DE102012205030A1

DE102012205030A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Ansteuern einer Feststellbremse eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102012205030A1
Application number: DE201210205030
Authority: DE
Inventors: Frank Baehrle-Miller; Dieter Blattert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2013-10-02

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Ansteuern einer Feststellbremse, insbesondere einer automatischen Parkbremse eines Kraftfahrzeugs. Hierbei besteht die Feststellbremse aus einem elektromotorischen Aktuator und wenigstens einem zweiten Aktuator. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Ansteuerung des zweiten Aktuators in Abhängigkeit von wenigstens einer Temperaturgröße, die die Temperatur des Elektromotors des elektromotorischen Aktuators repräsentiert, geschieht.

Description

Stand der Technik
Aus DE-10 2009 028 505 sind automatische Feststellbremsen oder Parkbremsen (APB) bekannt, die aus einem Elektromotor und einem, den Elektromotor unterstützenden, hydraulischen Aktuator (hydraulische Bremsvorrichtung) bestehen. Der Elektromotor wirkt über ein Getriebe, wie z. B. einen Spindelantrieb, direkt auf die Bremskolben der hydraulischen Bremsanlage. Während eines Zuspannvorgangs der Feststellbremse wird zunächst der Elektromotor betätigt und nach einer bestimmten Zeit die hydraulische Bremsvorrichtung zugeschaltet. Dadurch kann die Klemmkraft bis auf einen erforderlichen Wert verstärkt werden.
In der Betriebsphase, in der sowohl der Elektromotor als auch die hydraulische Bremsvorrichtung gleichzeitig Kraft ausüben, kann der Stromverbrauch des Elektromotors durch Variation der hydraulischen Bremsvorrichtung auf einen im Wesentlichen konstanten Wert geregelt werden.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung zum Ansteuern einer Feststellbremse, insbesondere einer automatischen Parkbremse eines Kraftfahrzeugs. Hierbei besteht die Feststellbremse aus einem elektromotorischen Aktuator und wenigstens einem zweiten Aktuator.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Ansteuerung des zweiten Aktuators in Abhängigkeit von wenigstens einer Temperaturgröße, die die Temperatur des Elektromotors des elektromotorischen Aktuators repräsentiert, geschieht. Damit ist hier konkret die hydraulische Unterstützung gemeint, die in Abhängigkeit von der Temperatur angesteuert wird.
Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass erfindungsgemäß das Einstellen der von einer Feststellbremse ausgeübten Klemmkraft derart vorgesehen wird, dass die Klemmkraft nur wenn es notwendig ist, durch Zuschalten einer vorzugsweise hydraulischen oder pneumatischen Unterstützung erzeugt wird. Mit anderen Worten handelt es sich damit um eine bedarfsabhängige hydraulische Unterstützung. Durch den bedarfsabhängigen Einsatz, wird eine erhöhte Komponentenbelastung (z.B. des Bordnetzes oder der hydraulischen Komponenten selbst), die nicht generell notwendig ist, vermieden.
Die Ansteuerung des zweiten Aktuators soll schließlich vorzugsweise dann erfolgen, wenn der Elektromotor in wenigstens einer Betriebsphase des Ansteuerns unter Last arbeitet.
Im Verfahren sind ferner wenigstens zwei Feststellbremsen jeweils einer an einer Achse angeordneten Radbremse zugeordnet und die Ansteuerung des zweiten Aktuators geschieht vorzugsweise rad- oder achsweise.
Die Ansteuerung des zweiten Aktuators soll vorteilhaft in Abhängigkeit eines Soll-Ausgangsmoments des Elektromotors geschehen. Dabei hängt die Ansteuerung des zweiten Aktuators vorzugsweise wenigstens von einem Vergleich der Temperaturgröße mit wenigstens einem ersten Schwellenwert ab. Vorzugsweise soll die Ansteuerung dann geschehen, wenn die Temperaturgröße den ersten Schwellenwert überschreitet, ab dem das vom Elektromotor abgegebene Ausgangsmoment kleiner als ein vorgebbares Soll-Ausgangsmoment ist.
Hintergrund der Erfindung ist, dass zum Erzeugen einer notwendigen Klemmkraft ein Elektromotor während eines Zuspannvorganges so lange betätigt wird, bis eine Endposition erreicht ist, in der die gewünschte Klemmkraft gegeben ist. In der Regel ist die ausschließliche Betätigung des Elektromotors ausreichend und ein zusätzliches hydraulisches Bremsen unnötig.
Da jedes hydraulische Bremsen zu einer erhöhten Komponentenbelastung führt, ist es wünschenswert, den Elektromotor lediglich in notwendigen Fällen hydraulisch zu unterstützen.
Die Notwendigkeit der hydraulischen Unterstützung ergibt sich in den Fällen, in denen die gewünschte Klemmkraft nicht allein durch den Elektromotor hervorgebracht werden kann. So ein Fall liegt vor, wenn das Abgabemoment des Elektromotors durch eine erhöhte Temperatur des Elektromotors so verkleinert worden ist, dass die gewünschte Klemmkraft nicht mehr erzeugt werden kann.
Da das Verhältnis zwischen Motortemperatur und Abgabemoment bekannt ist, kann durch Prüfung der Motortemperatur entschieden werden, ob ein zusätzliches hydraulisches Bremsen notwendig ist.
Im Verfahren wird die Motortemperatur mittels eines Steuergerätes geprüft und, für den Fall, dass die Temperatur in einem Bereich liegt, mit dem ein verkleinertes Abgabemoment einhergeht, die hydraulische Bremse zusätzlich eingesetzt.
In der Erfindung wird ferner vorgesehen, dass vorzugsweise der zweite Aktuator in Abhängigkeit von wenigstens einer Momentengröße, die das Ausgangsmoment des Elektromotors des elektromotorischen Aktuators repräsentiert, angesteuert wird, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Ansteuerung des zweiten Aktuators in Abhängigkeit von wenigstens einem Vergleich der Momentengröße mit wenigstens einem zweiten Schwellenwert geschieht und der zweite Aktuator angesteuert wird, wenn die Momentengröße einen zweiten Schwellenwert unterschreitet, ab dem das vom Elektromotor abgegebene Ausgangsmoment kleiner als ein vorgebbares Soll-Ausgangsmoment ist.
Das Verfahren kann vorteilhaft auch so ausgelegt sein, dass die Ansteuerung des zweiten Aktuators in Abhängigkeit von wenigstens einer Spannungsgröße, die die Spannung des Elektromotors des elektromotorischen Aktuators repräsentiert, geschieht, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Ansteuerung des zweiten Aktuators in Abhängigkeit von wenigstens einem Vergleich der Spannungsgröße mit wenigstens einem dritten Schwellenwert geschieht und der zweite Aktuator angesteuert wird, wenn die Spannungsgröße einen dritten Schwellenwert unterschreitet, ab dem das vom Elektromotor abgegebene Ausgangsmoment kleiner als ein vorgebbares Soll-Ausgangsmoment ist.
Hintergrund dieses Unteranspruchs ist, dass wie im Fall der Temperaturabhängigkeit das Abgabemoment des Motors auch zur Motorspannung in Beziehung steht: Zu niedrige Motorspannungen gehen mit zu niedrigen Motorabgabemomenten einher. Ist dies der Fall, kann die gewünschte Klemmkraft nicht mehr erzeugt werden. Da das Verhältnis zwischen Motorspannung und Abgabemoment bekannt ist, kann durch Prüfung der Motorspannung entschieden werden, ob ein zusätzliches hydraulisches Bremsen notwendig ist. Bei dieser erfindungsgemäßen Variante wird die Motorspannung mittels eines Steuergerätes geprüft und, für den Fall, dass die Spannung in einem Bereich liegt, mit dem ein verkleinertes Abgabemoment einhergeht, die hydraulische Bremse zusätzlich eingesetzt.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann vorzugsweise die Ansteuerung der Feststellbremse, insbesondere des zweiten Aktuators in Abhängigkeit einer Bewegung von wenigstens einem Rad des Kraftfahrzeugs geschehen, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Bewegung des Rades erfasst wird und die Erfassung der Radbewegung in Abhängigkeit von wenigstens einem Vergleich der Temperaturgröße des Elektromotors mit wenigstens einem weiteren Schwellenwert geschieht und die Bewegung des Rades über einen vorgebbaren Zeitraum erfasst wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise durch ein Regel- oder Steuergerät zur Ansteuerung einer Feststellbremse, insbesondere einer auf die Räder eines Kraftfahrzeugs wirkenden automatischen Parkbremse durchgeführt, bestehend aus einem elektromotorischen Aktuator und wenigstens einem zweiten Aktuator. Dabei geschieht die Ansteuerung des zweiten Aktuators vorzugsweise in Abhängigkeit von wenigstens einer Temperaturgröße, die die Temperatur des Elektromotors des elektromotorischen Aktuators repräsentiert.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im folgenden Abschnitt wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben können, auf die die Erfindung aber in ihrem Umfang nicht beschränkt ist, erläutert. Die Ausführungen sind in den Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen:
1 einen Schnitt durch eine elektromechanische Feststellbremse für ein Fahrzeug, bei der die Klemmkraft über einen elektrischen Motor erzeugt wird;
2 den zeitlichen Verlauf verschiedener Betriebsgrößen einer Feststellbremse bei einem Zuspannvorgang der Bremse;
3. ein Ablaufdiagramm mit Verfahrensschritten zur bedarfsgerechten Ansteuerung einer Feststellbremse;
4 eine schematische Darstellung einer Steuerung einer automatischen Parkbremse;
5 ein Ablaufdiagramm mit Verfahrensschritten zur bedarfsgerechten Ansteuerung einer Feststellbremse unter Berücksichtigung der Drehbewegung der Räder.
Ausführungsform der Erfindung
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 3 als Bremsmotor auf, der eine Spindel 4 rotierend antreibt, auf der ein als Spindelmutter ausgeführtes Spindelbauteil 5 rotationsfest 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 verschiebbar 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. Zur Realisierung der hydraulischen Unterstützung wird eine Hydraulikpumpe verwendet (in 1 nicht dargestellt). Die Hydraulikpumpe wird meist durch einen separaten Elektromotor betrieben.
In 2 ist der zeitliche Verlauf verschiedener Betriebsgrößen einer Feststellbremse bei einem Zuspannvorgang der Feststellbremse dargestellt; die Ordinate ist proportional zum Druck (p) skaliert, die Abszisse ist proportional zur Zeit (t) skaliert. Dargestellt ist der Fall, dass auf Grund einer zu hohen Temperatur des Elektromotors 3 ab einem gewissen Zeitpunkt der Elektromotor 3 hydraulisch unterstützt werden muss. Der gesamte Zuspannvorgang kann im Wesentlichen in vier Phasen unterteilt werden:
Zu Beginn einer Phase 1 (Ph1), dem Start (St) des Zuspannvorgangs, wird ein Zuspannwunsch erkannt und der an der Feststellbremse montierte Elektromotor 3 eingeschaltet. Beim Einschalten (E) des Elektromotors 3 ist ein Einschalt-Strompeak erkennbar. Der Strom i des Elektromotors 3 fällt dann im weiteren Verlauf ab, bis sich am Ende der Phase 1 ein Leerlaufstrom einstellt, die Leerlaufphase (L) beginnt. Die Drehzahl ω des Elektromotors 3 steigt in Phase 1 an, d. h. der Elektromotor 3 wird beschleunigt. Am Ende der Phase 1 erreicht die Drehzahl ω des Elektromotors 3 eine Leerlaufdrehzahl. Die Spannung u_Motor des Elektromotors 3 steigt ebenfalls an. Am Ende der Phase 1 stellt sich eine Leerlaufspannung ein. Durch die Rotation einer Spindel wird eine Spindelmutter in Richtung eines Bremskolbens der Feststellbremse bewegt. Da die Spindelmutter mit dem Kolbenboden des Bremskolbens noch nicht in Kontakt steht, ist die Klemmkraft F gleich Null. Der Druck p der Hydraulikpumpe ist in dieser Phase ebenfalls Null.
Phase 2 (Ph2) ist eine Leerlaufphase (L), in der sich ein Leerlaufstrom, eine Leerlaufspannung und eine Leerlaufdrehzahl einstellen. Die Klemmkraft der Feststellbremse beträgt in dieser Phase weiterhin Null, da die Spindelmutter mit dem Kolbenboden noch nicht in Kontakt steht. Der Druck p der Hydraulikpumpe ist weiterhin gleich Null.
In Phase 3 (Ph3) erfolgt der Kraftaufbau (Ka). Die Spindelmutter steht mit dem Kolbenboden in Kontakt und der Bremskolben wird durch die Drehung der Spindel gegen die Bremsscheibe gedrückt. Dabei steigt der Strom i des Elektromotors 3 an. Die Spannung u_Motor des Elektromotors 3 fällt in dieser Phase aufgrund der Belastung des Elektromotors 3 vom Niveau der Leerlaufspannung leicht ab. Die Drehzahl ω des Elektromotors 3 fällt mit zunehmendem Klemmkraftaufbau ebenfalls ab. Kurz bevor eine vorgegebene Zielklemmkraft Fm erreicht ist, wird die Hydraulikpumpe zugeschaltet und somit ein hydraulischer Druck p aufgebaut. Grund des Zuschaltens ist, dass gegebenenfalls temperaturbedingt der Strombedarf des Elektromotors 3 zu groß oder die Motorgeschwindigkeit des Elektromotors 3 zu klein wird. Die Zielklemmkraft F_m kann z. B. einen Wert haben, der nahe einer maximalen Klemmkraft des Elektromotors 3 liegt.
Phase 4 (Ph4) beginnt mit Erreichen der durch den Elektromotor 3 aufgebrachten Zielklemmkraft F_m. In dieser Phase wird der Elektromotor 3 von der Hydraulikpumpe unterstützt; dies ist die Phase der Kraftüberlagerung (Kü). Die Gesamt-Klemmkraft setzt sich dabei aus einem Anteil des Elektromotors 3 und einem Anteil der Hydraulikpumpe zusammen. Der Strom i₀ des Elektromotors 3 wird in Phase 4 auf einen im Wesentlichen konstanten Wert geregelt. Der hydraulische Druck p steigt solange an, bis eine vorgegebene Gesamt-Klemmkraft erreicht ist. Danach werden der Elektromotor 3 und die Hydraulikpumpe abgeschaltet. Demzufolge fallen der hydraulische Druck p, der Strom i, die Spannung u_Motor und die Drehzahl ω des Elektromotors 3 auf Null. Die Anwendung des Elektromotors (3) wird durch das Abschalten (A) des Elektromotors (3) und dessen Auslauf (Au) beendet. Die Gesamt-Klemmkraft F_Ges wird dabei gehalten.
In 3 ist das Verfahren zur Ansteuerung einer elektromechanischen Feststellbremse schematisch dargestellt. Ziel der Ansteuerung ist die Erzeugung der notwendigen Mindestklemmkraft bei bedarfsgerechter hydraulischer Unterstützung in oben beschriebener Phase 4.
Die notwendige Mindestklemmkraft ist so definiert, dass das Fahrzeug unter vorgebbaren Parkbedingungen an ungewollter Bewegung gehindert wird. Solche Bedingungen können beispielweise sein, dass:

a) ein voll beladenes Fahrzeug an 20% Steigung/Gefälle dauerhaft gehalten werden muss. oder:
b) ein voll beladenes Fahrzeug mit Anhänger (auch mit maximaler Beladung) an 12% Steigung/Gefälle dauerhaft gehalten werden muss.

Die notwendige Klemmkraft für a) oder b) ist in der Regel sehr ähnlich. D.h. man wird in der Regel als notwendige Mindestklemmkraft F_min = MAX{a, b} wählen. Die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein Fahrzeug an einer Steigung von mehr als 20% befindet ist sehr gering. Aktuell geht man von weniger als 1% aller Fälle aus. D.h. die Kraft F_min ist in 99% der Fälle ausreichend. Nur in 1% der Fälle ist unter Umständen eine höhere Kraft notwendig.
Der Verfahrensschritt 11 markiert den Start einer des Elektromotors 3 der der Erzeugung der notwendigen Mindestklemmkraft dient. Im nächsten Verfahrensschritt (22) wird die Temperatur T des Elektromotors 3 bestimmt. Die Bestimmung von T erfolgt dergestalt, dass Spannung u_Motor und Strom i des Elektromotors bestimmt werden. Aus diesen beiden Größen lässt sich der Motorwiderstand abschätzen. Unter Verwendung weiterer Motorparameter (Motorkonstanten) kann schließlich die aktuelle Temperatur des Motors T errechnet werden. Die Temperatur kann aber auch direkt mittels eines Temperatursensors ermittelt werden.
Grund für die Überprüfung der Motortemperatur ist, dass mit erhöhter Motortemperatur ein verkleinertes Abgabemoment M_Motor des Elektromotors 3 gegenüber dem Abgabemoment einhergeht, das bei gleichbleibender Motoransteuerung (konstanter Strom i) bereitgestellt wird. Die Verkleinerung des Abgabemoments kann ab einer bestimmten Maximaltemperatur T_max dazu führen, dass die Erzeugung der notwendigen Mindestklemmkraft durch den Elektromotor 3 dann nicht mehr sichergestellt ist.
Die temperaturabhängige Verkleinerung des Abgabemoments M_Motor des Elektromotors 3 kann wie folgt beschrieben werden:
M_Motor = K_M·i, wobei K_M die Motorkonstante und i der Motorstrom ist. Da für den Elektromotor das Ohmsche Gesetz gilt: u_Motor = R_Ges·i, ist leicht erkennbar, dass bei reduzierter Spannung und gleichzeitig konstant bleibendem Widerstand auch nur ein reduzierter Strom fließen kann. Das Abgabemoment des Motors ist somit bei reduzierter Spannung ebenfalls entsprechend eingeschränkt. Der elektrische Gesamtwiderstand wird durch die Zuleitungen und des Motors bestimmt. Die Temperatur des Elektromotors 3 hat Auswirkungen auf die Motorkonstante und den Motorwiderstand:

– Eine höhere Temperatur bewirkt, dass der Widerstand erhöht wird und sich somit der Strom für die Bereitstellung des Abgabemoments reduziert.
– Außerdem reduziert sich auch die Motorkonstante bei einer höheren Temperatur; das Verhältnis von Strom zu Abgabemoment K_M[Nm/A] wird ungünstiger.

Das bedeutet, dass eine zunehmende Temperatur zu einem kleineren Abgabemoment führt, der Motor also schwächer wird. Die oben genannte notwendige Mindestklemmkraft entspricht einem Mindestabgabemoment M_min, das ab Überschreitung einer bestimmten Temperaturschwelle T_max bzw. Unterschreitung einer bestimmten Spannungsschwelle u_min nicht mehr bereitgestellt werden kann.
Dieses Mindestabgabemoment wird im Weiteren auch als Soll-Ausgangsmoment bezeichnet.
Die Betrachtung der Über- bzw. Unterschreitung ist in Phase 3 von Bedeutung, da in dieser Phase entschieden werden muss, ob die durch den Elektromotor 3 erzeugte Klemmkraft ausreicht.
Wird auf Grund der zu hohen Temperaturen die notwendige Mindestklemmkraft, dem ein Mindestabgabemoment entspricht, nicht mehr erzeugt, muss der Elektromotor 3 hydraulisch unterstützt werden. Die notwendige Mindestklemmkraft wird in einem solchen Fall sowohl von dem Elektromotor 3 als auch durch die Hydraulikpumpe erzeugt (33). Da die notwendige Mindestklemmkraft durch die kombinierte Krafterzeugung erreicht ist, wird der Prozess der Ansteuerung der elektromechanischen Feststellbremse abgeschlossen (66).
Ist hingegen T kleiner als T_Max, wird in einem nächsten Schritt die in Phase 3 anliegende Spannung u_Motor des Elektromotors 3 geprüft (44). Da die Spannung des Elektromotors unter Belastung, also während Phase 3, leicht abfällt, stellt sich während der Erzeugung der Klemmkraft unter Umständen eine zu niedrige Spannung ein und die Bereitstellung eines Mindestabgabemoments ist nicht gewährleistet. Ist dies der Fall, muss der Elektromotor 3 wiederum hydraulisch unterstützt werden um die notwendige Mindestklemmkraft zu erreichen. Nach erfolgter kombinierter Krafterzeugung (33) wird der Prozess der Ansteuerung der elektromechanischen Feststellbremse abgeschlossen (66).
Wenn die Prüfung der Spannung einen Wert ergibt, der die Bereitstellung eines Mindestabgabemoments gewährleistet, wird der Bremsvorgang nur mittels des Elektromotors 3 durchgeführt (55) und der Prozess der Ansteuerung der elektromechanischen Feststellbremse wird abgeschlossen (66).
Das oben beschriebene Verfahren der Ansteuerung des zweiten Aktuators kann vorzugsweise rad- oder achsweise geschehen. Dazu wird die Prüfung von Temperatur und Spannung bei jeder Feststellbremse einzeln durchgeführt und die bedarfsgerechte hydraulische Unterstützung nur an der Feststellbremse durchgeführt, an der eine Überoder Unterschreitung von T_max bzw. u_min vorliegt.
In 4 ist die Vorrichtung zur Erzeugung der notwendigen Mindestklemmkraft schematisch dargestellt. Die notwendige Mindestklemmkraft wird zunächst durch einen Elektromotor 3 (101) erzeugt und auf die Bremse (104) übertragen. Um die Bereitstellung eines Mindestabgabemoments durch den Elektromotor 3 sicherzustellen, werden die Temperatur T und die Spannung u_Motor des Elektromotors 3 von einem Steuergerät (102) während der Phase 3 erfasst und verarbeitet. Die Einheit 1021 des Steuergerätes misst dazu die Strom- und Spannungswerte des Elektromotors 3 in Phase 3 und leitet aus diesen Werten den Widerstand R und die Temperatur des Elektromotors 3 ab. Diese Werte werden von Einheit 1022 mit den Schwellenwerten für die Temperatur und die Spannung des Elektromotors 3 in Phase 3 verglichen. Je nachdem, ob die Werte über bzw. unter definierten Schwellenwerten liegen, kann bei Bedarf die hydraulische Fahrzeugbremse (103) angesteuert werden. Zur Ansteuerung dient Einheit 1023. Bei Ansteuerung der hydraulischen Fahrzeugbremse erzeugt diese zusätzliche Klemmkraft in der Bremse (104).
In 5 ist das Verfahren zur Ansteuerung einer elektromechanischen Feststellbremse schematisch dargestellt. In diesem Verfahren hängt die Ansteuerung des zweiten Aktuators vorzugsweise von einer Temperaturschwelle T_uk und der Bewegung mindestens eines der Räder des Kraftfahrzeugs ab. In einem ersten Schritt wird die Temperatur des Elektromotors 3 bestimmt und mit der Temperaturschwelle T_uk verglichen (77). Die Temperaturschwelle T_uk liegt unterhalb der Temperaturschwelle T_max. Liegt die Temperatur oberhalb von T_uk und sogar oberhalb von T_max, bedarf es der hydraulischen Unterstützung, nach dann erfolgter kombinierter Krafterzeugung (33) wird der Prozess der Ansteuerung der elektromechanischen Feststellbremse abgeschlossen (66).
Solange die Temperatur in einem Bereich zwischen T_uk und T_max liegt, bedarf es keiner grundsätzlich zusätzlichen hydraulischen Unterstützung (siehe oben), eine Überwachung der Parkbremse ist dennoch sinnvoll. T_uk ist so definiert, dass bei ihrer Überschreitung eine Überwachung der Parkbremse empfehlenswert ist. Grund der Überwachung der Parkbremse sind Abkühlprozesse von den Bremsbelägen (7 & 8) und der Bremsscheibe (10): Unter Umständen können sich diese thermisch zusammenziehen und die Parkbremse verliert dadurch an Klemmkraft. Ist dies der Fall, erweist sich die anfangs noch ausreichende, lediglich elektromotorisch erzeugte Klemmkraft als unzureichend und es bedarf der hydraulischen Unterstützung (33).
Bei Temperaturen unterhalb von T_uk kann auch nach den eben beschriebenen Abkühlprozessen von einer ausreichenden Klemmkraft ausgegangen werden; in diesem Fall wird der Bremsvorgang nur mittels des Elektromotors 3 durchgeführt (55) und der Prozess der Ansteuerung der elektromechanischen Feststellbremse wird abgeschlossen (66).
Da die genannten Abkühlprozesse in der Regel nach einer endlichen Zeitdauer soweit fortgeschritten sind, dass es zu keinem messbaren Verlust an Klemmkraft mehr kommt, wird daher bei einer Temperatur, die zwischen T_uk und T_max liegt, zunächst lediglich elektromotorisch Klemmkraft erzeugt (55) und gleichzeitig eine Überwachung der Räder des Kraftfahrzeugs innerhalb einer festgelegten Überwachungszeitdauer durchgeführt. Die Überwachungszeitdauer hängt von der erzeugten Klemmkraft und den Materialparametern der Feststellbremse ab, im Verfahren wird die Überwachungszeitdauer durch einen Zeitwertzähler (88) bestimmt. Die Überwachungszeitdauer kann dabei vorzugsweise unter Berücksichtigung weiterer Parameter wie etwa der Steigung des Parkuntergrundes oder der Temperatur des Bremsbeläge (7 & 8) oder der Bremsscheibe (10) gewählt werden.
Während des Überwachungszeitraumes wird mittels einer Steuerung (99) die mögliche Drehbewegung der Räder überwacht (111).
Werden während des Überwachungszeitraums keine Drehbewegungen der Räder festgestellt, wurde der Bremsvorgang nur mittels des Elektromotors 3 durchgeführt (55) und der Prozess der Ansteuerung der elektromechanischen Feststellbremse wird abgeschlossen (66).
Tritt hingegen innerhalb des Überwachungszeitraums eine Drehbewegung der Räder auf, wird der zweite, hydraulische Aktuator angesteuert und zusätzlich Klemmkraft erzeugt (33), um die Drehbewegung der Räder und damit das etwaige Wegrollen des Kraftfahrzeugs zu stoppen. Nach dann erfolgter kombinierter Krafterzeugung (33) wird der Prozess der Ansteuerung der elektromechanischen Feststellbremse abgeschlossen (66).
In Reaktion auf eine Drehbewegung der Räder könnte zunächst auch eine rein elektromotorische Klemmkraftaufbringung ausreichend sein. In diesem Fall sollte die Überwachung der Drehbewegung dennoch fortgesetzt und ggf. hydraulisch unterstützt werden.
Bezugszeichenliste

i

Strom des Elektromotors 3

i₀

aktueller Strom bei Erreichen der Zielklemmkraft F_m

u_Motor

Betriebsspannung des Elektromotors 3

u_min

Spannungsschwelle

ω

Drehzahl des Elektromotors 3

s

Weg der Mutter auf Spindel der elektromechanischen Bremsvorrichtung

R_Ges

elektrischer Gesamtwiderstand des Elektromotors 3, einschließlich der Zuleitungen

T

Temperatur des Elektromotors 3

T_max

Temperaturschwelle des Elektromotors 3

T_uk

Temperaturschwelle des Elektromotors 3 zur Radüberwachung des Kraftfahrzeugs, zur Auslösung der Radüberwachung

K_M

Motorkonstante des Elektromotors 3

M_Motor

Abgabemoment des Elektromotors 3

M_min

Mindestabgabemoment des Elektromotors 3

F

Klemmkraft

F_m

Zielklemmkraft

F_min

notwendige Mindestklemmkraft

F_Ges

Gesamtklemmkraft

p

Druck der Hydraulikpumpe

E

Einschalten

St

Start

L

Leerlaufphase

Ka

Kraftaufbau

Kü

Kraftübertragung

A

Abschalten

Au

Auslauf

Ph1

Phase 1

Ph2

Phase 2

Ph3

Phase 3

Ph4

Phase 4

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009028505 [0001]

Claims

Verfahren zum Ansteuern einer Feststellbremse (1), insbesondere einer auf die Räder eines Kraftfahrzeugs wirkenden automatischen Parkbremse, bestehend aus einem elektromotorischen Aktuator (101) und wenigstens einem zweiten Aktuator, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung (33) des zweiten Aktuators in Abhängigkeit von wenigstens einer Temperaturgröße (T), die die Temperatur des Elektromotors (3) des elektromotorischen Aktuators repräsentiert, geschieht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Aktuator eine hydraulische oder pneumatische Bremsvorrichtung (103) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung (33) des zweiten Aktuators geschieht, wenn der Elektromotor (3) in wenigstens einer Betriebsphase (Phase 3) des Ansteuerns unter Last arbeitet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Feststellbremsen (1) jeweils einer an einer Achse angeordneten Radbremse zugeordnet sind und die Ansteuerung des zweiten Aktuators rad- oder achsweise geschieht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung (33) des zweiten Aktuators in Abhängigkeit eines Soll-Ausgangsmoments des Elektromotors (3) geschieht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung (33) des zweiten Aktuators in Abhängigkeit von wenigstens einem Vergleich der Temperaturgröße (T) mit wenigstens einem ersten Schwellenwert (T_max) geschieht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Aktuator angesteuert wird (33), wenn die Temperaturgröße (T) den ersten Schwellenwert (T_max) überschreitet, ab dem das vom Elektromotor (3) abgegebene Ausgangsmoment kleiner als ein vorgebbares Soll-Ausgangsmoment ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Ansteuerung (33) des zweiten Aktuators in Abhängigkeit von wenigstens einer Momentengröße (M_Motor), die das Ausgangsmoment des Elektromotors (3) des elektromotorischen Aktuators repräsentiert, geschieht, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass – die Ansteuerung (33) des zweiten Aktuators in Abhängigkeit von wenigstens einem Vergleich der Momentengröße (M_Motor) mit wenigstens einem zweiten Schwellenwert (M_min) geschieht und/oder – der zweite Aktuator angesteuert wird (33), wenn die Momentengröße (M_Motor) einen zweiten Schwellenwert (M_min) unterschreitet, ab dem das vom Elektromotor (3) abgegebene Ausgangsmoment kleiner als ein vorgebbares Soll-Ausgangsmoment ist. und/oder – die Ansteuerung (33) des zweiten Aktuators in Abhängigkeit von wenigstens einer Spannungsgröße (u_Motor), die die Spannung des Elektromotors (3) des elektromotorischen Aktuators repräsentiert, geschieht, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass – die Ansteuerung (33) des zweiten Aktuators in Abhängigkeit von wenigstens einem Vergleich der Spannungsgröße (u_Motor) mit wenigstens einem dritten Schwellenwert (u_min) geschieht und/oder – der zweite Aktuator angesteuert wird (33), wenn die Spannungsgröße (u_Motor) einen dritten Schwellenwert (u_min) unterschreitet, ab dem das vom Elektromotor (3) abgegebene Ausgangsmoment kleiner als ein vorgebbares Soll-Ausgangsmoment ist. und/oder – die Ansteuerung (33) des zweiten Aktuators in Abhängigkeit von wenigstens einer Motordrehzahlgröße, die die Motordrehzahl des Elektromotors (3) des elektromotorischen Aktuators repräsentiert, geschieht, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass – die Ansteuerung (33) des zweiten Aktuators in Abhängigkeit von wenigstens einem Vergleich der Motordrehzahlgröße mit wenigstens einem vierten Schwellenwert geschieht und/oder – der zweite Aktuator angesteuert wird (33), wenn die Motordrehzahlgröße einen vierten Schwellenwert unterschreitet, ab dem das vom Elektromotor (3) abgegebene Ausgangsmoment kleiner als ein vorgebbares Soll-Ausgangsmoment ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Feststellbremse, insbesondere (33) des zweiten Aktuators in Abhängigkeit einer Bewegung von wenigstens einem Rad (111) des Kraftfahrzeugs geschieht, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass – die Bewegung des Rades erfasst wird (111) und – die Erfassung der Radbewegung (111) in Abhängigkeit von wenigstens einem Vergleich der Temperaturgröße (T) des Elektromotors (3) mit wenigstens einem weiteren Schwellenwert (T_uk) geschieht (77) und – die Bewegung des Rades (111) über einen vorgebbaren Zeitraum erfasst wird (88, 99).
Regel- bzw. Steuergerät (102) zur Ansteuerung einer Feststellbremse (1), insbesondere einer auf die Räder eines Kraftfahrzeugs wirkenden automatischen Parkbremse, bestehend aus einem elektromotorischen Aktuator und wenigstens einem zweiten Aktuator, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung (33) des zweiten Aktuators in Abhängigkeit von wenigstens einer Temperaturgröße (T), die die Temperatur des Elektromotors (3) des elektromotorischen Aktuators repräsentiert, geschieht.
Feststellbremse (1), insbesondere eine automatische Parkbremse eines Kraftfahrzeugs, mit dem Regel- bzw. Steuergerät (102) nach Anspruch 10.