EP2651731A1 - Verfahren zum einstellen der von einer feststellbremse ausgeübten klemmkraft - Google Patents

Verfahren zum einstellen der von einer feststellbremse ausgeübten klemmkraft

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EP2651731A1
EP2651731A1 EP11793411.7A EP11793411A EP2651731A1 EP 2651731 A1 EP2651731 A1 EP 2651731A1 EP 11793411 A EP11793411 A EP 11793411A EP 2651731 A1 EP2651731 A1 EP 2651731A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
force
clamping force
brake
characteristic
curve
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11793411.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karsten Bieltz
Simon Hauber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2651731A1 publication Critical patent/EP2651731A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F16D65/16—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
    • F16D65/18—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/174—Using electrical or electronic regulation means to control braking characterised by using special control logic, e.g. fuzzy logic, neural computing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60T13/588—Combined or convertible systems both fluid and mechanical assistance or drive
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    • B60T7/10—Disposition of hand control
    • B60T7/107—Disposition of hand control with electrical power assistance

Definitions

  • the invention relates to a method for adjusting the force exerted by a parking brake clamping force in a vehicle.
  • an electromechanical parking brake which has as an actuator an electric brake motor, upon actuation of a brake piston with a brake pad is pressed axially against a brake disc.
  • the amount of clamping force is influenced by the current supplied to the brake motor.
  • the invention has for its object to reduce the load in an electromechanical parking brake, which cooperates with an additional brake device.
  • the method according to the invention relates to an electromechanical parking brake in a vehicle, which has as an actuator an electric actuator, via which a clamping force for setting the vehicle at standstill can be generated.
  • the actuator is preferably an electric brake motor, the rotational movement of which is converted into an axial adjusting movement of a brake piston, which carrier is a brake pad which is pressed against the end face of a brake disc.
  • an electric brake motor as a brake actuator is an advantageous embodiment.
  • other electrically adjustable actuators come into consideration, for example, electromagnetic actuators that perform a mechanical adjustment when applying an electrical voltage, through which the brake piston with the brake pad against the brake disc is pressed.
  • the auxiliary brake device is advantageously the hydraulic vehicle brake, whose hydraulic pressure acts in a supportive manner on the brake piston.
  • the electromechanical brake device can provide the required clamping force without the assistance of the additional brake device.
  • a braking force is generated via the additional brake device without request by the parking brake or a parking brake associated control unit, this can be taken into account for the clamping force to be set.
  • a form can be generated, which can make a share of the clamping force.
  • the actual force curve of the electromechanical clamping force is determined according to the invention during the Zustellvorganges and compared with a characteristic force curve.
  • a supplementary auxiliary braking force is currently generated in the auxiliary brake device, which can be used in addition to the electromechanical clamping force.
  • There- by the proportion of the electromechanical clamping force can be reduced to the total clamping force to be set, whereby the load in the electromechanical braking device is reduced.
  • Another advantage of the method according to the invention is that by exploiting the additional braking force which is generated in the auxiliary brake device, positioning times and also the noise development during the actuation of the parking brake are reduced.
  • characteristic curves may be specified as characteristic force profiles with which the actual, measured force curve is compared.
  • Each characteristic can be assigned a force level of the auxiliary brake device, which is optionally taken into account as a supporting clamping force.
  • Clamping force can be determined, for example, based on the current profile of the electrical actuator.
  • the voltage or speed curve or any combination of these variables can also be used for the determination of the clamping force profile.
  • the force rise point represents a striking and relatively accurately determinable point in the force curve.
  • the force curve of the auxiliary brake device is used as a characteristic, defined force curve.
  • the about motor state variables such as electricity or
  • Voltage of the electric actuator determinable force curve corresponds at least substantially and at least in sections to the basic force curve of the auxiliary brake device.
  • play and elasticity of the auxiliary brake device which have an effect on the force profile line thereof, also influence the force curve, which is determined via the engine state variables of the electric brake device. In this way it can be concluded from the actual force curve on the current state of the auxiliary brake device.
  • the hydraulic brake characteristic spring stiffness and play which is reflected for example in the pressure-volume curve of the hydraulic vehicle brake in different grades. In a first pressure range, first the clearance of the hydraulic brake must be overcome by as long hydraulic volume is conveyed until the brake pads abut against the brake disc. In this area there is a steep volume increase, based on the pressure.
  • second area shows the compressibility of the brake pads and elastomers, such as an anti-noise coating in the hydraulic brake system; in this second area the transition takes place from a progressively increasing volume per unit pressure to an approximately constant increasing volume.
  • an elastic deformation takes place, for example, a bending of the fingers of the brake caliper, which engages over the brake disc.
  • the course of the volume as a function of the pressure is at least approximately linear.
  • the different ranges from the volume-pressure curve can be converted into a force-displacement curve, wherein in particular the force increase range for each section of the volume-pressure curve has a characteristic course.
  • the determination of the actual force curve during the delivery of the parking brake and the comparison with the characteristic curve allows the above-described estimate of the applied braking force of the auxiliary brake device and the consideration in generating the total clamping force.
  • the inventive method runs in a control or control unit in the vehicle, which may be part of the parking brake system.
  • FIG. 1 shows a section through an electromechanical parking brake for a vehicle, in which the clamping force is generated by an electric brake motor
  • 3 is a volume-pressure characteristic of a hydraulic vehicle brake, which is divided into three different areas,
  • FIG. 4 is associated with the first region, FIG. 5 with the second region, and FIG. 6 with the third region from the characteristic curve according to FIG. 3.
  • Fig. 1 is an electromechanical parking brake 1 for setting a
  • the parking brake 1 comprises a caliper 2 with a pair of pliers 9, which engages over a brake disk 10.
  • the parking brake 1 an electric motor as a brake motor 3, which drives a spindle 4 in rotation, on which a spindle member 5 is rotatably mounted.
  • the spindle member 5 Upon rotation of the spindle 4, the spindle member 5 is moved axially.
  • the spindle component 5 moves within a brake piston 6, which is the carrier of a brake pad 7, which is pressed by the brake piston 6 against the brake disk 10.
  • On the opposite side of the brake disk 10 is another brake pad 8, which is held stationary on the pliers 9.
  • the spindle member 5 during a rotational movement of the spindle 4 axially forward in the direction of the brake disc 10 to move or at an opposite rotational movement of the spindle 4 axially to the rear until reaching a stop 1 1.
  • the spindle member 5 acts on the inner end face of the brake piston 6, whereby the axially displaceable mounted in the parking brake 1 brake piston 6 is pressed with the brake pad 7 against the facing end face of the brake disc 10.
  • the parking brake can be supported if necessary by a hydraulic vehicle brake, so that the clamping force composed of an electromotive component and a hydraulic component. In the case of hydraulic assistance, the rear side of the brake piston 6 facing the brake motor is subjected to pressurized hydraulic fluid.
  • Fig. 2 is a graph showing the current waveform I, the voltage U and the speed curve n of the electric brake motor time-dependent for a Zuspannvorgang.
  • the application process begins by applying an electrical voltage and energizing the brake motor when the circuit is closed.
  • the voltage U and the engine speed n have reached their maximum.
  • the phase between t2 and t3 represents the idle phase in which the current I moves to a minimum level. This is followed by the force build-up phase from the time t3 to the time t4, in which the brake pads bear against the brake disc and are pressed with increasing clamping force F against the brake disc.
  • the switching off of the electric brake motor takes place by opening the electric circuit, so that in the further course the speed n of the brake motor drops to zero.
  • the force build-up or the course of the clamping force F can be determined, for example, based on the course of the current I of the brake motor, which basically has the same course as the electromechanical clamping force. Starting from the low level during the idle phase between t2 and t3, the current profile increases steeply at the beginning of time t3. This increase in current can be detected and used to determine the force rise point. In principle, however, the course of the force build-up can also be determined from the voltage or speed curve or from any combination of the signals current, voltage and rotational speed.
  • the current waveform is shown time-dependent.
  • the time-dependent progression can be converted into a path-dependent progression;
  • Fig. 3 is a volume-pressure characteristic of the hydraulic vehicle brake for representing the characteristic spring stiffness of the hydraulic brake, taking into account the spring characteristics of the brake pads of the brake disc shown.
  • the characteristic curve can be subdivided into three areas I, II and III depending on the pressure.
  • the first region I applies to a low pressure interval between zero bar and, for example, three bar, in this interval the volume increases sharply.
  • area I the clearance of the hydraulic brake is overcome, it must be nachgeschoben as long hydraulic volume until the brake pads rest against the brake disc.
  • Region I is followed by region II, which extends, for example, up to a hydraulic pressure of 60 bar and represents an n-th order curve. bar is.
  • region II the compressibility of the brake pads and elastomers used in the brake system, for example, an anti-noise coating comes into play.
  • region III which is characterized by a linear-elastic
  • FIGS. 4 to 6 each show a force-displacement curve of the force exerted by the parking brake clamping force, which is shown in each case over the travel.
  • the force curve according to FIG. 4 is assigned to the region I from FIG. 3, the force curve according to FIG. 5 to the region II and the force curve according to FIG. 6 to the region III.
  • the force curves in FIGS. 4 to 6 are exemplary of an actual force curve of the clamping force exerted by the parking brake, which can be determined as described above, for example via the electromotive state variables current I, voltage U and / or rotational speed n.

Abstract

Bei einem Verfahren zum Einstellen der von einer Feststellbremse ausgeübten Klemmkraft, die zumindest teilweise von einer elektromechanischen Bremsvorrichtung mit einem elektrischen Aktuator und bedarfsweise ergänzend von einer Zusatzbremsvorrichtung erzeugt wird, wird zur Bestimmung der Höhe der vom elektrischen Aktuator zu stellenden elektromechanischen Klemmkraft der tatsächliche Kraftverlauf bestimmt und mit einem charakteristischen, definierten Kraftverlauf verglichen. Falls der tatsächliche Kraftverlauf dem charakteristischen Kraftverlauf entspricht, wird zum Erreichen der Soll-Klemmkraft zusätzlich zur elektromechanischen Klemmkraft auch eine Zusatzklemmkraft der Zusatzbremsvorrichtung berücksichtigt.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Einstellen der von einer Feststellbremse ausgeübten Klemmkraft
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einstellen der von einer Feststellbremse ausgeübten Klemmkraft in einem Fahrzeug.
Stand der Technik
In der DE 103 61 042 B3 wird eine elektromechanische Feststellbremse beschrieben, die als Aktuator einen elektrischen Bremsmotor aufweist, bei dessen Betätigung ein Bremskolben mit einem Bremsbelag axial gegen eine Bremsscheibe gedrückt wird. Die Höhe der Klemmkraft wird über die Bestromung des Bremsmotors beeinflusst.
Bekannt ist es darüber hinaus, elektromechanische Feststellbremsen mit der hydraulischen Fahrzeugbremse zu kombinieren, indem der Hydraulikdruck der Fahrzeugbremse unterstützend auf den Bremskolben wirkt, so dass sich die Klemmkraft aus einem elektromotorischen und einem hydraulischen Anteil zusammensetzt.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Belastung in einer elektromecha- nischen Feststellbremse, die mit einer Zusatzbremsvorrichtung zusammenwirkt, zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an. Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich auf eine elektromechanische Feststellbremse in einem Fahrzeug, die als Stellglied einen elektrischen Aktuator aufweist, über den eine Klemmkraft zum Festsetzen des Fahrzeugs im Stillstand erzeugbar ist. Bei dem Aktuator handelt es sich vorzugsweise um einen elektrischen Bremsmotor, dessen Drehbewegung in eine axiale Stellbewegung eines Bremskolbens umgesetzt wird, welcher Träger eines Bremsbelages ist, der gegen die Stirnseite einer Bremsscheibe gedrückt wird.
Die Verwendung eines elektrischen Bremsmotors als Bremsaktuator stellt eine vorteilhafte Ausführung dar. Grundsätzlich kommen aber auch sonstige, elektrisch einstellbare Aktuatoren in Betracht, beispielsweise elektromagnetische Stellglieder, die beim Anlegen einer elektrischen Spannung eine mechanische Verstellbewegung ausführen, durch die der Bremskolben mit dem Bremsbelag gegen die Bremsscheibe gedrückt wird.
Bei der Zusatzbremsvorrichtung handelt es sich vorteilhafterweise um die hydraulische Fahrzeugbremse, deren Hydraulikdruck unterstützend auf den Bremskolben wirkt. Grundsätzlich kann die elektromechanische Bremsvorrichtung ohne Unterstützung durch die Zusatzbremsvorrichtung die geforderte Klemmkraft bereitstellen. Es kann aber zweckmäßig sein, die Zusatzbremsvorrichtung bedarfsweise zur Erzeugung einer ergänzenden Klemmkraft heranzuziehen.
Sofern über die Zusatzbremsvorrichtung auch ohne Anforderung durch die Feststellbremse bzw. ein der Feststellbremse zugeordnetes Steuergerät eine Bremskraft erzeugt wird, kann diese für die einzustellende Klemmkraft berücksichtigt werden. Beispielsweise kann in hydraulischen Fahrzeugbremsen durch Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer ein Vordruck erzeugt werden, der einen Anteil an der Klemmkraft stellen kann. Um die Höhe der unterstützenden Bremskraft durch die Zusatzbremsvorrichtung mit einfachen Maßnahmen abzuschätzen und für die Gesamtklemmkraft berücksichtigen zu können, wird erfindungsgemäß der tatsächliche Kraftverlauf der elektromechanischen Klemmkraft während des Zustellvorganges bestimmt und mit einem charakteristischen Kraftverlauf verglichen. Stimmt der tatsächliche Kraftverlauf mit dem charakteristischen Kraftverlauf überein, so kann davon ausgegangen werden, dass aktuell in der Zusatzbremsvorrichtung eine unterstützende Zusatzbremskraft erzeugt wird, die ergänzend zu der elektromechanischen Klemmkraft herangezogen werden kann. Da- durch kann der Anteil der elektromechanischen Klemmkraft an der gesamten zu stellenden Klemmkraft reduziert werden, wodurch die Belastung in der elektromechanischen Bremsvorrichtung herabgesetzt wird.
Über den Vergleich des tatsächlichen Kraftverlaufs der elektromechanischen Klemmkraft mit dem bekannten, charakteristischen Kraftverlauf, der als Kennlinie vorgegeben wird, kann auch ohne Messung abgeschätzt werden, ob in der Zusatzbremsvorrichtung eine Bremskraft erzeugt wird, die ergänzend als Klemmkraft genutzt werden kann.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass durch das Ausnutzen der Zusatzbremskraft, welche in der Zusatzbremsvorrichtung erzeugt wird, Stellzeiten und auch die Geräuschentwicklung bei der Betätigung der Feststellbremse reduziert werden.
Es kann zweckmäßig sein, verschiedene Kennlinien als charakteristische Kraft- verläufe vorzugeben, mit denen der tatsächliche, gemessene Kraftverlauf verglichen wird. Jeder Kennlinie kann ein Kraftniveau der Zusatzbremsvorrichtung zugeordnet werden, das gegebenenfalls als unterstützende Klemmkraft berücksichtigt wird.
Des Weiteren ist es möglich, lediglich bei Übereinstimmung des tatsächlichen Kraftverlaufs mit einer charakteristischen Kraftverlaufskennlinie eine ausreichende Unterstützung durch die Zusatzbremsvorrichtung anzunehmen und entsprechend die elektromechanische Klemmkraft zu reduzieren, wohingegen bei einer Abweichung von der charakteristischen Kennlinie ungeachtet des tatsächlichen Vorliegens einer Zusatzbremskraft die gesamte Klemmkraft zum Festsetzen des Fahrzeugs von der elektromechanischen Bremsvorrichtung erzeugt wird.
Des Weiteren ist es möglich, bei dem Vergleich des tatsächlichen Kraftverlaufs mit dem charakteristischen Kraftverlauf einen definierten Toleranzbereich zuzulassen, so dass von Übereinstimmung ausgegangen werden kann, wenn der tatsächliche Kraftverlauf innerhalb des Toleranzbereiches des charakteristischen Kraftverlaufs liegt. Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass nur der Bereich des ersten Kraftanstiegs im Kraftverlauf für den Vergleich herangezogen wird. Der Kraftanstiegspunkt, in welchem über die elektromechanische Bremsvorrichtung begonnen wird, eine Klemmkraft zu stellen, kann mit verhältnismäßig einfa- chen Maßnahmen bestimmt werden. Der Verlauf der elektromechanischen
Klemmkraft kann beispielsweise anhand des Stromverlaufs des elektrischen Ak- tuators ermittelt werden. Im Falle eines elektrischen Bremsmotors kann zusätzlich oder alternativ zum Stromverlauf auch der Spannungs- oder Drehzahlverlauf bzw. eine beliebige Kombination dieser Größen für die Bestimmung des Klemm- kraftverlaufs herangezogen werden. Der Kraftanstiegspunkt stellt einen markanten und verhältnismäßig genau bestimmbaren Punkt im Kraftverlauf dar.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist vorgesehen, dass der Kraftverlauf der Zusatzbremsvorrichtung als charakteristischer, definierter Kraft- verlauf herangezogen wird. Der über motorische Zustandsgrößen wie Strom oder
Spannung des elektrischen Aktuators bestimmbare Kraftverlauf entspricht zumindest im Wesentlichen und zumindest abschnittsweise dem grundsätzlichen Kraftverlauf der Zusatzbremsvorrichtung. Insbesondere Spiel und Elastizitäten der Zusatzbremsvorrichtung, die sich auf deren Kraftverlaufslinie auswirken, be- einflussen auch den Kraftverlauf, welcher über die motorischen Zustandsgrößen der elektrischen Bremsvorrichtung ermittelt wird. Auf diese Weise kann aus dem tatsächlichen Kraftverlauf auf den aktuellen Zustand der Zusatzbremsvorrichtung geschlossen werden. Im Fall einer hydraulischen Fahrzeugbremse, welche als Zusatzbremsvorrichtung genutzt wird, weist die hydraulische Bremse charakteristische Federsteifigkeiten und Spiel auf, was sich beispielsweise in der Druck-Volumen-Kennlinie der hydraulischen Fahrzeugbremse in unterschiedlichen Steigungen niederschlägt. In einem ersten Druckbereich muss zunächst das Lüftspiel der hydraulischen Bremse überwunden werden, indem so lange Hydraulikvolumen gefördert wird, bis die Bremsbeläge an der Bremsscheibe anliegen. In diesem Bereich befindet sich ein steiler Volumenanstieg, bezogen auf den Druck.
In einem darauf folgenden, zweiten Bereich zeigt sich die Kompressibilität der Bremsbeläge und Elastomere, beispielsweise einer Anti-Geräusch-Beschichtung im hydraulischen Bremssystem; in diesem zweiten Bereich erfolgt der Übergang von einem progressiv ansteigenden Volumen pro Druckeinheit in ein näherungsweise konstant ansteigendes Volumen.
In einem weiteren, dritten Bereich mit noch höherem Druck findet eine elastische Verformung statt, beispielsweise eine Aufbiegung der Finger der Bremszange, welche die Bremsscheibe übergreift. Der Verlauf des Volumens in Abhängigkeit des Drucks ist zumindest annähernd linear.
Die verschiedenen Bereiche aus der Volumen-Druck-Kennlinie können in eine Kraft-Weg-Kennlinie umgesetzt werden, wobei insbesondere der Kraftanstiegsbereich für jeden Abschnitt der Volumen-Druck-Kurve einen charakteristischen Verlauf aufweist. Die Ermittlung des tatsächlichen Kraftverlaufs während des Zustellens der Feststellbremse und der Vergleich mit der charakteristischen Kennlinie erlaubt die oben beschriebene Abschätzung der anliegenden Bremskraft der Zusatzbremsvorrichtung und die Berücksichtigung beim Erzeugen der Gesamtklemmkraft.
Das erfindungsgemäße Verfahren läuft in einem Regel- bzw. Steuergerät im Fahrzeug ab, das Bestandteil des Feststellbremssystems sein kann.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine elektromechanische Feststellbremse für ein Fahrzeug, bei der die Klemmkraft über einen elektrischen Bremsmotor erzeugt wird,
Fig. 2 ein Schaubild mit dem zeitabhängigen Verlauf des Stroms, der Spannung und der Motordrehzahl beim Zuspannvorgang der Feststellbremse,
Fig. 3 eine Volumen-Druck-Kennlinie einer hydraulischen Fahrzeugbremse, die in drei verschiedene Bereiche unterteilt ist,
Fig. 4 bis 6 jeweils eine Kraft-Weg-Kennlinie der Feststellbremse, wobei Fig. 4 dem ersten Bereich, Fig. 5 dem zweiten Bereich und Fig. 6 dem dritten Bereich aus der Kennlinie gemäß Fig. 3 zugeordnet ist. In Fig. 1 ist eine elektromechanische Feststellbremse 1 zum Festsetzen eines
Fahrzeugs im Stillstand dargestellt. Die Feststellbremse 1 umfasst einen Bremssattel 2 mit einer Zange 9, welche eine Bremsscheibe 10 übergreift. Als Stellglied weist die Feststellbremse 1 einen Elektromotor als Bremsmotor 3 auf, der eine Spindel 4 rotierend antreibt, auf der ein Spindelbauteil 5 drehbar gelagert ist. Bei einer Rotation der Spindel 4 wird das Spindelbauteil 5 axial verstellt. Das Spindelbauteil 5 bewegt sich innerhalb eines Bremskolbens 6, der Träger eines Bremsbelags 7 ist, welcher von dem Bremskolben 6 gegen die Bremsscheibe 10 gedrückt wird. Auf der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe 10 befindet sich ein weiterer Bremsbelag 8, der ortsfest an der Zange 9 gehalten ist.
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 1 1 bewegen. Zum Erzeugen einer Klemmkraft beaufschlagt das Spindelbauteil 5 die innere Stirnseite des Bremskolbens 6, wodurch der axial verschieblich in der Feststellbremse 1 gelagerte Bremskolben 6 mit dem Bremsbelag 7 gegen die zugewandte Stirnfläche der Bremsscheibe 10 gedrückt wird. Die Feststellbremse kann erforderlichenfalls von einer hydraulischen Fahrzeugbremse unterstützt werden, so dass sich die Klemm kraft 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.
In Fig. 2 ist ein Schaubild mit dem Stromverlauf I, der Spannung U und dem Drehzahlverlauf n des elektrischen Bremsmotors zeitabhängig für einen Zuspannvorgang dargestellt. Zum Zeitpunkt t1 beginnt der Zuspannvorgang, indem eine elektrische Spannung aufgebracht und der Bremsmotor bei geschlossenem Stromkreis unter Strom gesetzt wird. Zum Zeitpunkt t.2 haben die Spannung U und die Motordrehzahl n ihr Maximum erreicht. Die Phase zwischen t2 und t3 stellt die Leerlaufphase dar, in welcher der Strom I sich auf einem Minimumniveau bewegt. Daran schließt sich ab dem Zeitpunkt t3 die Kraftaufbauphase bis zum Zeitpunkt t4 an, in der die Bremsbeläge an der Bremsscheibe anliegen und mit zunehmender Klemmkraft F gegen die Bremsscheibe gedrückt werden. Zum Zeitpunkt t4 erfolgt das Abschalten des elektrischen Bremsmotors durch Öffnen des Stromkreises, so dass im weiteren Verlauf die Drehzahl n des Bremsmotors bis auf Null abfällt.
Mit der Phase des Kraftaufbaus zum Zeitpunkt t.3 fällt der Kraftanstiegspunkt zusammen. Der Kraftaufbau bzw. der Verlauf der Klemmkraft F kann beispielsweise anhand des Verlaufs des Strom I des Bremsmotors ermittelt werden, der grundsätzlich den gleichen Verlauf wie die elektromechanische Klemmkraft aufweist. Ausgehend von dem niedrigen Niveau während der Leerphase zwischen t2 und t3 steigt der Stromverlauf zu Beginn des Zeitpunktes t3 steil an. Dieser Anstieg des Stroms kann detektiert und zum Bestimmen des Kraftanstiegspunktes herangezogen werden. Grundsätzlich kann der Verlauf des Kraftaufbaus aber auch aus dem Spannungs- oder Drehzahlverlauf bzw. aus einer beliebigen Kombination der Signale Strom, Spannung und Drehzahl bestimmt werden.
In Fig. 2 ist der Stromverlauf zeitabhängig dargestellt. Über eine beispielsweise sensorisch ermittelte Weginformation kann der zeitabhängige Verlauf in einen wegabhängigen Verlauf umgerechnet werden; gleiches gilt für den Verlauf der Klemmkraft F, die mit dem Strom I korrespondiert.
In Fig. 3 ist eine Volumen-Druck-Kennlinie der hydraulischen Fahrzeugbremse zur Darstellung der charakteristischen Federsteifigkeit der hydraulischen Bremse unter Berücksichtigung der Federeigenschaften der Bremsbeläge der Bremsscheibe dargestellt. Die Kennlinie kann druckabhängig in drei Bereiche I, II und III unterteilt werden. Der erste Bereich I gilt für ein niedriges Druckintervall zwischen null bar und beispielsweise drei bar, in diesem Intervall steigt das Volumen stark an. Im Bereich I wird das Lüftspiel der hydraulischen Bremse überwunden, es muss so lange Hydraulikvolumen nachgeschoben werden, bis die Bremsbeläge an der Bremsscheibe anliegen.
An den Bereich I schließt sich der Bereich II an, der sich beispielsweise bis zu einem Hydraulikdruck von 60 bar erstreckt und als Kurve n-ter Ordnung darstell- bar ist. Im Bereich II kommt die Kompressibilität der Bremsbeläge und im Bremssystem verwendeter Elastomere, beispielsweise eine Anti-Geräusch- Beschichtung zum Tragen. An den Bereich II schließt sich der Bereich III an, der durch ein linear-elastisches
Verhalten von Bremsbauteilen des hydraulischen Bremssystems gekennzeichnet ist. Im Bereich III findet eine Aufbiegung der die Bremsscheibe umklammernden Finger des Bremssattels statt. Der lineare Verlauf der Kennlinie wird im Bereich III in erster Linie durch die Steifigkeit des Bremssattels bzw. der Bremszange be- stimmt.
Die Fig. 4 bis 6 zeigen jeweils einen Kraft-Weg-Verlauf der von der Feststellbremse ausgeübten Klemmkraft, die jeweils über dem Stellweg dargestellt ist. Der Kraftverlauf gemäß Fig. 4 ist dem Bereich I aus Fig. 3 zugeordnet, der Kraft- verlauf gemäß Fig. 5 dem Bereich II und der Kraftverlauf gemäß Fig. 6 dem Bereich III. Die Kraftverläufe in den Fig. 4 bis 6 stehen exemplarisch für einen tatsächlichen Kraftverlauf der von der Feststellbremse ausgeübten Klemmkraft, der wie vorbeschrieben beispielsweise über die elektromotorischen Zustandsgrößen Strom I, Spannung U und/oder Drehzahl n bestimmt werden kann.
Wie einem Vergleich der Kraftverläufe zu entnehmen, besteht ein charakteristischer Unterschied im Kraftanstiegspunkt. In den Kraftverläufen gemäß den Fig. 4 und 5 zeigt sich ein Kraftaufbauverhalten n-ter Ordnung, wohingegen gemäß Fig. 6 die Kraft linear ansteigt. Über die Ermittlung des Kraftanstiegs - Aufbauverhal- ten n-ter Ordnung gemäß den Fig. 4 und 5 oder linearer Anstieg gemäß Fig. 6 - ist eine Zuordnung zu den Bereichen I, II und III möglich, so dass auf einen entsprechenden hydraulischen Vordruck im Bremssystem geschlossen werden kann, ohne dass der hydraulische Druck unmittelbar aus einer Messung bekannt sein muss. Wird zum Beispiel das lineare Kraftanstiegsverhalten gemäß Fig. 6 festgestellt, kann auf einen hohen Vordruck von mindestens 60 bar geschlossen werden, wohingegen bei einem Kraftanstieg gemäß den Fig. 4 oder 5 ein entsprechend geringerer hydraulischer Vordruck im System anliegt.
Um die elektromechanische Bremsvorrichtung zu unterstützen, kann die Kennt- nis des anliegenden hydraulischen Vordrucks genutzt werden, über den im Zeitpunkt des Zustellens der Feststellbremse ein hydraulischer Anteil an der Klemm- kraft gestellt werden kann. Über die Grobklassifizierung in drei verschiedene Bereiche ist eine entsprechende Zuordnung eines hydraulischen Vordrucks möglich. Grundsätzlich kann daraufhin jeweils eine unterschiedlich hohe hydraulische Klemmkraftunterstützung angenommen werden, wobei es aus Sicherheitsgrün- den vorteilhaft sein kann, lediglich für einen Vordruck, der sich im Bereich III bewegt, von einer hydraulischen Klemmkraftunterstützung auszugehen und zum Erreichen der Gesamtklemmkraft den elektromechanischen Klemmkraftanteil entsprechend zu reduzieren. Wird dagegen ein Vordruck in den Bereichen I oder II festgestellt, bleibt der hydraulisch gestellte Klemmkraftanteil unberücksichtigt, es wird die gesamte Klemmkraft über die elektromechanische Bremsvorrichtung eingestellt.

Claims

Verfahren zum Einstellen der von einer Feststellbremse (1 ) ausgeübten Klemmkraft, die zumindest teilweise von einer elektromechanischen Bremsvorrichtung mit einem elektrischen Aktuator (3) und bedarfsweise ergänzend von einer Zusatzbremsvorrichtung erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Höhe der vom elektrischen Aktuator (3) zu stellenden elektromechanischen Klemmkraft der tatsächliche Kraftverlauf der Klemmkraft bestimmt und mit einem charakteristischen, definierten Kraftverlauf verglichen wird, wobei zum Erreichen der Soll-Klemmkraft zusätzlich zur elektromechanischen Klemmkraft auch eine Zusatzklemmkraft der Zusatzbremsvorrichtung berücksichtigt wird, falls der tatsächliche Kraftverlauf dem charakteristischen Kraftverlauf entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Kraftverlaufs der Bereich des Kraftanstiegs der elektromechanischen Klemmkraft für den Vergleich herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftverlauf der Zusatzbremsvorrichtung als charakteristischer Kraftverlauf herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere charakteristische Bereiche im Kraftverlauf der Zusatzbremsvorrichtung unterscheidbar sind, wobei nur für den Fall, dass der tatsächliche Kraftverlauf einem bestimmten charakteristischen Bereich im Kraftverlauf der Zusatzbremsvorrichtung entspricht, zusätzlich zur elektromechanischen Klemmkraft eine Zusatzklemmkraft der Zusatzbremsvorrichtung zum Erreichen der Soll- Klemmkraft berücksichtigt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die charakteristischen Bereiche im Kraftverlauf verschiedenen Federsteifigkeiten der Zusatzbremseinrichtung entsprechen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nur bei Übereinstimmung mit dem höchsten Bereich der Federsteifigkeit die Zusatzklemmkraft berücksichtigt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatzbremsvorrichtung eine hydraulische Fahrzeugbremse eingesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Fahrzeugbremse eine Kennlinie der charakteristischen Federsteifigkeit mit einem ersten, dem Lüftspiel zugeordneten Bereich, einem zweiten, der Kompressibilität der Bremsbeläge (7, 8) zugeordneten Bereich sowie einen dritten, der Steifigkeit der Bremszange (9) zugeordneten Bereich aufweist, wobei nur bei Übereinstimmung mit dem dritten Bereich die hydraulische Zusatzklemmkraft berücksichtigt wird.
9. Regel- bzw. Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Feststellbremse in einem Fahrzeug mit einem Regel- bzw. Steuergerät nach Anspruch 9.
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