WO2012019821A1 - Verfahren zum absichern einer elektrisch betätigten feststellbremse - Google Patents

Verfahren zum absichern einer elektrisch betätigten feststellbremse Download PDF

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Frank Baehrle-Miller
Oliver Leibfried
Dieter Blattert
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    • B60T2201/06—Hill holder; Start aid systems on inclined road

Definitions

  • the invention relates to a method for securing an electrically operated parking brake according to the preamble of patent claim 1, as well as a correspondingly equipped control unit.
  • Parking brakes are also referred to as automatic parking brakes (APB).
  • APB automatic parking brakes
  • Such systems usually include a
  • Operating element such as a button with which the parking brake can be locked and / or released.
  • a control unit connected to the control unit detects the parking brake request and correspondingly drives an actuator, such as a hydraulic pump or an electric motor, to lock or unlock the parking brake.
  • Known parking brakes for this purpose include a mechanical
  • Locking device that locks the brake calipers in the tightened position.
  • the locking device is usually also operated by hydraulic or pneumatic pressure or driven by a motor.
  • the relevant elements, such as a hydraulic pump or an electric motor, are controlled by a control device accordingly.
  • the automatic parking brakes offer the driver a significant increase in comfort and safety, since they can be operated by a simple push-button operation. After successful locking, the driver is given the proper condition of the parking brake by means of a function lamp displayed. However, lighting the function lamp does not mean that the parking brake is also able to hold the vehicle. In unfavorable conditions, such. B. when the vehicle is parked on a large slope or the brake discs are very hot, the clamping force of the parking brake may not be sufficient to keep the vehicle safely. In the worst case then there is a risk that the vehicle starts to roll.
  • An essential aspect of the invention is that one for the
  • Threshold exceeds. Under a proper function of the parking brake while the ability of the parking brake is understood to keep the vehicle at a standstill. A relevant amount of operation is such a size that may affect the ability of the parking brake to keep the vehicle at a standstill, such. As the road gradient or the
  • the invention is also applicable to such parking brake systems which independently provide (e.g., hydraulic) braking power to assist the vehicle
  • Parking brake can provide.
  • the invention represents a fallback when the system can provide no pressure support due to a defect of the pump motor, a pump element, or a valve.
  • the system is monitored for a defect and the driver is prompted to take action when a defect is detected.
  • the threshold for the monitored operational size is preferably on the edge of a range of values in which the parking brake normally operates properly. In the case of the road gradient, the
  • Threshold z. B. be 10%.
  • the driver is preferably prompted to engage the first gear or the reverse gear, since the respective gear an additional
  • the driver may be asked to perform one or more actions. When prompted to perform multiple actions, they may be executed simultaneously or sequentially.
  • the request to the driver may be made via a visual indication, such as a display or a pilot lamp, via an audible signal, such as a warning tone, and / or a tactile or haptic signal, such as the vibration of the steering wheel.
  • a plurality of threshold values can be preset, wherein the driver is requested to perform different actions depending on the respectively exceeded threshold value.
  • the driver may request two actions, e.g. B. for engaging a gear and for actuating the service brake, be prompted.
  • a first threshold may be about 10% and a second threshold may be about 20% grade.
  • a first threshold between 8 V and 10 V, in particular at about 9 V, and a second
  • a first threshold between about 60 ° C and 80 ° C, in particular at about 70 ° C, and a second
  • Threshold between about 80 ° C and 120 ° C, in particular about 100 ° C.
  • the temperature values refer to the temperature of the actuator, such as. B. a arranged on the caliper electric motor.
  • the temperature of the brake disc is usually much higher.
  • Parking brake is usually between -20 ° C and 60 ° C.
  • exceeding a threshold value is understood to mean any outflow of the monitored variable from a range of values limited by the threshold value, that is to say the exceeding of a threshold value
  • the invention further comprises a control device with means for carrying out the method described above.
  • Fig. 1 flowcharts for securing the locking state of an electrically operated parking brake on the basis of the vehicle pitch
  • Fig. 2 essential steps in the process of securing the
  • Locking state of an electrically operated parking brake for the road gradient, vehicle electrical system voltage and brake temperature
  • Figure 1 shows a flow chart for securing an electrically operated parking brake taking into account the road gradient.
  • the method can be used to ensure that the parking brake safely stops the vehicle at a high gradient of more than 10%.
  • step 10 the electrically operated parking brake is actuated by the driver, for example by pressing a button.
  • step 1 1 checks whether the road gradient is less than a threshold value S1, z. B. 10%. If so (case J), the subsequent steps along the path 15 are executed without the driver being prompted to take action.
  • the electromechanical parking brake is first activated (E) and the driver when the parking brake is successfully locked indicates the correct condition (L), eg. B. by means of a functional lamp. If the query of step 1 1 is negative (case N), the query of step 12 is performed.
  • the method follows the path 16.
  • the parking brake is activated (E) and a request issued to the driver, either to engage a gear or the
  • step 12 If the query of step 12 is negative (case N), the method runs along the path 17. In this case, the road gradient is also greater than the second threshold S2, z. 20%.
  • the parking brake is then reactivated (E) and a request is made to the driver to engage a gear (A) and also to operate the service brake (B).
  • step P it is checked whether all previous conditions are fulfilled. If only one of the conditions mentioned is not met (case N), an error message (W) is signaled to the driver. If all conditions are met (case J), the driver will be given the proper warning by means of a function lamp (L)
  • FIG. 2 shows three flow diagrams, wherein in the first diagram the queries 11, 12 and 13 of FIG. 1 are shown in abbreviated form.
  • step 21 it is checked whether the value of the vehicle electrical system voltage is less than one
  • Threshold U1 is. If no (case N), the path 15 (see Fig. 1) is followed up. If yes (case J), it is checked (step 22) whether the value of the vehicle electrical system voltage lies between the threshold value U1 and the threshold value U2, with U2 ⁇ U1. If yes (case J), the path 16 is followed up (see Fig. 1). If no (case N), the path 17 (see Fig. 1) is followed up.
  • steps 31, 32, and 33 of the third flowchart are performed in FIG. 2, where T1 is a first threshold and T2 is a second
  • Threshold for the brake temperature T is, with T2> T1.

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  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Valves And Accessory Devices For Braking Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Absicherung einer elektrisch betätigten Feststellbremse, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Überwachen einer für die ordnungsgemäße Funktion der Feststellbremse relevanten Betriebsgröße, Ermitteln, ob die Betriebsgröße einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, und Auffordern des Fahrers in Abhängigkeit vom Wert der Betriebsgröße, eine bestimmte Aktion auszuführen, wobei die Aktion das Einlegen des Gangs oder das Betätigen der Betriebsbremse umfasst. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Absichern einer elektrisch betätigten Feststellbremse
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Absichern einer elektrisch betätigten Feststellbremse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 , sowie ein entsprechend eingerichtetes Steuergerät.
Stand der Technik
Moderne Fahrzeuge werden immer häufiger mit elektrisch betätigten
Feststellbremsen ausgestattet, die auch als automatische Parkbremsen (APB) bezeichnet werden. Derartige Systeme umfassen in der Regel ein
Bedienelement, wie zum Beispiel einen Taster, mit dem die Feststellbremse verriegelt und/oder gelöst werden kann. Ein mit dem Bedienelement verbundenes Steuergerät erkennt den Feststellbremswunsch und steuert entsprechend ein Stellglied, wie zum Beispiel eine Hydraulikpumpe oder einen Elektromotor, an, um die Feststellbremse zu verriegeln oder zu lösen.
Bekannte Feststellbremsen umfassen hierzu eine mechanische
Verriegelungseinrichtung, die die Bremszangen in der angezogenen Stellung verriegelt. Die Verriegelungseinrichtung wird in der Regel ebenfalls durch hydraulischen oder pneumatischen Druck betätigt oder motorisch angetrieben. Die betreffenden Elemente, wie zum Beispiel eine Hydraulikpumpe oder ein Elektromotor, werden von einem Steuergerät entsprechend angesteuert.
Die automatischen Feststellbremsen bieten für den Fahrer einen deutlichen Komfort- und Sicherheitsgewinn, da sie durch eine einfache Tasterbetätigung bedient werden können. Nach erfolgreicher Verriegelung wird dem Fahrer der ordnungsgemäße Zustand der Feststellbremse mittels einer Funktionslampe angezeigt. Das Aufleuchten der Funktionslampe bedeutet jedoch nicht, dass die Feststellbremse auch in der Lage ist, das Fahrzeug zu halten. Bei ungünstigen Bedingungen, wie z. B. wenn das Fahrzeug auf einem großen Gefälle parkt oder die Bremsscheiben sehr heiß sind, kann die Klemmkraft der Feststellbremse nicht ausreichen, um das Fahrzeug sicher zu halten. Im schlimmsten Fall besteht dann die Gefahr, dass das Fahrzeug zu rollen beginnt.
Offenbarung der Erfindung
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrisch betätigte Feststellbremse abzusichern, so dass sie auch unter ungünstigen Bedingungen das Fahrzeug im Stillstand hält.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die in Patentanspruch 1 sowie in Patentanspruch 9 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass eine für die
ordnungsgemäße Funktion der Feststellbremse relevante Betriebsgröße überwacht und ermittelt wird, ob die Betriebsgröße einen vorgegebenen
Schwellenwert überschreitet. Unter einer ordnungsgemäßen Funktion der Feststellbremse wird dabei die Fähigkeit der Feststellbremse verstanden, das Fahrzeug im Stillstand zu halten. Eine relevante Betriebsgröße ist eine solche Größe, die die Fähigkeit der Feststellbremse, das Fahrzeug im Stillstand zu halten, beeinträchtigen kann, wie z. B. die Fahrbahnsteigung oder die
Bremsentemperatur. Wenn die überwachte Betriebsgröße einen Schwellenwert überschreitet, wird der Fahrer aufgefordert, eine bestimmte Aktion auszuführen, wobei die Aktion das Einlegen eines Ganges oder das Betätigen der
Betriebsbremse umfasst. Durch das Einlegen des Ganges wird das Fahrzeug zusätzlich abgesichert und ein Wegrollen des Fahrzeugs auch bei größeren Steigungen verhindert; durch das Betätigen der Betriebsbremse wird der Zuspannvorgang der Feststellbremse unterstützt und somit eine höhere
Zuspannkraft an der Feststellbremse erreicht, so dass das Fahrzeug besser gegen unbeabsichtigtes Wegrollen abgesichert ist. Betriebsgrößen, welche die Funktion der Betriebsbremse beeinträchtigen können, sind vor allem die Fahrbahnsteigung, eine Bordnetzspannung oder eine hohe Bremsentemperatur. Gemäß der Erfindung wird daher vorzugsweise wenigstens eine der genannten Größen überwacht. Als Bremsentemperatur wird dabei die Temperatur eines beliebigen Bremsenbauteils, wie z. B. insbesondere des Bremsaktuators, verstanden.
Die Erfindung ist auch bei solchen Feststellbrems-Systemen einsetzbar, die eigenständig eine (z.B. hydraulische) Bremskraft zur Unterstützung der
Feststellbremse bereitstellen können. Bei diesen Systemen, z. B. ESP- Systemen, stellt die Erfindung eine Rückfallebene dar, wenn das System wegen eines Defekts des Pumpenmotors, eines Pumpenelements, oder eines Ventils keine Druckunterstützung bereitstellen kann. In diesem Fall wird das System hinsichtlich eines Defekts überwacht und der Fahrer zu einer Aktion aufgefordert, wenn ein Defekt erkannt wurde.
Der Schwellenwert für die überwachte Betriebsgröße liegt vorzugsweise am Rande eines Wertebereichs, in dem die die Feststellbremse normalerweise ordnungsgemäß funktioniert. Im Falle der Fahrbahnsteigung kann der
Schwellenwert z. B. 10% betragen.
Der Fahrer wird vorzugsweise dazu aufgefordert, den ersten Gang oder den Rückwärtsgang einzulegen, da der jeweilige Gang ein zusätzliches
Bremsmoment zur Unterstützung der Feststellbremse aufweist.
Der Fahrer kann zum Ausführen einer einzigen oder mehrerer Aktionen aufgefordert werden. Bei einer Aufforderung zum Ausführen mehrerer Aktionen können diese gleichzeitig oder sequentiell ausgeführt werden.
Die Aufforderung an den Fahrer kann über eine visuelle Anzeige, wie zum Beispiel ein Display oder eine Kontrolllampe, über ein akustisches Signal, wie zum Beispiel einen Warnton und/oder über ein taktiles oder haptisches Signal, wie zum Beispiel das Vibrieren des Lenkrads, erfolgen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können mehrere Schwellenwerte vorgegeben werden, wobei der Fahrer abhängig vom jeweils überschrittenen Schwellenwert zu unterschiedlichen Aktionen aufgefordert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Fahrer zum
Einlegen eines Ganges oder zum Betätigen der Betriebsbremse aufgefordert, wenn der Wert der Betriebsgröße zwischen einem ersten und einem zweiten Schwellenwert liegt. Für den Fall, dass der Wert der Betriebsgröße den ersten und zweiten Schwellenwert überschreitet, kann der Fahrer zu zwei Aktionen, z. B. zum Einlegen eines Ganges und zum Betätigen der Betriebsbremse, aufgefordert werden.
Bei einer Überwachung der Fahrbahnsteigung kann ein erster Schwellenwert bei etwa 10 % und ein zweiter Schwellenwert bei etwa 20 % Steigung liegen.
Unterhalb von etwa 10 % Steigung funktionieren herkömmliche Feststellbremsen üblicherweise problemlos.
Bei einer Überwachung der Bordnetzspannung können ein erster Schwellenwert zwischen 8 V und 10 V, insbesondere bei etwa 9 V, und ein zweiter
Schwellenwert zwischen etwa 6 V und 8V, insbesondere bei etwa 7 V, liegen.
Zwischen 1 1 V und 14 V funktionieren herkömmliche Feststellbremsen üblicherweise problemlos.
Bei einer Überwachung der Bremsentemperatur können ein erster Schwellenwert zwischen etwa 60 °C und 80 °C, insbesondere bei etwa 70 °C, und ein zweiter
Schwellenwert zwischen etwa 80 °C und 120 °C, insbesondere bei etwa 100 °C liegen. Die Temperaturwerte beziehen sich dabei auf die Temperatur des Aktuators, wie z. B. eines auf dem Bremssattel angeordneten Elektromotors. Die Temperatur der Bremsscheibe liegt üblicherweise deutlich darüber. Der
Wertebereich der Aktuator-Temperatur für eine ordnungsgemäß funktionierende
Feststellbremse liegt in der Regel zwischen -20 °C und 60 °C.
Als Überschreiten eines Schwellenwerts wird im Sinne der Erfindung jedes Hinauslaufen der überwachten Größe aus einem durch den Schwellenwert begrenzten Wertebereich verstanden, also auch das Überschreiten eines
Schwellenwerts in Richtung kleinerer Werte. Die Erfindung umfasst weiterhin ein Steuergerät mit Mitteln zur Durchführung des vorausgehend beschriebenen Verfahrens.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert, wobei Merkmale einzeln und in jeder
Merkmalskombination die Gegenstände der Ansprüche und auch die vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen vorteilhaft weiter bilden. Es zeigen:
Fig. 1 Flussdiagramme für die Absicherung des Verriegelungszustands einer elektrisch betätigten Feststellbremse anhand der Fahrzeugsteigung und
Fig. 2 wesentliche Verfahrensschritte für die Absicherung des
Verriegelungszustands einer elektrisch betätigten Feststellbremse für die Fahrbahnsteigung, Bordnetzspannung und Bremsentemperatur.
Figur 1 zeigt ein Flussdiagramm zur Absicherung einer elektrisch betätigten Feststellbremse unter Berücksichtigung der Fahrbahnsteigung. Mit Hilfe des Verfahrens kann gewährleistet werden, dass die Feststellbremse das Fahrzeug auch bei großen Steigungen von mehr als 10% sicher im Stillstand hält.
In einem ersten Schritt 10 wird die elektrisch betätigte Feststellbremse vom Fahrer zum Beispiel durch Drücken eines Tasters betätigt. Nachfolgend wird in Schritt 1 1 überprüft, ob die Fahrbahnsteigung kleiner ist als ein Schwellenwert S1 , z. B. 10%. Falls dies der Fall ist (Fall J), werden die nachfolgenden Schritte entlang des Pfades 15 ausgeführt, ohne dass der Fahrer aufgefordert wird, eine Aktion durchzuführen. Die elektromechanische Feststellbremse wird zunächst aktiviert (E) und dem Fahrer bei erfolgreicher Verriegelung der Feststellbremse der ordnungsgemäße Zustand angezeigt (L), z. B. mittels einer Funktionslampe. Falls die Abfrage von Schritt 1 1 negativ ist (Fall N) wird die Abfrage von Schritt 12 durchgeführt.
Falls der Wert der Fahrbahnsteigung zwischen dem ersten Schwellenwert S1 und dem zweiten Schwellenwert S2 (S2>S1 ) liegt (Fall J) folgt das Verfahren dem Pfad 16. Dabei wird die Feststellbremse aktiviert (E) und eine Aufforderung an den Fahrer ausgegeben, entweder einen Gang einzulegen oder die
Betriebsbremse zu betätigen (A o B). Anschließend wird überprüft (P), ob die Aktivierung und die jeweilige Fahreraktion stattgefunden haben. Falls eine oder beide Bedingungen nicht erfüllt sind (Fall N), erhält der Fahrer eine
Fehlermeldung beziehungsweise Warnung (W). Für den Fall, dass beide Bedingungen erfüllt sind (Fall J), wird dem Fahrer mittels einer Funktionslampe (Schritt L) der ordnungsgemäße Verriegelungszustand der Feststellbremse signalisiert.
Falls die Abfrage von Schritt 12 negativ ist (Fall N) läuft das Verfahren entlang des Pfades 17. In diesem Fall ist die Fahrbahnsteigung auch größer als der zweite Schwellenwert S2, z. B. 20 %. Die Feststellbremse wird dann wieder aktiviert (E) und es erfolgt eine Aufforderung an den Fahrer, einen Gang einzulegen (A) und außerdem die Betriebsbremse zu betätigen (B). In Schritt P wird überprüft, ob alle vorangegangenen Bedingungen erfüllt sind. Wenn nur eine der genannten Bedingungen nicht erfüllt ist (Fall N), wird dem Fahrer eine Fehlermeldung (W) signalisiert. Falls alle Bedingungen erfüllt sind (Fall J), wird dem Fahrer mittels einer Funktionslampe (L) der ordnungsgemäße
Verriegelungszustand der Feststellbremse signalisiert.
Fig. 2 zeigt drei Flussdiagramme, wobei im ersten Diagramm die Abfragen 1 1 , 12 und 13 von Fig. 1 in verkürzter Form darstellt sind.
Das mittlere Flussdiagramm von Fig. 2 zeigt entsprechende Abfragen in Bezug auf die Bordnetzspannung U anstelle der Fahrbahnsteigung S. In Schritt 21 wird dabei überprüft, ob der Wert der Bordnetzspannung kleiner ist als ein
Schwellenwert U1 ist. Falls nein (Fall N) wird der Pfad 15 (siehe Fig. 1 ) weiterverfolgt. Falls ja (Fall J) wird überprüft (Schritt 22), ob der Wert der Bordnetzspannung zwischen dem Schwellenwert U1 und dem Schwellenwert U2 liegt, mit U2<U1 . Falls ja (Fall J) wird der Pfad 16 weiterverfolgt (siehe Fig. 1 ). Falls nein (Fall N) wird der Pfad 17 (siehe Fig. 1 ) weiterverfolgt.
Analog werden die Schritte 31 , 32 und 33 des dritten Flussdiagramms in Fig. 2 durchgeführt, wobei T1 ein erster Schwellenwert und T2 ein zweiter
Schwellenwert für die Bremsentemperatur T ist, mit T2>T1 .

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zur Absicherung einer elektrisch betätigten Feststellbremse,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
-Überwachen einer für die ordnungsgemäße Funktion der Feststellbremse relevanten Betriebsgröße,
-Ermitteln, ob die Betriebsgröße einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, und -Auffordern des Fahrers in Abhängigkeit vom Wert der Betriebsgröße, eine bestimmte Aktion auszuführen, wobei die Aktion das Einlegen des Gangs oder das Betätigen der Betriebsbremse umfasst.
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schwellenwerte vorgegeben sind und der Fahrer, je nachdem, welcher Schwellenwert überschritten wird, zum Ausführen unterschiedlicher Aktionen aufgefordert wird.
3. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrer, wenn der Wert der Betriebsgröße zwischen einem ersten und einem zweiten Schwellenwert liegt, zum Einlegen des Gangs oder zum Betätigten der Betriebsbremse aufgefordert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrer, wenn der Wert der Betriebsgröße den ersten und zweiten Schwellenwert überschreitet, zum Einlegen des Gangs und zum Betätigten der Betriebsbremse aufgefordert wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsgröße die Fahrbahnsteigung, eine Bordnetzspannung oder eine Bremsentemperatur ist.
6. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überwachung der Fahrbahnsteigung ein erster Schwellenwert bei etwa 10% und ein zweiter Schwellenwert bei etwa 20% Steigung liegt.
7. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass bei Überwachung der Bordnetzspannung ein erster
Schwellenwert zwischen etwa 8 V und 10 V, insbesondere bei etwa 9 V, und ein zweiter Schwellenwert zwischen etwa 6 V und 8 V, insbesondere bei etwa 7 V, liegt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überwachung der Bremsentemperatur ein erster Schwellenwert zwischen etwa 60 °C und 80 °C, insbesondere bei etwa 70 °C, und ein zweiter Schwellenwert zwischen etwa 80 °C und 120 °C, insbesondere bei etwa 100 °C, liegt.
9. Steuergerät, umfassend Mittel zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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