgesehen, um bspw. im Falle eines ABS- oder ESC-Eingriffs das bei einem Druckabbau in den Niederdruckspeicher 14 verschobene Bremsmedium wieder heraus zu fördern bzw. um bei einer Auslösung der Parkbremse an den hinteren Rädern 12 einen hydraulischen Unterstützungsbremsdruck P_u zu erzeugen, falls die erforderliche Zuspannkraft F_e,soll nicht erzeugt werden kann. Mit diesem hydraulischen Unterstützungsbremsdruck P_u wird der Bremskolben des Bremsaktuators 2c beaufschlagt und überlagert sich mit der mittels des Gleichstrommotors 2d elektrisch erzeugten Zuspannkraft F_e.
Die Hydraulikpumpe 3 wird durch einen Elektromotor 4 angetrieben, der seinerseits von dem Steuergerät 20 pulsweitenmoduliert (PWM) angesteuert wird. Dabei wird der Elektromotor 4 derart angesteuert, dass die Hydraulikpumpe 3 durch ansaugseitiges Ansaugen von Bremsflüssigkeit einen Bremsdruck auf der Hochdruckseite aufbauen kann.
Damit bei der Ansteuerung der Hydraulikpumpe 3 im Schrittmotorbetrieb Bremsflüssigkeit aus der Druckkammer des Bremssattels 2a bzw. 2b abgesaugt werden kann, ist das Umschaltventil 6 und das Einlassventil 7a bzw. 7b geschlossen, während das Auslassventil 8a bzw. 8b zur Herstellung der Verbindung zur Druckkammer geöffnet ist.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgende in Verbindung mit dem Ablaufdiagramm nach 2 und dem Bremssystem gemäß 1 beschrieben. Wobei sich die auf den Bremskreis I bezogene Beschreibung auf auch den Bremskreis II bezieht.
Nach dem Start (Schritt S1: „Start“) des Verfahrens und der Detektion eines geschossenen Parkbremsschalters 10 durch das Steuergerät 20 gemäß Schritt S2 („Parkbremse geschlossen“) erfolgt mit Schritt S3 ein Zuspannen des Bremssattels 2b an dem Hinterrad 12, indem das Steuergerät 20 mittels der Parkbremsenfunktion den Gleichstrommotor 2d entsprechend ansteuert. Die erforderliche Zuspannkraft F_1,soll entspricht einem vorgegebenen Sollwert I_1,soll des Motorstroms des Gleichstrommotors 2d (I_1,soll ≈ F_1,soll). Daher wird in Schritt S4 der Istwert I_ist des Motorstroms I erfasst und mit dem Sollwert I_1,soll verglichen. Wird dieser Sollwert I_1,soll von dem Istwert I_ist erreicht oder überschritten, ist mit Schritt S8 („Ende“) das Verfahren beendet.
Im anderen Fall fordert das Steuergerät 20 eine hydraulische Unterstützung an, d. h. es wird gemäß Schritt S5 („Erzeugung von P_u“) mittels der Betriebsbremsenfunktion ein hydraulischer Unterstützungsdruck P_u von der Hydraulikpumpe 3 erzeugt, mit dem der Bremskolben des Bremsaktuators 2c beaufschlagt wird. Der Sollwert P_u,soll des zu erzeugenden Unterstützungsdrucks P_u entspricht dabei der erforderlichen Zuspannkraft F_1,soll. Der Unterstützungsbremsdruck P_u entsprechend des Sollwertes P_u,soll wird nur an den Parkbremsen der Hinterräder 12 aufgebaut. Hierzu wird das Einlassventil 7b geöffnet und das Auslassventil 7a des Bremssattels 2a am Vorderrad 11 geschlossen, das Auslassventile 8b des Bremssattels 2b des Hinterrads 12 bleiben ebenso geschlossen. Nach diesem Druckaufbau an den Parkbremsen wird dieser hydraulische Unterstützungsbremsdruck P_u in dem Bremsaktuator 2c eingeschlossen, indem das Einlassventil 7b geschlossen wird. Anschließend wird die Hydraulikpumpe 3 abgeschaltet.
Anschließend folgt mit Schritt S6 ein Nachspannen des Bremssattels 2b der Parkbremse, indem der Gleichstrommotor 2d so lange angesteuert wird, bis dessen Motorstrom I einen Sollwert I_2,soll erreicht, der gegenüber dem ersten Sollwert I_1,soll kleiner ist. Dieser zweite Sollwert I_2,soll wird so gewählt, dass eine geringe Drehbewegung des Gleichstrommotors 2d erzielt wird, so dass dadurch unter der Wirkung des eingesperrten Unterstützungsbremsdrucks P_u ein leichtes Beifahren des Bremskolbens des Bremsaktuators 2c an den Bremssattel 2b bewirkt wird. Die aufgebaute Zuspannkraft F bleibt aufgrund des selbsthemmenden Getriebes auch nach dem Öffnen der Ventile 7b und 8b zwecks Abbau des Drucks gemäß Schritt S7 („Abbauen von P_u) erhalten.
Das zweite Verfahren zum hydraulischen Unterstützen der elektrischen Parkbremse der Hinterräder 12 beginnt gemäß 3 mit Schritten S1 bis S4, die denjenigen nach 2 entsprechen. Wenn gemäß Schritt S4 der Istwert I_ist des Motorstroms den dem Kraftsollwert F_1,soll entsprechenden Sollwert I_1,soll nicht erreicht, also die erforderliche Zuspannkraft F_1,soll sich nicht einstellt, wird ebenfalls von dem Steuergerät 20 eine hydraulische Unterstützung angefordert. Hierzu wird nach Schritt S5 (Erzeugung von P_u) mittels der Hydraulikpumpe 3 ein hydraulischer Unterstützungsbremsdruck P_u mit einem Solldruck P_u,soll erzeugt, der einem Vordrucksollwert P_u,vor entspricht, dessen Wert kleiner als der Kraftsollwert F_1,soll ist. Bei einem Kraftsollwert F_1,soll von bspw. 140 bar, kann als Vordrucksollwert P_u,vor bspw. 80 bar gewählt werden.
Der Unterstützungsbremsdruck P_u entsprechend des Vordruck-Sollwertes P_u,vor wird nur an den Bremskolben der Bremsaktuatoren 2c der Hinterräder 12 aufgebaut. Die Hydraulikpumpe 3 läuft weiter.
Das Nachspannen wird mit dem nachfolgenden Schritt S6 („Nachspannen mit Wegregelung auf Soll-Position des Bremskolbens“) durchgeführt, indem die mit dem hydraulischen Bremsdruck P_u beaufschlagten Bremskolben der Bremsaktuatoren 2c an den Hinterrädern 12 mittels einer Wegregelung unter Verwendung einer in dem Steuergerät 20 abgelegten Weg-Kraft-Kennlinie auf eine Position gefahren werden, die der erforderlichen Zuspannkraft, also dem Kraftsollwert F_1,soll entspricht.
Hierbei geht man von der am Ende des Zuspannvorgangs gemäß Schritt S3 vorliegenden Position aus. Die Wegregelung verwendet ausgehend hiervon einen Positionssollwert, der einen geringfügig größeren Wert aufweist als die Position am Ende des Zuspannvorgangs. Bei dieser Soll-Position wird davon ausgegangen, dass der Bremssattel 2b mit einer entsprechend größeren Kraft zugespannt wird. Der Wegregler versucht beim Nachspannen, den Bremskolben des Bremsaktuators 2c in Zuspannrichtung auf die Soll-Position einzustellen. Mit dem Erreichen dieser Soll-Position wird nach Schritt S7 („Soll-Position erreicht“) der hydraulische Unterstützungsbremsdruck P_u in Schritt S9 („Abbauen von P_u) abgebaut, d. h. die Hydraulikpumpe 3 abgestellt. Im anderen Fall, also bei Nichterreichen der Soll-Position, wird in Schritt S8 („Fehlermeldung anzeigen“) eine Fehlermeldung zur Anzeige an den Fahrer erzeugt und ebenso mit Schritt S9 der Unterstützungsbremsdruck P_u abgebaut.
Die beiden im Zusammenhang mit den 2 und 3 erläuterten Verfahren zum hydraulischen Unterstützen der elektrischen Parkbremse weisen den Vorteil auf, dass nur dann die hydraulische Unterstützung angefordert bzw. durchgeführt wird, wenn es auch tatsächlich erforderlich ist. Ferner ist das von der Hydraulikpumpe 3 zu erzeugte Volumen an Druckmittel sehr gering, da aufgrund des von der Parkbremsenfunktion durchgeführten Zuspannvorgangs gemäß Schritt S3 der Bremskolben der Bremsaktuatoren 2c bereits in die Nähe der erforderlichen Endposition gefahren wurden, bevor der hydraulische Unterstützungsbremsdruck wirkt.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass diese beschriebenen Verfahren auch zum Nachspannen einer heißgelaufenen Parkbremse während der Abkühlphase einsetzbar sind.
Das letzte Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum hydraulischen Unterstützen der elektrischen Parkbremse nach 4 unterscheidet sich von demjenigen nach 3 durch die angewendete Nachspannfunktion.
Für die Nachspannfunktion wird in Schritt S6 ein Sollwert I_2,soll für den Motorstrom I der Gleichstrommotoren 2d verwendet, der einem zweiten Kraftsollwert F_2,soll entspricht, welcher gegenüber dem in den Schritten S3 und S4 verwendeten ersten Kraftsollwert F_1,soll um einen dem Unterstützungsbremsdruck P_u,vor entsprechenden Kraftwert reduziert ist. Der mit diesem Unterstützungsbremsdruck P_u,vor beaufschlagte Bremskolben des Bremsaktuators 2c wird nun mittels des Gleichstrommotors 2d von dem Steuergerät 20 so lange zugespannt, bis der Istwert I_ist des Motorstroms I den Sollwert I_2,soll erreicht oder überschreitet; anschließend wird der Gleichstrommotor 2d abgeschaltet.
Dieser reduzierte Kraftsollwert I_2,soll wird ebenso aus einem in dem Steuergerät 20 abgelegten Kennfeld entnommen. Solche Kennfelder werden für bestimmte hydraulische Vordrucke, die am Bremskolben des Bremsaktuators 2c anliegen, ermittelt. Für hydraulische Vordrucke, die zwischen den Werten liegen, für die Kennfelder existieren, kann der entsprechende Sollwert I_2,soll für den Motorstrom I interpoliert werden.
Bei Nichterreichen dieses Sollwertes I_2,soll durch den Motorstrom I, wird gemäß Schritt S7 („Fehlermeldung anzeigen“) eine Fehlermeldung an den Fahrer erzeugt, nach Abbau des hydraulischen Unterstützungsbremsdruckes P_u gemäß Schritt S8 (Abbauen von P_u) ist das Verfahren beendet (Schritt S9: „Ende“).
Vor dem Nachspannen der Parkbremse gemäß Schritt S6 kann zunächst der mit dem Unterstützungsbremsdruck P_u beaufschlagte Bremsaktuator 2c mittels einer Wegregelung um einen kleinen Wegbetrag in Löserichtung der Parkbremse gesteuert werden, um damit eine definierte Position für das anschließende Nachspannen zu erhalten.
Auch das zuletzt beschriebene Verfahren gemäß 4 weist den Vorteil auf, dass nur dann eine hydraulische Unterstützung durchgeführt wird, wenn dies tatsächlich erforderlich ist. Ebenso ist das für den hydraulischen Unterstützungsdruck von der Hydraulikpumpe 3 zu fördernde Volumen gering, da der Bremskolben des Bremsaktuators 2d bereits in der Nähe der erforderlichen Endposition gemäß den Schritten S3 und S4 gefahren wurde.
Bezugszeichenliste

1: hydraulische Bremsanlage
2a: Bremssattel des linken Vorderrades 11,
2b: Bremssattel mit Parkbremse des rechten Hinterrades 12,
2c: Bremsaktuator am rechten Hinterrad 12
2d: Elektromotor, Gleichstrommotor des Bremsaktuators 2c
3: Hydraulikpumpe
4: Elektromotor für Antrieb der Hydraulikpumpe
5: Vorratsbehälter
6: Umschaltventil
7a: Einlassventil für Bremssattel 2a
7b: Einlassventil für Bremssattel 2b
8a: Auslassventil für Bremssattel 2a
8b: Auslassventil für Bremssattel 2b
9: Hauptbremszylinder
10: Parkbremsschalter
11: Vorderes linkes Rad
12: Hinteres rechtes Rad
13: Bremskraftverstärker
14: Niederdruckspeicher
15: Trennventil
16: Bremspedal
20: ESC-Steuergerät
21: ESC-Sensorik
I: erster Bremskreis
II: zweiter Bremskreis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008051350 A1 [0002]
DE 102010029391 A1 [0007]

Claims

Verfahren zum hydraulischen Unterstützen einer wenigstens einen Bremsaktuator (2c, 2d) aufweisenden elektrischen Parkbremse eines Fahrzeugs, welches zur elektrischen und hydraulischen Betätigung des wenigstens einen Bremsaktuators (2c, 2d) eine hydraulische Betriebsbremsenfunktion und eine elektrische Parkbremsenfunktion aufweist, wobei sich eine mit der Parkbremsenfunktion elektrisch erzeugte Zuspannkraft (F) mit einer durch Beaufschlagung des Bremsaktuators (2c, 2d) mit einem von der Betriebsbremsenfunktion zur Verfügung gestellten hydraulischen Unterstützungsbremsdruck (P_u) erzeugten Unterstützungsbremskraft überlagert, dadurch gekennzeichnet, dass – bei einer Betätigung der Parkbremse zur Erzeugung einer vorgegebenen Zuspannkraft die von dem Bremsaktuator (2c, 2d) erzeugte Zuspannkraft mittels einer deren Wert repräsentierenden Messgröße (I) als Istwert (I_ist) erfasst wird, – bei einem Istwert (I_ist) der Messgröße (I), der kleiner als ein einen ersten Kraftsollwert (F_1,soll) der Zuspannkraft repräsentierenden ersten Sollwert (I_1,soll) ist, der Bremsaktuator (2c, 2d) mit einem hydraulischen Unterstützungsbremsdruck (P_u) beaufschlagt wird, der einem vorgegebenen Unterstützungsbremsdrucksollwert (P_u,soll) entspricht, und – mittels der Parkbremsenfunktion eine Nachspannfunktion zum Nachspannen des mit dem hydraulischen Unterstützungsbremsdruck (P_u) beaufschlagten Bremsaktuators (2c, 2d) zur Erreichung der vorgegebenen Zuspannkraft durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des hydraulischen Unterstützungsbremsdruckes (P_u) ein Druckerzeugungsmittel (3), vorzugsweise eine Hydraulikpumpe mittels der Betriebsbremsenfunktion angesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – der Unterstützungsbremsdrucksollwert (P_u,soll) auf einen Wert eingestellt wird, bei dem die dadurch bewirkte Unterstützungsbremskraft dem ersten Kraftsollwert (F_1,soll) entspricht, – nach der Erzeugung des dem Kraftsollwert (F_1,soll) entsprechenden Unterstützungsbremsdruckes (P_u) das Druckerzeugungsmittels (3) abgeschaltet wird, und – der an dem Bremsaktuator (2c, 2d) anliegende Unterstützungsbremsdruck (P_u) hydraulisch in dem Bremsaktuator (2c, 2d) eingeschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – der Unterstützungsbremsdrucksollwert (P_u,soll) einem vorgegebenen Vordrucksollwert (P_u,vor) entspricht, wobei die dadurch bewirkte Unterstützungsbremskraft kleiner als der erste Kraftsollwert (F_1,soll) ist, und – nach der Erzeugung des Unterstützungsbremsdruckes (P_u) das Druckerzeugungsmittel (3) nicht abgeschaltet wird und der Bremsaktuator (2c, 2d) weiterhin mit dem erzeugten Unterstützungsbremsdruck (P_u) beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Nachspannen der Parkbremse der Bremsaktuator (2c, 2d) mit dem eingeschlossenen Unterstützungsbremsdruck (P_u) mittels der Parkbremsenfunktion angesteuert wird, bis der Istwert (I_ist) der Messgröße (I) der Zuspannkraft einem Sollwert (I_2,soll) entspricht, der kleiner als der dem ersten Kraftsollwert (F_1,soll) entsprechende erste Sollwert (I_1,soll) ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Nachspannen der Parkbremse mittels der Parkbremsenfunktion eine Wegregelung aktiviert wird, wobei anhand einer gespeicherten Weg-Kraftkennlinie ein mit dem Unterstützungsbremsdruck (P_u) beaufschlagte Bremskolben des Bremsaktuators (2c, 2d) auf eine der vorgegebene Zuspannkraft entsprechenden Soll-Position eingeregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fehlermeldung erzeugt wird, wenn hinsichtlich des Bremskolbens die Soll-Position von einer ermittelten Ist-Position nicht erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass – die Nachspannfunktion ein Nachspannen des Bremsaktuators (2c, 2d) mittels der Parkbremsenfunktion umfasst und dabei der Istwert (I_ist) der die von dem Bremsaktuator (2c, 2d) erzeugten Zuspannkraft repräsentierende Messgröße (I) erfasst wird, und – das Nachspannen beendet wird, wenn der Istwert (I_ist) der Messgröße (I) einen einem zweiten Kraftsollwert (F_2,soll) entsprechenden zweiten Sollwert (I_2,soll) erreicht, wobei der zweite Kraftsollwert (F_2,soll) gegenüber dem ersten Kraftsollwert (F_1,soll) um einen dem Unterstützungsbremsdruck (P_u) entsprechenden Kraftwert reduziert ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fehlermeldung erzeugt wird, wenn der Istwert (I_ist) der Messgröße (I) den zweiten Sollwert (I_2,soll) nicht erreicht.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor Durchführung des Nachspannens der mit dem Unterstützungsbremsdrucks (P_u) beaufschlagte Bremsaktuator (2c, 2d) mittels einer Wegregelung um einen kleinen Wegbetrag in Löserichtung der Parkbremse gesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Durchführung der Nachspannfunktion der hydraulische Unterstützungsbremsdruck (P_u) abgebaut wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsaktuator (2c, 2d) zur Durchführung der Parkbremsenfunktion von einem Elektromotor (2d) angetrieben wird und als die Zuspannkraft repräsentierende Messgröße (I) der Motorstrom des Elektromotors (2d) detektiert wird.