DE102016223826A1

DE102016223826A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines hydraulischen Bremssystems, Bremssystem

Info

Publication number: DE102016223826A1
Application number: DE102016223826.4A
Authority: DE
Inventors: Helmut Wolff; Edith Mannherz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2018-05-30
Also published as: US10399552B2; US20180148033A1; CN108116391B; CN108116391A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Bremssystems (1) eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bremssystem (1) wenigstens eine Radbremse (2), eine Bremspedaleinrichtung (3) und zumindest einen ansteuerbaren Druckerzeuger (15) zur hydraulischen Betätigung der Radbremse (2) sowie einen der Radbremse (2) zugeordneten elektromechanischen Aktuator (22) zum Betätigen der Radbremse (2) aufweist, wobei durch Druckerzeuger (15) und Aktuator (22) jeweils eine Kraft zum Verlagern eines Bremskolbens (19) der Radbremse (2) zu deren Betätigung erzeugbar ist, wobei der Druckerzeuger (15) und der Aktuator (22) dazu angesteuert werden, eine Gesamtklemmkraft zusammen zu erzeugen. Es ist vorgesehen, dass zur Prüfung der Funktionsfähigkeit des Bremssystems ein Leerweg des elektromechanischen Aktuators (22) bis zu einem Klemmkraftaufbau (t4) erfasst und mit einem in Abhängigkeit von der Ansteuerung des Druckerzeugers (15) erwarteten Leerwegs des Aktuators (22) verglichen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Bremssystems eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bremssystem wenigstens eine Radbremse, eine Bremspedaleinrichtung und zumindest einen ansteuerbaren Druckerzeuger zur hydraulischen Betätigung der Radbremse sowie einen der Radbremse zugeordneten elektromechanischen Aktuator zum Betätigen der Radbremse aufweist, wobei durch Druckerzeuger und Aktuator jeweils eine Kraft zum Verlagern eines Bremskolbens der Radbremse zu deren Betätigung erzeugbar ist, wobei der Druckerzeuger und der Aktuator dazu angesteuert werden eine Gesamtklemmkraft zusammen zu erzeugen.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Betreiben eines solchen Bremssystems sowie ein derartiges Bremssystem.
Stand der Technik
Verfahren, Vorrichtung und Bremssysteme der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Hydraulische Bremssysteme werden üblicherweise als Betriebsbremse von Kraftfahrzeugen eingesetzt, mit welcher der Fahrer eines Kraftfahrzeugs ein gewünschtes Bremsmoment an Rädern des Kraftfahrzeugs einstellen kann. Dazu weist eine Bremspedaleinrichtung ein Bremspedal auf, das von dem Fahrer betätigbar ist, um einen hydraulischen Druck in dem Bremssystem, gegebenenfalls mit Hilfe eines Bremskraftverstärkers und eines Hauptbremszylinders zu erzeugen. Mittlerweile ist es außerdem bekannt, hydraulische Bremssysteme auch als Feststellbremsen beziehungsweise Parkbremsen zu verwenden. Auch ist es bekannt, zusätzlich zu dem hydraulischen Bremssystem einer oder mehreren Radbremsen einen elektromechanischen Aktuator zuzuordnen, welcher mit der jeweiligen Radbremse zusammenwirkt, um einen Bremskolben in eine Zuspannstellung zu lagern und dort zu halten. Mittels eines selbsthemmenden Getriebes zwischen dem Antrieb und dem Bremskolben ist der Bremskolben in der Zuspannstellung arretierbar, ohne dass weitere Energie aufgewendet werden muss. Üblicherweise handelt es sich bei dem Getriebe um eine selbsthemmende Spindel- /Spindelmutteranordnung. Diese wird von einem Elektromotor des Aktuators angetrieben. Im Bremssystem, bei welchen die Zuspannkraft für die Feststellbremsfunktion allein durch den elektromechanischen Aktuator bereitgestellt wird, sind bereits Verfahren zur Überwachung beziehungsweise Sicherstellung der Zuspannkraft bekannt. Eine Absicherung des hydraulischen Anteils auf Basis von Eigengrößen des elektromechanischen Aktuators ist ebenfalls bekannt, wobei in Abhängigkeit von zumindest einer elektrischen Kenngröße des Aktuators auf die Funktionsfähigkeit des hydraulischen Teils des Bremssystems geschlossen wird. Dies ist jedoch bisher nur dann möglich, wenn Aktuator und Druckerzeuger gleichzeitig angesteuert werden.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass es eine Überwachung beziehungsweise Prüfung des tatsächlichen Hydraulikdrucks an den Radbremsen mittels des elektromechanischen Aktuators insbesondere bei einer sequentiellen Ansteuerung von Druckerzeuger und Aktuator erlaubt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zur Prüfung der Funktionsfähigkeit des Bremssystems ein Leerweg des elektromechanischen Aktuators bis zu einem Klemmkraftaufbau erfasst und mit einem in Abhängigkeit von der Ansteuerung des Druckerzeugers erwarteten Leerweg des Aktuatorelements verglichen wird. Durch das Vergleichen des tatsächlichen Leerwegs des elektromechanischen Aktuators und des erwarteten Leerwegs lässt sich erkennen, ob der Bremskolben durch den Druckerzeuger bewegt wurde oder nicht. Ist der Bremskolben durch den Druckerzeuger hydraulisch bewegt worden, so vergrößert sich der Leerweg des elektromechanischen Aktuators, den dieser überwinden muss, bevor er eine Klemmkraft erzeugt. In Abhängigkeit von der Ansteuerung des Druckerzeugers lässt sich der Leerweg berechnen, welcher erwartungsgemäß durch den Hydraulikdruckaufbau eingestellt wird. Durch Vergleich des berechneten Leerwegs mit dem tatsächlichen Leerweg, welchen der Aktuator überwinden muss, bis der Aktuator den Bremskolben mit einer Bewegungskraft beaufschlagt, beziehungsweise eine Klemmkraft aufbaut, ist somit feststellbar, ob das hydraulische System ordnungsgemäß funktioniert. Sollte beispielsweise das Hydrauliksystem ein Leck aufweisen, so würde dies dazu führen, dass durch die Ansteuerung des Druckerzeugers der Bremskolben weniger weit verschoben wird als erwartet, wodurch der Leerweg des Aktuators im Vergleich zu dem erwarteten Leerweg verkürzt wird. Somit ist eine einfache und kostengünstige Möglichkeit geboten, die Funktionsfähigkeit insbesondere des hydraulischen Systems des Bremssystems festzustellen.
Vorzugsweise werden der Druckerzeuger und der Aktuator derart angesteuert, dass die vom Druckerzeuger erzeugte Kraft vor der von dem elektromechanischen Aktuator erzeugten Kraft erzeugt wird beziehungsweise auf den Bremskolben wirkt. Dadurch ist sichergestellt, dass bei ordnungsgemäßer Funktion des hydraulischen Systems der Leerweg des elektromechanischen Aktuators entsteht oder größer wird. Dadurch wird das sichere erkennen der Funktionsfähigkeit des Bremssystems sicher gewährleistet. Durch das Verfahren wird erreicht, dass erkannt wird, ob der Kolben durch die Ansteuerung des hydraulischen Druckerzeugers tatsächlich verfahren wird/wurde beziehungsweise ob der durch den hydraulischen Druckerzeuger erzeugte Druck wirksam an dem Bremskolben vorliegt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Aktuator erst dann angesteuert wird, wenn die Ansteuerung des Druckerzeugers beendet wurde. Dadurch ist sichergestellt, dass ab Ansteuerung des Aktuators die Position des Bremskolbens nicht mehr durch den hydraulischen Teil des Bremssystems verändert und dadurch der Leerweg des Aktuators beeinflusst wird. So wird die sicherere Erkennung der Funktionsfähigkeit des Bremssystems gewährleistet.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der erwartete Leerweg in Abhängigkeit von einem durch den Druckerzeuger zu erzeugenden Hydraulikdruck und einer Bremskolbenwirkfläche bestimmt wird. Ist eine Leitung des Hydrauliksystems jedoch beschädigt, so entspricht der tatsächliche Hydraulikdruck nicht dem zu erzeugenden Hydraulikdruck. Entsprechend wird bei der Bestimmung des erwarteten Leerwegs von dem zu erzeugenden Hydraulikdruck und nicht von dem tatsächlichen Hydraulikdruck ausgegangen.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass in Abhängigkeit von dem zu erzeugenden Hydraulikdruck und der Bremskolbenwirkfläche ein von dem Druckerzeuger gefördertes Hydraulikvolumen ermittelt wird. In Kenntnis der Bremskolbenwirkfläche und des zu erzeugenden Hydraulikdrucks ist das Hydraulikvolumen berechenbar, das zum Aufbauen des zu erzeugenden Hydraulikdrucks notwendigerweise von dem Druckerzeuger zu der Radbremse gefördert werden muss.
Vorzugsweise wird das Hydraulikvolumen mittels einer Kennlinie oder eines Kennfelds in Abhängigkeit des durch den Druckerzeuger zu erzeugenden Hydraulikdrucks bestimmt. Derartige (pV-Kennlinien) sind grundsätzlich bekannt und daher ohne großen Aufwand bestimmbar und für das vorliegende Verfahren anwendbar. Mittels der Kennlinie oder des Kennfelds lässt sich das Hydraulikvolumen schnell und kostensparend bestimmen. In Kenntnis des Bremskolbendurchmessers lässt sich eine Volumenzunahme und damit ein Bewegungsweg des Bremskolbens und damit ein durch den Aktuator zusätzlich zu überwindender Leerweg berechnen.
Zum Erfassen des tatsächlichen Leerwegs des Aktuators wird bevorzugt eine elektrische Betriebsgröße, insbesondere ein Betriebsstrom, des Aktuators überwacht. Der Leerweg ist dann überwunden, wenn der Klemmkraftaufbau beginnt beziehungsweise wenn der Bremskolben die Bremsbeläge der Radbremse gegen eine Bremsscheibe zuspannt. Mit Beginn des Klemmkraftaufbaus verändert sich die Stromaufnahme des Aktuators. Aufgrund der erhöhten Gegenkraft beim Klemmkraftaufbau erhöht sich der Betriebsstrom des Aktuators. Diese Betriebsstromerhöhung ist durch eine einfache Stromüberwachung feststellbar, dass der Zeitpunkt, zu welchem der Leerweg von dem Aktuator überwunden wurde, auf einfache Weise feststellbar ist. Vorteilhafterweise wird anhand des festgestellten Zeitpunkts, zu welchem der Leerweg des elektromechanischen Aktuators überwunden wurde, beziehungsweise des erfassten Verlaufs des Betriebsstroms der tatsächliche Leerweg mittels bekannter Verfahren abgeschätzt oder berechnet, wobei beispielsweise erweiterte analytische Methoden zur Parameterschätzung einer Gleichstrommaschine, anhand derer von den Zustandsgrößen Motorstrom und Motorspannung auf Motordrehwinkel und anschließend auf den vom Drehwinkel abhängigen Verfahrweg des elektromechanischen Aktuators geschlossen wird, angewandt werden. Der so ermittelte Leerweg kann dann einfach mit dem zuvor berechneten beziehungsweise mit dem erwarteten Leerweg verglichen werden, um die Funktionsfähigkeit des Bremssystems, wie zuvor beschrieben, zu bestimmen.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass bei einem Bremskreis mit mehreren Radbremsen, die jeweils einen Aktuator aufweisen, die jeweils erfassten Leerwege zur Plausibilisierung miteinander verglichen werden. Dadurch ist feststellbar, ob die Abweichung des jeweiligen Leerwegs von dem erwarteten Leerweg durch einen Fehler im hydraulischen System oder beispielsweise aufgrund eines Fehlers im mechanischen oder elektromechanischen Teil der Radbremse begründet ist. Insbesondere kann dadurch ausgeschlossen werden, dass fälschlicherweise ein Fehler im Hydrauliksystem erkannt wird. Wenn die beiden erfassten Leerwege an den Aktuatoren miteinander übereinstimmen und kleiner sind als der erwartete Leerweg, so wird darauf erkannt, dass das Hydrauliksystem ein Leck oder eine Beschädigung aufweist. Stimmen der Leerwege miteinander überein und sind größer als der erwartete Leerweg, so wird dem Fahrer bevorzugt der gesicherte Stillstand des Kraftfahrzeugs beispielsweise mittels einer Parkbremslampe angezeigt. Ein überhöhter Wert ist in diesem Fall unkritisch, weil das auf einen zu hohen Hydraulikdruck hinweist, wodurch der Stillstand jedoch auch weiterhin abgesichert ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 zeichnet sich durch ein Steuergerät aus, das speziell dazu hergerichtet ist, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.
Das erfindungsgemäße Bremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 9 zeichnet sich durch das erfindungsgemäße Steuergerät aus. Es ergeben sich auch hier die bereits genannten Vorteile.
Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen und aus den Ansprüchen.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erörtert werden. Dazu zeigen:

1 ein Bremssystem eines Kraftfahrzeugs in einer vereinfachten Darstellung,
2 eine Radbremse des Bremssystems in einer vereinfachten Längsschnittdarstellung,
3 eine pV-Kennlinie der Radbremse und
4 ein Diagramm zur Erläuterung eines vorteilhaften Verfahrens zum Betreiben des Bremssystems.

1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung ein Bremssystem 1 für ein hier nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug. Das Bremssystem 1 weist mehrere Radbremsen 2 auf, die von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs durch eine Bremspedaleinrichtung 3 als Betriebsbremsen betätigbar sind. Die Radbremsen 2 sind dabei durch LF, RF , LR und RR bezeichnet, wodurch ihre Position beziehungsweise Zuordnung am Kraftfahrzeug erklärt wird, wobei LR für links hinten, RF für rechts vorne, LF für links vorne und RR für rechts hinten steht. Zwischen der Bremspedaleinrichtung 3 und den Radbremsen 2 sind zwei Bremskreise 4 und 5 ausgebildet, wobei der Bremskreis 4 den Radbremsen LR und RR und der Bremskreis 5 den Radbremsen LF und RF zugeordnet ist. Die beiden Bremskreise 4 und 5 sind identisch aufgebaut, sodass der Aufbau beider Bremskreise 4, 5 anhand des Bremskreises 4 im Folgenden näher erläutert werden soll.
Der Bremskreis 4 ist zunächst mit einem Hauptbremszylinder 6 der Bremspedaleinrichtung 3 verbunden, wobei die Bremspedaleinrichtung 3 außerdem ein von dem Fahrer betätigbares Bremspedal 7 sowie einen Bremskraftverstärker aufweist. Der Bremskreis 4 weist ein Umschaltventil 8 sowie ein Hochdruckschaltventil 9 auf, die parallel zueinander geschaltet sind und auf den Hauptbremszylinder 6 folgen. Das Umschaltventil 8 ist stromlos offen ausgebildet und erlaubt einen Fluss des Hydraulikmediums des Bremskreises, also der Bremsflüssigkeit, in beide Richtungen. Das Hochdruckschaltventil 9 ist stromlos geschlossen ausgebildet und erlaubt im bestromten Zustand einen Durchfluss von Bremsflüssigkeit nur in Richtung der Radbremsen 2. Das Umschaltventil 8 ist weiterhin mit den beiden Radbremsen 2 unter Zwischenschaltung jeweils eines Einlassventils 10 verbunden, das stromlos in beide Richtungen geöffnet ausgebildet ist. Den Radbremsen 2 des Bremskreises 4 ist außerdem jeweils ein Auslassventil 11 zugeordnet, das stromlos geschlossen ausgebildet ist. Den Auslassventilen 11 ist ein hydraulischer Druckspeicher 12 nachgeschaltet. Auslassseitig sind die Auslassventile 11 außerdem mit einer Saugseite einer Pumpe 13 verbunden, die druckseitig zwischen dem Umschaltventil 8 und den Einlassventilen 10 mit dem Bremskreis 4 verbunden ist. Die Pumpe 13 ist mechanisch mit einem Elektromotor 14 gekoppelt, wobei die Pumpe 13 und der Elektromotor 14 zusammen einen Druckerzeuger 15 des Bremssystems 1 bilden. Es ist vorgesehen, dass der Elektromotor 14 den Pumpen 13 beider Bremskreise 4 und 5 zugeordnet ist. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass jeder Bremskreis 4, 5 einen eigenen Elektromotor 14 aufweist.
Werden die beiden Umschaltventile 8 der Bremskreise 4, 5 geschlossen, so bleibt der Hydraulikdruck in dem dahinter liegenden Abschnitt der Bremskreise 4, 5, also zwischen den Umschaltventilen und den Radbremsen 2, eingesperrt beziehungsweise aufrechterhalten, auch dann, wenn das Bremspedal 7 durch den Fahrer entlastet wird.
2 zeigt in einer vereinfachten Schnittdarstellung die Ausgestaltung der Radbremsen 2. Die jeweilige Radbremse 2 weist einen Bremssattel 16 auf, welcher eine Bremsscheibe 17, die drehfest mit einem Rad des Kraftfahrzeugs verbunden ist, an ihren Stirnseiten umgreift. Jeder Stirnseite der Bremsscheibe 17 ist dabei ein Bremsbelag 18 der Radbremse 2 zugeordnet. Einer der Bremsbeläge 18 ist dabei an einer Stirnseite eines verschiebbar dem Bremssattel 16 gelagerten Bremskolbens 19 ausgebildet beziehungsweise angeordnet. Der Bremskolben 19 weist im Längsschnitt eine becherförmige Struktur auf, sodass er einen Hohlraum 20 zusammen mit einer Aufnahme 21 des Bremssattels 16 bildet, in welcher der Bremskolben 19 verschiebbar gelagert ist. Der Hohlraum 20 ist dabei fluidtechnisch mit dem Einlassventil 10 verbunden, sodass dann, wenn das Einlassventil 10 und das Umschaltventil 8 geöffnet sind und das Bremspedal 7 betätigt wird, der Hydraulikdruck auf dem Bremskolben 19 wirkt, um diesen gegen die Bremsscheibe 17 zu verschieben, wodurch die Bremsscheibe 17 zwischen den Bremsbelägen 18 der Radbremse 7 verspannt beziehungsweise verklemmt wird. Alternativ kann durch Schließen des Umschaltventils 8 und Ansteuern des Druckerzeugers 15 der Hydraulikdruck automatisiert in dem Bremskreis 4 erzeugt werden. Dies ist vorliegend dann der Fall, wenn der Fahrer einen Taster oder Schalter zum Betätigen einer Feststellbremse bedient.
Dem Bremskolben 19 ist außerdem ein elektromechanischer Aktuator 22 zugeordnet, der einen Elektromotor 23 und ein mit dem Elektromotor 23 wirkverbundenes Getriebe 24 aufweist. Das Getriebe ist als Spindelgetriebe ausgebildet, das eine mit dem Elektromotor 23 drehfest verbundene Spindel 25 umfasst, sowie eine in dem Bremskolben 19 drehfest und auf der Spindel 25 längsverschieblich gelagerte Spindelmutter 26. Wird die Spindel durch den Elektromotor 23 angetrieben, so wird dadurch die Spindelmutter 26 in dem Bremskolben 19 längsverschoben. Dabei ist die Spindelmutter 26 durch die Drehbewegung der Spindel 25 derart weit verschiebbar, dass sie an einen Axialanschlag 27 des Bremskolbens 19 in den Raum 20 trifft, wodurch der Bremskolben 19 durch die Spindelmutter 26 mitgenommen wird. Durch Ansteuern des Aktuators 22 ist somit ebenfalls eine Kraft auf den Bremskolben 19 zu dessen Verlagerung aufbringbar, die sich mit der durch den Hydraulikdruck aufgebrachten Kraft überlagert oder überlagern kann.
Im Folgenden soll anhand der 3 und 4 ein vorteilhaftes Verfahren zum Betreiben des Bremssystems 1 erläutert werden, das durch ein hier nicht dargestelltes Steuergerät durchgeführt wird und mittels dessen die Funktionsfähigkeit des hydraulischen Teils des Bremssystems 1 auf Funktionsfähigkeit geprüft beziehungsweise überwacht wird. Das Verfahren hat den Vorteil, dass eine sequentielle Ansteuerung von Druckerzeuger 15 und Aktuator 22 erfolgt, wodurch der tatsächliche Hydraulikdruck an den Radbremsen 2 durch Überwachung einer elektrischen Kenngröße des Aktuators 22 ermöglicht ist. Dem Verfahren liegt dabei die Überlegung zugrunde, den Leerweg des elektromechanischen Aktuators 22 zu überwachen und mit einem erwarteten Leerweg des Aktuators, der sich aus einer Verlagerung des Bremskolbens 19 durch den hydraulischen Druckerzeuger 15 ergibt, zu vergleichen. Das Verfahren basiert dabei auf den folgenden Voraussetzungen:
Die absolute Wegposition des Bremskolbens 19 ist bekannt. Aus dem Stand der Technik sind bereits unterschiedliche Varianten zur Übermittlung der aktuellen Wegposition eines Bremskolbens von Radbremsen bekannt und können bei dem vorliegenden Verfahren eingesetzt werden.
Die pV-Kennlinie (Druck-Volumen-Kennlinie) der Radbremsen 2 ist bekannt. Ein Beispiel ist in 3 gezeigt. Dies zeigt die pV-Kennlinie der Radbremse 2 einer der der Hinterachse des Kraftfahrzeugs zugeordneten Radbremsen LR oder RR. Über den Druck p ist die Volumenaufnahme V der Radbremse 2 aufgetragen. Als weitere Voraussetzung ist festgelegt, dass der Druckerzeuger 15 seinen Zieldruck erreicht beziehungsweise dass die Ansteuerung des Druckerzeugers beendet ist, bevor der Aktuator 22 angesteuert wird und insbesondere mit dem Klemmkraftaufbau beginnt.
4 zeigt hierzu ein beispielhaftes Vorgehen. 4 zeigt dazu ein Diagramm, in welchem über die Zeit t der Betriebsstrom i₂₃ des Elektromotors 23 des Aktuators 22, die Klemmkraft F, die durch den Aktuator 22 zur Verfügung gestellt wird beziehungsweise eingestellt wird, der Hydraulikdruck p, der von dem Druckerzeuger 15 eingestellt wird, sowie die auf den Bremskolben 19 insgesamt wirkende Kraft F_G aufgetragen sind. Der Druckerzeuger 15 kann dabei wie in 1 gezeigt in die Bremskreise 4, 5 integriert ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Druckerzeuger 15 als in die Bremspedaleinrichtung 3 integrierter Druckerzeuger insbesondere ein der Art eines elektrohydraulischen Bremskraftverstärkers integriert.
Dass der Druckerzeuger 15 seinen Zieldruck erreicht, bevor der Aktuator 22 angesteuert wird oder den Klemmkraftaufbau im Zeitpunkt t4 beginnt, schließt nicht aus, dass der Druckerzeuger 15 während des Klemmkraftaufbaus das von dem Aktuator 22 verschobene Volumen der Radbremse nachregelt. Sobald der Aktuator 22 eine Bewegungskraft auf den Bremskolben 19 ausübt, wird dieser verlagert, wodurch das Volumen in der Radbremse 2 vergrößert wird. Durch Nachführen weiteren Hydraulikmediums durch den Druckerzeuger 15 ist dieses erhöhte Volumen nachregelbar. Es wird jedoch vorausgesetzt, dass der Druckerzeuger 15 auf den Bremskolben 19 keine höhere Druckkraft aufbringt als ursprünglich bis zum Beginn des Klemmkraftaufbaus zum Zeitpunkt t4 eingespeist wurde. Ansonsten könnte bei gleichzeitiger hydraulischer und elektromechanische Aktuiierung des Bremskolbens 19 eine Änderung im Betriebsstrom-Signal i₂₃ des Aktuator 22 auftreten, wodurch die korrekte Erkennung des Beginns des Klemmkraftaufbaus (Zeitpunkt t4) erschwert werden kann.
Weil beide Aktuatoren, also Druckerzeuger 15 und Aktuator 22, auf den gleichen Bremskolben 19 wirken, kann anhand der pV-Kennlinie und mit Hilfe der Bremssattelsteifigkeit der Fahrweg des Bremskolbens 19 bestimmt werden. Zunächst wird die jeweilige Radbremse 2, insbesondere beide Radbremsen 2 der Hinterachse des Kraftfahrzeugs nur hydraulisch durch den Druckerzeuger 15 aktuiiert, wobei hierzu die Ventile des entsprechenden Bremskreises 4, 5 entsprechend geöffnet oder geschlossen werden. Insbesondere werden die Umschaltventile 8 geschlossen und die Einlassventile 10 für die jeweilige Radbremse, in welcher die Feststellbremsfunktion eingestellt werden soll, geöffnet. Hierdurch wird der Bremskolben 19 bewegt. Dieser „hydraulische“ Weg des Bremskolbens 19 kann als zusätzlicher Leerweg des Aktuators 22 verstanden werden: Für das vorliegende Ausführungsbeispiel wird dabei davon ausgegangen, dass der Druckerzeuger einen Hydraulikdruck von p=70 bar und der Aktuator eine mechanische Kraft von F=10 kN bereitstellt.
Wie zuvor bereits erwähnt, wird zuerst der Hydraulikdruck aufgebaut. Das dafür benötigte Volumen V_r lässt sich aus der pV-Kennlinie von 3 ableiten. Für die Radbremse 2 werden in diesem Ausführungsbeispiel 0,74 cm³ benötigt.
Daraus lässt sich mit einem Bremskolbendurchmesser von d=38 mm und der daraus resultierenden Wirkfläche ein hydraulischer Verfahrweg s₁₅ des Bremskolbens folgendermaßen berechnen: $s_{15} = \frac{V r}{d^{2} \cdot π \cdot ¼} = \frac{740 m m^{3}}{{(38 m m)}^{2} \cdot π \cdot ¼} = 0,65 m m$
Beim Lösen des elektromechanischen Aktuators 22 wird immer ein Leerweg eingestellt, der sicherstellt, dass während des Fahrens kein Restbremsmoment vorhanden ist und damit die Betriebsbremse nicht beeinflusst wird. Dieser Leerweg wird vorliegend als s_leer bezeichnet. Wenn der hydraulische Aktuator 15 den Bremskolben 19 schon um s₁₅ verschoben hat, wird erwartet, dass der tatsächliche Leerweg s₂₂ des elektromechanischen Aktuators 22 s₂₂=s₁₅+s_leer beträgt. Wird angenommen, dass s_leer=0,6 mm ist, ergibt sich für den Leerweg s₂₂ des Aktuators 22 damit ein Leerweg von s₂₂=1,25mm.
Nach Beginn des Kraftaufbaus, also ab dem Zeitpunkt t4 werden die bestimmten Leerwege s₁₅ beider Radbremsen 2 eines Bremskreises 4, 5 mit dem vorher anhand der pV-Kennlinie ermittelten Wert verglichen. Wenn der Wert an beiden Radbremsen 2 mit dem erwarteten Wert übereinstimmt oder größer ist, wird dem Fahrer die dauerhafte Park- beziehungsweise Haltefähigkeit des Bremssystems 1 bevorzugt mittels einer Parkbremslampe angezeigt. Ein größerer Wert ist in diesem Fall unkritisch weil dies auf einen zu hohen Hydraulikdruck hinweist, womit der Stillstand jedoch abgesichert ist. Zusätzlich sind noch folgende Fehlerszenearien möglich:
Wenn bei einer Radbremse 2, beispielsweise LR, der Leerweg s₁₅ dem erwarteten Wert und bei der anderen Radbremse der Hinterachse RR der Leerweg s₁₅ über ein vorgebbaren Toleranzbereich hinaus kleiner ist als der erwartete Wert, deutet dies darauf hin, dass der Hydraulikdruck an der Radbremse LR zu klein ist. Dies kann auf eine abgequetschte Bremsleitung auf der linken Seite hindeuten oder auf eine Leckage. Ist bei beiden Radbremsen der Leerweg s₁₅ kleiner als der erwartete Wert, das heißt der geforderte Hydraulikdruck ist an beiden Radbremsen 2 der Hinterachse LR, RR, nicht angekommen, kann dies durch eine fehlerhafte Druckmessung, wenn ein Drucksensor einen zu hohen Wert anzeigt, eine Leckage oder zwei abgequetschte Bremsleitungen begründet sein.
Tritt eines der beiden Fehlerszenarien auf, wird der Fahrer des Kraftfahrzeugs bevorzugt mit einer entsprechenden Warnmeldung, visuell und/oder akustisch gewarnt.
Ist die Geschwindigkeit bekannt, mit der der Aktuator 22 den Bremskolben bewegt, kann auch alternativ zur Auswertung des zusätzlichen Leerweges s₁₅ die Verfahrzeit zum überwinden des Leerweges (t2 bis t4) ausgewertet werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Bremssystems (1) eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bremssystem (1) wenigstens eine Radbremse (2), eine Bremspedaleinrichtung (3) und zumindest einen ansteuerbaren Druckerzeuger (15) zur hydraulischen Betätigung der Radbremse (2) sowie einen der Radbremse (2) zugeordneten elektromechanischen Aktuator (22) zum Betätigen der Radbremse (2) aufweist, wobei durch Druckerzeuger (15) und Aktuator (22) jeweils eine Kraft zum Verlagern eines Bremskolbens (19) der Radbremse (2) zu deren Betätigung erzeugbar ist, wobei der Druckerzeuger (15) und der Aktuator (22) dazu angesteuert werden, eine Gesamtklemmkraft zusammen zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Prüfung der Funktionsfähigkeit des Bremssystems ein Leerweg des elektromechanischen Aktuators (22) bis zu einem Klemmkraftaufbau (t4) erfasst und mit einem in Abhängigkeit von der Ansteuerung des Druckerzeugers (15) erwarteten Leerwegs des Aktuators (22) verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckerzeuger (15) und der Aktuator (22) derart angesteuert werden, dass die von dem Druckerzeuger (15) erzeugte Kraft vor der von dem elektromechanischen Aktuator (22) erzeugten Kraft erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erwartete Leerweg in Abhängigkeit von einem durch den Druckerzeuger (15) zu erzeugenden Hydraulikdruck (p) und einer Bremskolbenwirkfläche bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von dem zu erzeugenden Hydraulikdruck (p) und der Bremskolbenwirkfläche ein von dem Druckerzeuger gefördertes Hydraulikvolumen (V) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikvolumen (V) mittels einer Kennlinie oder eines Kennfelds in Abhängigkeit des durch den Druckerzeuger (15) zu erzeugenden Hydraulikdrucks (p) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen des Leerwegs des Aktuators (22) eine elektrische Betriebsgröße, insbesondere ein Betriebsstrom (i₂₃) des Aktuators (22) überwacht und ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Bremskreis (4,5) mit mehreren Radbremsen (2), die jeweils einen Aktuator (22) aufweisen, die jeweils erfassten Leerwege (s₂₂) zur Plausibilisierung miteinander verglichen werden.
Vorrichtung zum Betreiben eines Bremssystems (1) eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bremssystem (1) wenigstens eine Radbremse (2), eine Bremspedaleinrichtung (3) und zumindest einen ansteuerbaren Druckerzeuger (15) zur hydraulischen Betätigung der Radbremse (2) sowie einen der Radbremse (2) zugeordneten elektromechanischen Aktuator (22) zum Betätigen der Radbremse (2) aufweist, wobei durch Druckerzeuger (15) und Aktuator (22) jeweils eine Kraft zum Verlagern eines Bremskolbens (19) der Radbremse (2) zu deren Betätigung erzeugbar ist, gekennzeichnet durch ein Steuergerät, das speziell dazu hergerichtet ist, bei bestimmungsgemäßen Gebrauch das Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
Bremssystem (1) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Radbremse (2), einer Bremspedaleinrichtung (3) und zumindest einem elektrohydraulischen Druckerzeuger (15) zur hydraulischen Betätigung der Radbremse (2) sowie mit einem der Radbremse (2) zugeordneten elektromechanischen Aktuator (22) zum Betätigen der Radbremse (2), wobei durch Druckerzeuger (15) und Aktuator (22) jeweils eine Kraft zum Verlagern eines Bremskolbens (19) der Radbremse (2) zu deren Betätigung erzeugbar ist, mit einem Steuergerät, das zum Einstellen einer Feststellbremsfunktion Druckerzeuger (15) und Aktuator (22) ansteuert, gekennzeichnet durch die Ausbildung des Steuergeräts nach Anspruch 8.