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Die vorliegende Erfindung betrifft ein neuartig arrangiertes elektronisches Kraftfahrzeugbremssystem umfassend eine elektrische Feststellbremse die zumindest im Notfall als Kraftfahrzeugbetriebsbremse dient, wie insbesondere ein weiterentwickeltes elektronisches Lüftspielzustellverfahren zwecks Steuerung und/oder Regelung der elektrisch betätigbaren Feststellbremse EPB. Dabei unterscheiden sich die Anforderungen von modernen Kraftfahrzeugen von den bekannten Technologien einer konventionellen Lüftspielgewährleistung über Roll-Back-Dichtringe, weil gegenwärtig sehr präzise sowie zunehmend ein verschwindend minimiertes Lüftspiel angestrebt ist, damit unerwünschtes Bremsschleifen sicher ausgeschlossen ist, und andererseits dennoch eine möglichst unmittelbare Bremswirkung bei passendem Verschleißnachstellverhalten ermöglicht ist (Leerwegminimierung).
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Bei gegebenem fahrzeugbremssystemischem Kontext ist aus der
EP 2 214 944 B1 ein Verfahren zum Betreiben einer Feststellbremse mit einem elektrischen Feststellbremsaktuator bekannt. Der Aktuator ist dabei durch einen, in zwei Richtungen (drehrichtungsumkehrbar) betreibbaren Gleichstrommotor angetrieben, verfügt wie üblich über einen stromlos selbsthemmenden Aktuatorgetriebeantriebsstrang, und dient zum Zuspannen oder Lösen der Feststellbremse. Zu diesem Zweck wird zwecks Drehhemmung mindestens ein Bremsrotor mit mindestens einer drehfest gelagerten Bremsbacke beaufschlagt, und wobei eine Elektronikeinheit (ECU) für die Steuerung oder Regelung der Bewegung des Gleichstrommotors im Aktuatorgetriebeantriebsstrang vorgesehen ist, und wobei beim Zuspannen oder Lösen der Feststellbremse prinzipiell ein Anlegepunkt der Bremsbacke an dem Drehglied überschritten ist, und wobei durch die Elektronikeinheit (ECU) zur Bestimmung dieses Anlegepunkts die erste Ableitung des beim Zuspannen des Gleichstrommotors aufgenommenen elektrischen Stroms nach der Zeit gebildet wird.
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Die
DE 10 2015 210 431 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zum Ansteuern einer Feststellbremse in einem Fahrzeug, mit einer elektromechanischen Bremsvorrichtung mit einem elektrischen Bremsmotor, der einen Bremskolben mit Bremsbelag in Richtung auf eine Bremsscheibe verstellt, wobei zur Einstellung eines definierten Abstandes zwischen Bremsbelag (Bremskolben) und Bremsscheibe der elektrische Bremsmotor vor dem Erzeugen einer Nominal-Klemmkraft zunächst mit einer Versorgungsspannung beaufschlagt und anschließend die Versorgungsspannung vor dem Kontakt des Bremsbelag mit der Bremsscheibe abgeschaltet wird.
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In Hinblick auf neuartig gestellte Kundenanforderungen, Funktionen oder Konfigurationen in modernen Kraftfahrzeugen werden die bekannten Feststellbremsroutinen verbesserungsfähig erachtet. Denn zunehmend wird eine Modifikation einer elektrischen Feststellbremse im Sinne einer Servo(betriebs-)bremsfunktion nachgefragt, oder eine elektrische Feststellbremse soll in einer sogenannten Backup- oder Rückfallebene im Falle von Funktionsfehler, Systemdegradation, o.ä. in einem elektronischen Betriebsbremssystem mitwirken (weil bspw. ein ausreichender elektrohydraulischer Betriebsbremsdruckaufbau aufgrund Systemdegeneration, Kritikalität bzw. auf Grundlage eines Fehlers im elektronischen Betriebsbremssystem/ESC nicht (mehr) möglich erscheint). Im Ergebnis wird beispielsweise auch das Ziel angestrebt, ein Kraftfahrzeug selbst im Fehlerfall rationell und ausreichend sicher abzubremsen (vgl. Qualitätsziel ASIL B, Richtlinie „Elektrische Feststellbremse“ It. Richtlinie VDA 305-100).
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Dabei gilt die grundsätzliche Anforderung, dass die maximal erlaubte Bremsbetätigungs(fuss-)kraft zum Erhalt einer gesetzlich vorgeschrieben definierten Fahrzeugmindestverzögerung zwingend einzuhalten ist - selbst wenn Servobremswirkung nicht verfügbar sein sollte. Bei zunehmend streng ausgelegten Anforderungen, auch an ein Bremsansprechverhalten in einer derartigen Rückfallebene, welche mit vorbekannten elektrischen Feststellbremssystemen bislang nicht erfüllt werden konnten, beruht die vorliegende Erfindung auf der Aufgabe eine noch weiterentwickelt verbessertes Kraftfahrzeug(feststell)bremssystem sowie ein weiterentwickeltes Regelverfahren für ein Kraftfahrzeug(feststell)bremssystem zu ermöglichen, indem das Bremsbetätigungsverhalten von elektrischen Radbremsen möglichst rationell verbessert wird.
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Die Aufgabe wird im Prinzip erfindungsgemäß mit einem neuartig konfektionierten elektronischen Stellverfahren laut Patentanspruch 1 gelöst. Demnach ist im Einzelnen vorgesehen, dass a) die Elektronikeinheit (ECU) den Aktuator (10,11) automatisch ansteuert indem mit einem ersten Ansteuerungsschritt der Bremsbelag (7) durch Bestromung des Aktuators (10,11) in Bremsbetätigungsrichtung derart verstellt wird, so dass der Bremsbelag (7) mit geringfügigem Berührungs- und/oder Schleifkontakt mit dem Bremsrotor im Wesentlichen spaltfrei angetastet ist, so dass keine nennenswerte Reibleistung vorliegt, dass die Elektronikeinheit (ECU) eine erfolgreiche Antastung automatisch erkennt, und dass die Elektronikeinheit (ECU) dann die Aktuatorbestromung beendet, wobei
- b) die Elektronikeinheit (ECU) mit einem unmittelbar daran anschließenden zweiten automatischen Ansteuerschritt den Bremsbelag mittels reversierter Aktuatorbestromung in die Bremslöserichtung derart zurückstellt, so dass ein definierter Lüftspielhaarspalt zwischen Bremsbelag und Bremsrotor vorliegt und dass die Steuereinheit (ECU) final den zweiten Ansteuerschritt durch Abbremsen des Aktuators mit folgender Unterbrechung der Aktuatorbestromung automatisch beendet.
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Die Prozessumsetzung ist beispielsweise denkbar in der Umgebung eines elektromechanischen Betriebsbremssystems dessen Radbremsaktuator/Aktuatoren jeweils einen stromlos gelöst ausgelegten Antriebsstrang aufweist. Ganz besonders vorteilhaft angezeigt ist die Applikation in Verbindung mit elektromechanischen Feststellbremsen deren Radbremsaktuatoren einen stromlos selbsthemmend ausgelegten Antriebsstrang aufweisen. Die Umsetzung erfolgt beispielhaft mit Hilfe von einer elektrisch automatisiert fremdbetätigbaren (Feststell-)brems-Elektronikeinheit (EPB-ECU) sowie anhand von wenigstens eines als implementiertes Softwareprodukt mikroprozessorgestützt implementiertes Verfahren umfassend eine elektronische Erkennung und/oder elektronischer Abgleich von gemessenen und/oder ermittelten sowie in der Elektronikeinheit (EPB-ECU) ausgewerteten Sensordaten. Als relevante Sensordaten kommen für die Auswertung und Verfahrenssteuerung beispielhaft insbesondere in Betracht: gemessenen oder ermittelte Aktuatordaten, Radbremsdaten und oder Fahrzeugfahrdaten wie auch sonstige ggf. zur Verfügung gestellte Daten. Die Sensordatenauswertung darf deren zeitliche Ableitung beinhalten. Die Sensordatenauswertung darf einen Vergleich mit vorgegeben und/oder abgespeicherten Referenzdaten wie insbesondere beispielhaft mit definiert vorgegebenen Fahrzeugsolldaten als Steuerkriterium und/oder Regelkriterium für die elektronisch gesteuerte /und oder elektronisch geregelte Lüftspieleinstellung als Aktuatorgetriebestrangbetätigung der elektrischen Feststellbremse EPB beinhalten.
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Demnach wird entsprechend Datenabgleich/Sensordatenauswertung durch die Elektronikeinheit (ECU) nach Bedarf automatisch eine besonders definierte Stand-By-Position/Bremskonditionierung/Bremsbereitschaftsstellung/Lüftspieleinst ellung definiert sowie umgesetzt. Mit anderen Worten wird erstmals ein Lüftspielhaarspalt rationell bedarfsgerecht eingeregelt sowie gehalten, das heisst eine automatisch Verschleißkompensierte Bremsbereitschaftsstellung für den grundsätzlich gelösten (entbremsten) Radbremszustand im laufenden Fahrzeugfahrzustand gewährleistet.
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Ein positiver Nebeneffekt der Erfindung besteht darin, dass auf besonders intelligentem vereinfachtem Wege, mit grundsätzlicher Verzichtsmöglichkeit betreffend Temperatursensorik - und auch ohne zwingend irgendwelche Bremskraft- oder Bremsmomentsensorik im Bereich einer Radbremse vorsehen zu müssen - ein besonders gesichterter Bremslösezustand bei minimiertem Lüftspiel derart dargestellt, dass gleichwohl ein elektromechanischer Notbremseingriff mit beschleunigter Wirkung ermöglicht ist.
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Die Erfindung eignet sich ganz besonders sowohl für konventionelle elektromechanisch betätigbare Radbremsen des Betriebsbremstypus wie auch für die elektromechanisch angetriebenen sowie in der Aktuatorik stromlos selbsthemmend ausgelegten Feststellradbremsen, wobei letztere in Konfiguration als kombinierte Radbremse durchaus über eine elektromechanisch angetriebene oder eine elektrohydraulisch angetriebene Betriebsbremse verfügen dürfen, ohne die Erfindung zu verlassen. Mit anderen Worten ist insbesondere auch in Applikation für eine erfindungsgemäße elektronische Feststellbremse nicht ausschließlich eine starr vorgegebene Lüftspielstelllogik bzw. Lüftspielstellvorrichtung definiert, sondern es ist eine bedarfsgerecht geregelte besonders definierte Konditionierung im Sinne einer Bremsbereitschaftsstellung verwirklicht und wobei die Position anhand eines stromlos gehemmten EPB-Aktuatorantriebsstrangs gegen weiteren Rücklauf gesichert, fixiert ist. Eine besonders positive Anwendungsoption der vorliegenden Erfindung erstreckt sich mithin darauf, die Sicherheit bzw. Verfügbarkeit von By-Wire-Bremsanlagen zu unterstützen. Die besondere Lüftspieleinregelung - sprich Bremsbereitschaftsstellung - wird durch die elektronische Elektronikeinheit (ECU) automatisch bedarfsgerecht der elektromotorischen Aktuatorik der elektrischen Radbremse - wie insbesondere elektrische Feststellbremse - aufgeprägt. Also hat die elektrische Radbremse/Feststellbremse die Bereitschaftsstellung auf Befehl bzw. Anforderung der Elektronikeinheit (ECU) unter Berücksichtigung der Erkennung/Abgleich der Fahrzeugfahrdaten und Fahrzeugsolldaten anzufahren. Dadurch wird einerseits die notwendige Sicherheit unter verschärften Betätigungsanforderungen erfüllt, ohne freilich unerwünschte Restbremsmomente/Bremsschleifen oder Fahrinstabilität zu verursachen. Die nachstehende Beschreibung erfolgt primär bezogen auf das Anwendungsbeispiel einer elektrischen Feststellbremse umfassend eine stromlos gehemmte Feststellbremsfunktion, indem der Getriebestrang der Aktuatorstellvorrichtung in wenigstens einer Getriebestufe selbsthemmend ausgelegt ist. Demzufolge ermöglicht es die vorliegende Erfindung einer elektrischen Feststellbremse EPB erstmals - zumindest zeitlich limitiert und/oder bedarfsgerecht in einem entbremsten Fahrzeugfahrbetrieb ein dosiert verringertes Lüftspiel im Bereich von einer oder von mehreren Radbremsen zumindest nach Erkennung von ganz besonderen Fahrzeugfahrzuständen automatisch oder auf Fahrerwunsch einzustellen sowie temporär aufrechtzuerhalten.
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Um die vorliegende Erfindung zwecks willkürlicher Verbesserung eines Fahrerlebnis alternativ oder zusätzlich einem Fahrerwunsch zu erschließen, das heißt die erfindungsgemäße Funktion auf Befehl aktivierbar zu gestalten, ist es möglich, die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand einer Betätigung von einer Mensch-Maschine-Schnittstelle auf Wunsch auslösbar darzustellen. Rein beispielhaft ist es weiterhin denkbar, zu diesem Zweck eine eigenständige Mensch-Maschine-Schnittstelle oder eine multifunktional genutzte Schnittstelle, wie beispielsweise ein Interface, Menü o.ä. zum Anwählen von einem sogenannten Fahrerlebnismodus vorzusehen. Die erfindungsgemäße Routine kann dabei in systematischer Verknüpfung mit den notwendigen Stell- und Regelfunktionen der elektronischen Elektronikeinheit (ECU) einer ganz besonders sportlich auswählbaren Fahrzeugfahrmodusanwahl zugewiesen sein, mit der Folge, dass es nicht ausschließlich einer elektronischen Elektronikeinheit (ECU) sondern alternativ bzw. zusätzlich auch einem Fahrzeugführer prinzipiell ermöglicht ist, die erfindungsgemäße lüftspielreduzierte Radbremskonditionierung mit Lüftspielhaarspalteinregulierung einem sportlich gewünschten Fahrerlebnis zuzuweisen.
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In weiterer Präzisierung der Erfindung anhand einer Ausführungsform ergeht eine vorteilhafte Randbedingung, dass bei Aufprägung des reduzierten Lüftspiels, d.h. beim besonders angenäherten Heranfahren des Aktuatorgetriebeantriebsstrangs in Richtung Reibbelag + Bremsrotor ein Kontaktanlegepunkt aus Informationen ermittelt wird, und wobei zur Informationsgewinnung über den Kontaktanlegepunkt gar keine besondere Zusatzsensorik notwendig ist, sondern lediglich eine konventionelle Bremssystemsensorik die ohnehin in jedem aktuellen elektrischen Fahrzeugbremssystem umfassend Fahrstabilitätsregelung ESC/ESP sowie umfassend elektrische Feststellbremse EPB vorgesehen ist.
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Eine Randbedingung/Kriterium in der Abwicklung einer erfindungsgemäßen Touch-Point-Erkennung laut bevorzugter Ausführungsform besteht darin, dass das Kraftfahrzeug im entbremsten Fahrzeugfahrzustand vorliegt (gelöste Bremse, kein Bremswunsch ist geäußert, ESC-Fahrstabilitätssystem ist ohne Eingriff), dass ohne Bremseingriff Fahrzeugfahrstabilität vorliegt (Fahrstabilität ist durch das ESC-Steuergerät überwacht sowie unkritisch bewertet) und wobei das Fahrzeug weiterhin zumindest bei Verfahrensbeginn im Fahrzeugfahrbetrieb fährt (beispielhaft verifizierbar durch Musterabgleich zwischen Fahrpedalstellung, Signalen von Raddrehsensorik und Fahrzeugbeschleunigungssensorik und oder Lenkwinkelsensorik -> Beobachtung der einbezogenen Sensoren liefert unter Aufsicht des ESC-Systems stimmig plausiblisierte Werte über laufenden Fahrzeugfahrbetrieb; v>0). Dabei werden die betrachteten Sensordaten, Datenmuster etc vorzugsweise einer kombinierten ESC + EPB-Elektronikeinheit (ECU) der die Fahrzeug(fahr-)zustandsdaten im laufenden Fahrzeugfahrbetrieb ohnehin zugänglich sind also dort vorliegen zur Begutachtung überlassen, und das erfindungsgemäße Verfahren nur für den Fall gestartet, dass kein gestörte Fahrzeugbewegung vorliegt. Es ist schließlich möglich bzw. sinnhaft , dass eine ermittelte oder erfasste Störung in einem Fahrzeugbetriebsbremssystem zum Anlass genommen wird, um das erfindungsgemäße Sonderstellverfahren auszulösen.
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Demzufolge unterscheidet sich die vorliegende Erfindung ganz fundamental von einer konventionellen elektrischen EPB-Feststellbremsregelung/Feststellbremsansteuerung, weil die bekannte EPB-Softwaretechnologie üblicherweise ausschließlich auf die Funktionalität zur Gewährleistung eines stehend sowie stromlos gesichert abgestellten Kraftfahrzeugs (sog. Stillstandsmanager) bezogen ist. Demgegenüber beinhaltet die vorliegende Erfindung sinngemäß einen organisatorischen sowie auch technologischen „Tabubruch“, nachdem diese im Wesentlichen erstmals einen automatisierten oder gewillkürten Einbezug von EPB-Regelungsclienten in einen normalen Fahrzeugfahrbetrieb ermöglicht, um eine Betriebsbremsfunktionalität, Fahrerlebnis, Systemverfügbarkeit bzw. Sicherheit oder Bremsbetätigungskomfort in einem Fahrzeugfahrbetrieb (v > 0) weiterzuentwickeln (EPB-Host administriert erstmals eine Dual-Use-Anwendung von einer EPB-Komponente aus dem Bereich Kraftfahrzeugstillstandsmanagements zwecks Weiterentwicklung einer Applikation im Fahrzeugfahrbetrieb bei v > 0.
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Eine Touch-Point-Anlegepunkterkennung der Radbremse erfolgt nicht monoton starr gesteuert, sondern ein Anlegepunkt wird adaptiv erkannt, indem ein Aktuatorstromanstieg bei der elektrischen Versorgung des Aktuators in der Elektronikeinheit (ECU) erkannt/und/oder gemessen wird. Ein erster Peak bzw. Stromanstieg im Strombedarf der Aktuatorik bezieht sich dabei auf den bei dieser Aktion zur Ingangsetzung mit Peak gemessenem Leerlaufstrom, welcher grundsätzlich dadurch peakartig gesteigert vorliegt, damit sich ein modellhaft gesprochen physikalisch träge agiernder EPB-Aktuator-Getriebemotorantriebsstrang incl. betätigtem Reibbelag überhaupt - ausgehend vom Stillstand in eine Stellbewegung mit Reibbelagvorschub versetzt. Für eine robuste, abgesicherte Auslegung dessen kann hierbei beispielhaft eine Stromerhöhung in Höhe von beispielsweise etwa >= 0.5A gefordert werden. Ein derartig erhöht nachgewiesener Strombedarf kann qualitätv bereits ausreichen, dass es im Rahmen einer Anlegepunkterkennung zu einem signifikanten Aufbau einer Bremskraft gelangt, so dass erfindungsgemäß unterstützend vorgeschlagen wird, zusätzliche Sensorik bzw. Daten betreffend Fahrzeugfahrdaten einzubinden, sowie zweckgerichtet zu beobachten und deren Verhalten zum Erhalt einer besonders günstigen wie auch effizienten und präzisierten Regelung des erfindungsgemäßen Stellverfahrens zu verwenden.
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Eine Variante der Erfindung besteht daher darin, daß als Kriterium zum Aufprägen der Bremsbereitschaftsstellung (Kriterium für sehr kleines Lüftspiel, bzw. Startkriterium für den Prozess dass sehr kleine Lüftspiel einzustellen ist) eine aktuelle Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit und/oder aktuell Raddrehzahl, verfügbare Raddrehzahlinformation, Information der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs o.ä. in Bezug auf eine sich abzeichnende, anbahnende Fahrzeuginstabilität ausgewertet wird, so dass bei einer Gefährdung der Fahrzeugstabilität für jede involvierte Radbremse oder selektiv einzeln eine bekannte Lüftspielhaarspaltstellung einjustiert wird.
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Sollte vor Erreichen bestimmter Fahrzeugdaten und nach Start des Lüftspielstellprozesses das Kriterium für die Anlegepunkterkennung alleine aus einer Betrachtung des Aktuatorstroms bereits vollständig und sicher erfüllt sein, so wird die Bestromung des Aktuators in die Bremsbetätigungsrichtung unmittelbar gestoppt und der Getriebemotorantriebsstrang wird im Anschluss reversiert betätigt um einen bestimmten Stellbetrag in Richtung Bremslöserichtung zur Darstellung des Bremslüftspielhaarspalts vorzusehen.
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Als Kriterium d.h. zur Bewertung einer Fahrzeugstabilität kann der Bremsschlupf eines oder aller feststellgebremsten Radbremsen/Räder - wie insbesondere Hinterräder - betrachtet werden bzw. es ist möglich, dass die Schlupfwerte einer Fahrzeugachse gemeinsam ausgewertet und bewertet werden. In weiterer Verfeinerung oder Erhöhung einer Präzision können noch weitere Informationen und/oder Signale Berücksichtigung finden, wie beispielweise Giersensorik, Lenksensorik, e-Gas-Sensorik und/oder ähnliche Sensorik.
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Als weitere Randbedingungen einer Ausführungsform gilt eine Vorgabe, dass eine Routine zur Reduktion des Lüftspiels in einer aktuell Fahrzeugfahrsituation, d.h. im laufenden Fahrzeugfahrbetrieb stattfindet, also das Kraftfahrzeug (noch) nicht gebremst ist/wird. Ergo sieht eine besonders vorteilhaft und sicher ausgestaltete Lüftspiereduktionsroutine eine Verifikation/Absicherung vor, dass aktuell kein Bremswunsch vorliegt, sondern aktuell ein Fahrwunsch gegeben ist, respektive sich das Kraftfahrzeug im Fahrbetrieb befindet (eine Fahrzeugsteuerung/ ein Fahrzeugführer „Gas gibt“). Bei einem Fahrzeug mit Vorderradantrieb ist in dieser Situation infolge resultierendem „Antriebsschupf“ (bei Voll- bzw. Teillast z.B. auf der Autobahn) in Bezug auf die Hinterachsräder bereits von einem scheinbaren „Bremsschlupf“ von 2%-7% auszugehen, soweit die Vorderradgeschwindigkeiten als Referenzgeschwindigkeit für die vorliegenden Schlupfkriterien/Schlupfberechnungen herangezogen werden.
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Insofern kann in weiterer Ausgestaltung eine Fahrzustandsdatenüberwachung nicht nur den Schlupf bezüglich seines maximalen Wertes einbeziehen, sondern vielmehr oder auch zusätzlich die Änderung des Schlupfes, der während der Aktion des Heranfahrens an die Scheibe ermittelt wird. Hierfür wird der Schlupf des jeweiligen Hinterrads überwacht hinsichtlich einer Vergrößerung durch das Reduzieren des Lüftspiels.
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Es ist ferner in weiteren Varianten auch zu berücksichtigen, dass unter Umständen eine oder beide Raddrehzahlinformationen der Vorderachse fehlen bzw. eine ABS Regelfähigkeit der hydraulischen Bremse nicht mehr vorausgesetzt werden kann, was in der Schlupfberechnung für die Hinterräder berücksichtigt werden muss oder auch die Längsbeschleunigungsinformation nicht mehr vorhanden ist und die Fahrzeugstabilität nicht mehr direkt erkennbar ist.
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Als Fahrzeugfahrdatenkriterium für die Aktion des präzisierten Lüftspieleinstellens, kann statt eines prozentual bezogenen mittleren Schlupfbetrags auch der Wert über die konkrete Änderung der jeweiligen Radgeschwindigkeit selbst überwacht werden, welche beim Erreichen eines Soll-/ bzw. Zielstromwertes nicht nennenswert/nicht wesentlich absinken sollte.
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Zur Erhöhung der Fahrzeugstabilität kann die Lüftspielverringerung auch sequentiell erfolgen, so dass die Seitenführungskraft von jeweils einem Hinterrad auf jeden Fall immer zur Verfügung steht.
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Die Verringerung des Lüftspiel zur Verbesserung des Ansprechverhaltens der dynamischen Bremsfunktion der EPB kann bei vorliegendem Fehler des elektrischen Bremssystems auch zeitlich begrenzt sein. Die zeitliche Begrenzung kann auch in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt werden, um eine zu starke Erwärmung der Hinterachsbremse durch das verringerte Lüftspiel der EPB verhindern zu können.
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Neben der Limitierung des geschwindigkeitsabhängigen Zeitfensters wo das Lüftspiel verringert eingestellt ist, kann auch das Lüftspiel selber vom Betrag her noch einmal geschwindigkeitsabhängig eingestellt werden.
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Eine weitere Erkenntnis der vorliegenden Erfindung besteht in der Empfehlung, zumindest nicht (alleine) ausschließlich einen Aktuatorstrom zur Erkennung eines Anlegepunkts (TouchPoint) zwischen Bremsbelag/-backe und Bremsrotor heranzuziehen. Erfindungsgemäß sollte nicht mehr (alleine) ein Stromanstieg beim Anfahren des TouchPoints der eigentlich begrenzende Parameter sein, sondern der für diese Situation maximal zulässig erlaubte Radschlupf des Rades an dem der TouchPoint angefahren wird. Weiterhin ist es möglich, denkbar sowie sinnvoll, das Kriterium, also die Höhe des maximal erlaubten Radschlupfes geschwindigkeitsabhängig unterschiedlich definiert vorzusehen.
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Die vorliegende Erfindung ist ganz besonders flexibilisiert, zukunftsoffen sowie variabel derart umsetzbar, so dass es die vorliegende Erfindung nebenbei beispielhaft ermöglicht, ein oder mehrere divers gelagerte mechanisch-stromlose Rückstellfedermittel funktional zu integrieren oder diese bzw. deren prinzipielle Notwendigkeit, auf Kundenwunsch ganz oder teilweise, zu rationalisieren.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung in der ein elektronisches Bremssystem ganz grundsätzlich sowie ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Besonderen näher dargelegt ist, eingehend beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
- 1 Architektur eines vorbekannten elektronischen Kraftfahrzeugfeststellbremssystems in integrierter Konfiguration mit ESC(ESP)-Steuergerät als zentraler Bremssystem-Host, einschließlich vollintegriert implementiertem EPB-Client gemäß EP 2 271 530 B1 ,
- 2 - 4 schematisch im Einzelnen eine exemplarische Ausführungsform einer erfindungsgemäß weiterentwickelten Vorrichtung/Verfahren.
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Zwecks Erläuterung zeigt 1 exemplarisch eine grundsätzlich bewährte also bekannte mehrkreisige, elektrohydraulisch betätigbare Kraftfahrzeugbremsanlage 1. Diese umfasst mehrere Bremssättel 2-5 mit hydraulisch betätigbaren Aktuatoren, die in mehreren hydraulischen Bremskreisen organisiert sind, und mit einem elektronisch gesteuerten Aggregat 6 umfassend eine Elektronikeinheit (EPB+ESC-ECU) und eine Hydraulikeinheit (HCU) enthaltend ein Motor-Pumpen-Aggregat sowie elektrohydraulische Ventile zur hydraulischen Energieversorgung, hydraulisch verbunden sind. Dabei sind die hydraulisch betätigbaren Aktuatoren durch ein hydraulisches Betätigungsmittel 7 über durchgehende Hydraulikleitungen 8,9 fahrerinitiiert betätigbar, und das Aggregat 6 stellt in diesem Zusammenhang grundsätzlich eine elektronisch geregelte Bremsmomentenverteilung (EBD) für die Bremssättel 2-5 zur Verfügung. Eine weitere Funktion besteht darin, dass die Bremssättel 2-5 fahrerunabhängig durch das Aggregat 6, insbesondere durch ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESC), betätigbar sind. Um weitere elektronische Assistenzfunktion zu ermöglichen, weisen wenigstens einige der Bremssättel 2-5, insbesondere zum Betätigen oder Lösen einer Feststellbremswirkung auf Grundlage von einem Parkbremswunsch, zusätzlich oder gesondert elektromechanische Aktuatoren 10, 11 mit hohem Wirkungsgrad auf. Die elektromechanischen Aktuatoren 10,11 können im Zusammenhang mit einer Scheibenbremse vorgesehen sein, oder auf eine Trommelbremse einwirken, die jeweils bevorzugt an einer Hinterachse ange¬ordnet sind. Auch bei anderweitigen Reib- oder Rastmechanismen, die zum Festsetzen von Fahrzeugrädern dienen, kann die Erfindung angewendet werden. Zur elektrischen Versorgung ist wenigstens eine elektrische Stromquelle 14 elektrisch mit der Elektronikeinheit ECU verbunden. Dieselbe Verbindung dient der grundsätzlichen elektrischen Versorgung vom Aggregat 6 sowie der daran angeschlossenen Verbraucher. Die Elektronikeinheit EPB+ESC-ECU ist über jeweils wenigstens zwei gesonderte elektrische Versorgungsleitungen 12,13 mit den elektromechanischen Aktuatoren 10,11 verbunden. Weiterhin verfügt die Elektronikeinheit EPB+ESC-ECU über wenigstens ein elektrisches Schaltmittel, um die elektromechanisch betätigbaren Akuatoren 10,11 elektrisch reversierbar zu versorgen. Es versteht sich, dass bei Verwendung von dreiphasigen Drehstromantrieben im Bereich der Aktuatoren 10,11 drei Versorgungsleitungen vorgesehen sein können, ohne den Kern der Erfindung zu verlassen.
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Das genannte Schaltmittel kann zusätzlich integrierte Mittel zum Reversieren von wenigstens einem der elektromechanischen Aktuator 10,11 aufweisen, um eine betätigte Feststellbremsfunktion zu lösen. Die konkrete Ausgestaltung derartiger Reversiermittel kann unterschiedlich gestaltet sein. Bei Verwendung von einem Gleichstrom-Getriebemotor im Bereich der Aktuatoren 10,11 können relaisartig wirkende Halbleiterschalter zum einfachen Umpolen der Stromrichtung in den beiden Versorgungsleitungen 12,13 ausreichen. Insbesondere bei Verwendung von mehrphasigen, insbesondere bürstenlosen Gleichstrommotoren ist dagegen eine Integration von Schaltmitteln zu bevorzugen, die Halbleiterschaltmittel in einer sogenannten MOS-FET-H-Brückenschaltungsanordnung enthält, um den Mehrquadrantenbetrieb zu ermöglichen.
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Zur Verbindung der Elektronikeinheit EPB+ESC-ECU mit deren Peripherie wie insbesondere den Aktuatoren 10,12 dient wenigstens eine zusätzliche elektrische Schnittstelle S, beispielsweise mit wenigstens einem zusätzlichen elektrischen Steckelement, zur elektrischen Verbindung mit den wenigstens zwei elektrischen Versorgungsleitungen 12,13; 12', 13'. Es ist ein Busanschluss COM zur Integration und Kommunikation der ESC+EPB-ECU innerhalb einer Fahrzeugnetzwerktopologie vorgesehen. Weitere Anschlüsse oder Verbindungen von Betätigungssensoren 18,19, Raddrehsensoren zur Radschlupferkennung, Drucksensoren oder ähnlichem mehr sind nicht verdeutlich.
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Aus den weiteren 2 - 4 geht eine erfindungsgemäß weiterentwickelte Prozedur/Routine für den verbesserten Betrieb einer entsprechend verbessert ausgerüsteten elektrischen Feststellbremsanlage EPB im Fahrzeugfahrbetrieb hervor. Obwohl sich die vorliegende Erfindung dabei ganz besonders für integrierte Bremssysteme wie gemäß 1 empfiehlt, ist eine Anwendung oder Erstreckung auf Feststellbremsanlagen mit einer selbständig arrangierten FeststellbremsElektronikeinheit (ECU) EPB-ECU denkbar, sowie vollständigkeitshalber prinzipiell angestrebt. Eine erfindungsgemäße Weiterentwicklung hat dabei eine besondere Feststellbremsbereitschaftsstellung als Aktuatorvorgabe/Aktuatorfunktion zum Gegenstand, und wobei diese besondere Feststellbremsbereitschaftsstellung (anhand eines nach Bedarf und/oder Fallweise definiert und/oder besonders vorgegeben definiert limitiert arrangiertem Lüftspiel) in einem laufenden Fahrzeugfahrbetrieb automatisch nach Bedarf - beispielsweise durch den ESC-Host verifiziert und in der EPB-Bremsanlage angefordert sowie bereitgestellt wird.
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Als Kern der Erfindung wird dabei angesehen, dass ein elektromechanischer Aktuator/Getriebemotorantriebsstrang einer elektrischen Feststellbremse EPB erstmals, automatisiert vorbereitend eine besondere Lüftspielkonditionierung - nämlich Bremsvorbereitungshandlung durch eine besondere Aktuatorpositionierung ermöglicht + erfährt, noch während sich das fragliche Kraftfahrzeug ohne Bremswunsch also in entbremstem, gefahrenfrei eingeschätzten, Kraftfahrzeugfahrbetrieb befindet. Mit anderen Worten ergeht erfindungsgemäß erstmals eine Vorbereitungsmaßnahme im Sinne einer elektrischen Feststellbremsaktuatorkonditionierung in ungebremstem Fahrzeugfahrzustand, um dadurch eine verbesserte Umsetzung eines ggf. nachfolgenden, zukünftigen (potentiellen), Bremsbetätigungswunsches zu ermöglichen, welcher planordnungsmäßig als eine dynamische Bremsbetätigung - also noch aus oder im laufenden Fahrzeugfahrbetrieb - durch die elektrische Feststellbremse EPB sowie auf besondere Anforderung (wie insbesondere durch einen ESC-Host und/oder automatisch respektive auf Fahrzeugführerwunsch initiiert) vorgetragen werden soll. Dabei wird erfindungsgemäß nicht (alleine) ein Feststellbremsaktuatorstromanstieg beim Anfahren eines Touchpoints als alleiniges Kriterium zur Beurteilung und Ausführung einer Lüftspielroutine zwecks Feststellbremssteuerung/Feststellbremsregelung einbezogen, sondern es wird/werden wenigstens ein (und/oder mehrere) gemessene und/oder ermittelte Fahrzeugfahrparameter im laufenden Fahrzeugfahrbetrieb einer ECU zugeführt und verarbeitet d.h. einbezogen, ohne dass ausgehend von einem Fahrzeugführer oder automatisch ein Betriebsbrems- oder Feststellbremsbetätigungswunsch vorliegt. Die verbesserte Lüftspielroutine beinhaltet demzufolge insbesondere vorzugsweise einen Fahrzeugfahrdatenabgleich wie mithin unter Messung, Erfassung, Ermittlung und/oder Bewertung eines Radschlupfwertes und/oder Aktuatorstroms des jeweils durch die elektrische Feststellbremse beaufschlagten Bremsrotors (Bremsscheibe oder Bremstrommel). Die Erfindung empfiehlt sich demzufolge grundsätzlich für jegliches Bremssystem, nämlich Kraftfahrzeugreibungsbremsentypen wie insbesondere gleichermaßen für fahrstabilitätsverbesserte/sicherheitsverbesserte Scheibenbremssysteme und/oder Trommelbremssysteme.
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Ein erfindungsgemäßes System ist grundsätzlich einstellbar konfigurierbar, wie insbesondere bis auf eine unterste fahrzeugebene also fahrzeugindividuell flexibilisierbar konfigurierbar ausgebildet. Demzufolge ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, ein elektronisches Feststellbremssystem auf der Grundlage von verschieden denbareren Einstell-Modifikationen, welche ganz bestimmte vorgegeben definierbare und/oder von einem Kunden und/oder Fahrzeugführer individuell konfigurierbare Fahrzeugfahrbetriebsmodi abbilden können, weiterentwickelt zu konfigurieren. In diesem Kontext ist es der Erfindung beispielsweise ermöglicht, eine bedarfsgerecht graduell angepasst veränderte Lüftspielmaßvorgabe derart vorzugeben und einem elektrischen Feststellbremsakturator aufzuprägen, so dass für einen ganz besonders effizienbetonten „Eco-Mode“ eine geringfügig vergrößerte Lüftspielvorgabe ergeht, damit Restbremsmoment völlig gesichert ausgeschlossen werden können, wohingegen weiterhin beispielhaft für einen besonders sportlich-aktivitätsbetonten „Sport-Mode“ eine graduell verringerte Lüftspielvorgabe als Sollwert ermöglicht sein kann, damit ein besonders geschärftes Bremsbetätigungsverhalten erzeugt werden kann.
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Es versteht sich, dass eine modifizierte Lüftspielvorgabe für sämtliche elektrischen Feststellbremssättel einer gemeinsamen Fahrzeugachse einheitlich und/oder als generelle Rahmenbedingung definierbar ist. Unabhängig davon ist es aber im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch ermöglicht, eine radbremsindividuelle Konfiguration mir radbremsindividueller Lüftspielroutine/Lüftspielvorgabe/Lüftspielbemessung zu erarbeiten sowie der Aktuatorik aufzuprägen. Diese Vorgaben können anhand der Fahrzeugfahrzustandsdaten wie insbesondere beispielhaft anhand von radindividuell gewonnen Radschlupfwerten überprüft, modifiziert und/oder verfeinert beziehungsweise nach Art eines Regelkreises nachjustiert werden. Ein ganz besonderer Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass neben ohnehin radindividuell vorhandener Raddrehzahsensorik grundsätzlich keine zusätzliche kostenträchtige Sensorik erforderlich ist (dual-use-Bonuseffekt).
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Schließlich ist es möglich sowie sinnvoll, die Erfindung in Verbindung mit einem oder mit mehreren mechanischen Rückstellfedermitteln kombiniert vorzusehen, um einem Aktuator und/oder Reibbelag beispielhaft stromlos sowie antriebsartig ein Lüftspielbestreben aufzuprägen, bzw. das Anstreben der Lüftspielposition zu befördern, also anzutreiben. Dazu kann eine sogenannte aktive und federelastisch vorgespannte („aufgeladene“) Lüftspielfeder als Federspeicher im Sinne von einer Funktion als Reibbelagrückholfeder zählen, welche dazu geeignet und bestimmt sein darf, an einem Reibbelag derart anzugreift, dass ein Reibbelag permanent eine zumindest geringfügige elastische Rückholkraft aufgeprägt erhält, deren Kraftwirkung im Wesentlichen diametral gegenläufig zu einer ausgeübten Bremszuspannkraft ausgerichtet ist. Unterstützend, alternativ bzw. ergänzend dazu ist eine Kombination in Verbindung mit einer Roll-Back-Bremskolbenabdichtung möglich bzw. sinnhaft.
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In weitergebildeter Konkretisierung darf eine Kraftfahrzeugradbremse zudem ein mit Vorspannkraft elastisch vorgespanntes, mechanisch-stromloses, Rückstellfedermittel zwecks Lüftspieldarstellung/Lüftspielaufprägung aufweisen, welches Mittel beispielhaft in einer Nut in einem kombiniert hydraulisch und elektromechanisch betätigbaren Feststellbremssattel elastisch deformiert gehaltert ist, sowie als ein Roll-Back-Dichtring definiert ist, welcher auf einen hydraulisch betätigbaren Bremskolben im Antriebsstrang der elektromechanischen Aktuator-Stellvorrichtung derart einwirken kann, so dass der Aktuatorstrang bzw. dessen Reibbelag stromlos sowie entgegen seiner Bremszuspannkraftrichtung ein grundsätzlich federndes Rückstellpositionierungsbestreben aufgeprägt erhält. Eine automatische sowie stromlose Verschleißkompensation kann zusätzlich ermöglicht sein, wenn zumindest ein elastisch vorgespannt arrangiertes Rückstellfedermittel in Abhängigkeit vom Verschleißweg (Abhängig von einer Betätigungswegverlängerung) definiert plastisch deformierbar ausgeprägt ist. Bei vorstehenden Ausgestaltungsformen versteht es sich, dass die elektronische Steuereinheit (ECU) eine passende regelungstechnische Integration des einen oder der mehreren mechanischen Rückstell(feder)mittel passend zielführend unterstützt, also diese und deren Wirkung einbezieht, ohne freilich einen primären Kern der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeugbremsanlage
- 2
- Bremssattel
- 3
- Bremssattel
- 4
- Bremssattel
- 5
- Bremssattel
- 6
- Aggregat
- 7
- hydraulische Betätigungsmittel
- 8
- Hydraulikleitung
- 9
- Hydraulikleitung
- 10
- elektromechanischer Aktuator
- 11
- elektromechanischer Aktuator
- 12
- Versorgungsleitung
- 13
- Versorgungsleitung
- 14
- Stromquelle
- 15
- Mensch-Maschine-Schnittstelle
- 16
- Verbindungsleitung
- 17
- Verbindung
- 18,
- 19 Sensor
- ECU
- Elektronikeinheit
- HCU
- Hydraulikeinheit
- S
- Schnittstelle
- VR
- Vorn Rechts
- VL
- Vorn Links
- HR
- Hinten Rechts
- HL
- Hinten Links
- COM
- Busanschluss
- ESC
- Elektronisches Stabilitätsprogramm
- EPB
- Elektrische Parkbremse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2214944 B1 [0002]
- DE 102015210431 A1 [0003]
- EP 2271530 B1 [0028]
