WO2018046188A1 - Technik zum ermitteln der lage eines abstützpunktes einer feststellbremseinheit - Google Patents

Technik zum ermitteln der lage eines abstützpunktes einer feststellbremseinheit Download PDF

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WO2018046188A1
WO2018046188A1 PCT/EP2017/069394 EP2017069394W WO2018046188A1 WO 2018046188 A1 WO2018046188 A1 WO 2018046188A1 EP 2017069394 W EP2017069394 W EP 2017069394W WO 2018046188 A1 WO2018046188 A1 WO 2018046188A1
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parking brake
unit
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brake
vehicle
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PCT/EP2017/069394
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Michael Bast
Benedikt Ohlig
Matthias Fuchs
Erwin Michels
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Lucas Automotive Gmbh
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    • F16D2123/00—Multiple operation forces

Definitions

  • the present disclosure relates generally to the technical field of vehicle brakes, and more particularly to vehicle brakes having a parking brake unit. More particularly, the present disclosure relates to a method of operating a vehicle brake, wherein a parking brake unit may be adapted to vary a braking force on a hydraulically actuatable actuating piston, wherein the support is from reaching a Abstweil artss. By means of the present method, the position of this AbStweiluss can be determined. The present disclosure further relates to a vehicle brake having a control unit for carrying out such a method and a computer program product and a control unit therefor.
  • Vehicle brakes which include both a hydraulically actuated service brake as well as a parking brake unit are known and are already widely used in vehicles.
  • the service brake comprises a displaceable under the action of a hydraulic pressure actuating piston, which is typically supported on taking a actuation position on a friction lining and this presses against a rotor of the vehicle brake, such as a brake disc.
  • the hydraulic pressure can be built driver-controlled, for example, in accordance with a pedal operation. Furthermore, it is known to build up the hydraulic pressure at least partially independently of the driver by means of additional electrohydraulic components or to increase a driver-generated pressure.
  • the parking brake unit can generally be designed to hold the actuating piston even after the hydraulic pressure has been reduced in a braking-force-generating position and preferably to determine it mechanically.
  • Examples of such solutions can be found in DE 101 50 803 B4 and DE 10 2004 004992 Al.
  • a predetermined clearance between the brake disc and the friction lining is to be observed in order to avoid so-called residual grinding moments. At the same time, however, the clearance must not be too high to avoid actuation delays. A discussion of this problem can be found in WO 2011/091985 AI.
  • the vehicle brake includes a service brake having an actuating piston movable to generate a braking force under the action of a hydraulic pressure in an operating position, and the vehicle brake further comprises a parking brake unit configured to move over a first range of motion without to move generating a braking force, and further adapted to move over a second range of motion, in which it is supported on the actuating piston by varying a braking force, wherein the first and second movement range in a support point into each other.
  • the method is carried out in the unpressurized state or at a hydraulic pressure below a predetermined threshold value and comprises the following steps:
  • the service brake and the parking brake unit may be formed at least mechanically in accordance with generally known principles. In particular, as explained below, it may be a mechanical or an electromechanical one Parking brake unit act.
  • the movement of the parking brake unit can also be understood as moving the unit as such or else only moving individual components and / or modules of the parking brake unit, while other components or modules can be designed to be generally stationary.
  • the parking brake unit may include fixedly coupled to a housing of the vehicle brake elements, and relatively movable elements that can move over said movement ranges.
  • the parking brake brake can already be supported on the actuating piston in the first movement range, but without generating braking forces.
  • the parking brake unit together with the parking brake unit can already be supported on the actuating piston in the first movement range, but without generating braking forces.
  • Actuating piston are moved over the first range of motion, in particular by driving the parking brake unit itself to finally reach the second range of motion, in which the actuating piston is supported on a possible friction lining and braking forces are generated.
  • the changing of the braking force can in this case relate to the first-time generation of a braking force (ie an increase starting from 0 N) or the increase or reduction of braking forces already generated by means of the service brake.
  • the movement over the first range of motion can generally take place in the millimeter range, for example 0.5 mm to 30 mm.
  • the movement over the second range of motion can be significantly lower, since in this case essentially only elastic deformations, for example of the friction linings, are generated.
  • the first movement range can therefore relate to the required movement, by means of which (at least in the hydraulic pressure-free state of the service brake) all clearances and clearances within the vehicle brake are bridged and any friction lining is moved by moving the Festellbremsein- unit for the first time in contact with a brake disc.
  • This condition can be referred to as a "support point" (or "setpoint") accordingly.
  • Each further movement of the parking brake starting from the support point into the second movement region, leads correspondingly to pressing the friction lining against the brake disk and thus changing or generating a braking force.
  • the method may further comprise a step of at least partially reducing hydraulic pressure, for example by Draining hydraulic fluid from the vehicle brake. After reaching the desired hydraulic pressure (0 bar or below threshold value), the parking brake unit can then be moved in accordance with step a). In this state, the
  • Actuating piston also be generally arranged in a different position from the actuation position in which it generates little or no braking forces.
  • the predetermined threshold may further correspond to a minimum hydraulic pressure required to move the actuating piston to its actuated position. That is, according to this variant, it can be ensured that the method is carried out in a state in which there are no brake forces generated hydraulically by means of the service brake.
  • the threshold may not be more than half of a maximum adjustable hydraulic pressure, and preferably not more than one quarter of the maximum adjustable hydraulic pressure. This also ensures that the method is carried out with reduced or completely missing hydraulically generated braking forces.
  • step a a common movement of parking brake unit and actuating piston can take place, in which the parking brake unit is supported on the actuating piston and this moves over the first range of motion.
  • the actuating piston reaches a braking force-effective actuating position for the first time and is supported on a possible friction lining of the vehicle brake in a generally known manner, the supporting point of the parking brake unit is also typically reached.
  • Each further displacement of the parking brake unit in the second range of motion thus leads to a change or generation of braking forces.
  • the reverse movement of the first in the second range of motion in which from reaching the Abstützins the actuating piston can be finally moved from its operating position and any braking forces can be significantly reduced or completely reduced.
  • This "release” or “lifting” of the actuating piston can also be monitored on the basis of the course of an operating parameter of the parking brake unit and thus the position of the support point can be determined due to the maintained at least up to the support point interaction of parking brake unit and actuating piston.
  • the method steps can be taken alone or in their entirety executed or at least initiated by a control of the vehicle brake, which can be provided in particular in the form of an electronic control unit. This can in a well-known manner in a central control unit of the Vehicle integrated or connectable to this.
  • the detection of the course of the operating parameter of the parking brake unit can also be done with the aid of suitable detection devices, such as means for monitoring a the parking brake bremsei moving drive.
  • the determination of the position of the Abtens based on the course of the operating parameter can also be done by determining a lower and / or exceeding of predetermined threshold values or determining other characteristic variables of this course.
  • the method may further include depositing the determined position of the support point in a control of the vehicle brake.
  • the determined position of the support point can be taken into account when releasing the parking brake unit or other operations.
  • the control of the vehicle brake may be an electronic control unit as described above. Further, considering the location of the support point upon release of the parking brake unit may include generating control specifications for releasing the parking brake unit based on the location of the support point. For example, the parking brake unit can be moved in accordance with or relative to the determined position of the support point to achieve a release. In other words, the determined position of the support point in the sense of an initial or O reference deposited and the other movements of the parking brake unit can be defined and specified with reference to this reference.
  • the position of the support point is first of all determined in accordance with the above method and taken into account after being stored in the control for a plurality of release processes of the parking brake unit.
  • the determined position of the support point can be stored as a reference or reference value in the controller, to fall back on any number of subsequent dissolution processes.
  • provision may also be made to update the information stored in the control at certain intervals, which information may then be used as a basis for subsequent release operations of the parking brake unit.
  • the release of the parking brake unit is a movement of the parking brake unit from the second actuating drive. at least up to the support point. In other words, it should be ensured that the release takes place at least to the point at which the parking brake unit is no longer subject to any changes in the braking force and, if appropriate, the braking force has been completely reduced.
  • releasing the parking brake unit may include moving the parking brake unit beyond the support point into the first range of motion. Accordingly, the parking brake unit can be deliberately moved to a certain extent in the first range of motion. As a result, changing or generating braking forces by the parking brake unit can be reliably prevented.
  • the movement into the first movement range can be carried out to set a brake release clearance.
  • the clearance relates in particular to the desired gap or distance between a possible friction lining of the vehicle brake and the brake disk.
  • the release of the parking brake unit can accordingly take place in accordance with or taking into account the desired brake clearance.
  • the release and thus movement of the parking brake unit from the second into the first range of motion can be carried out such that sufficient free space is created within the vehicle brake, so that the remaining components for
  • Recovering the desired brake clearance can move back to their original positions.
  • These components may be, for example, the actuating piston to be moved back from its operating position, or any friction linings to be lifted from the brake disc for generating the clearance.
  • the movement into the first movement region for setting a safety distance between the parking brake unit and the actuating piston takes place.
  • This setting is conceivable in particular in cases in which the parking brake unit is supported for generating braking forces on a piston head of the actuating piston.
  • the support can be done for example via an actuator unit explained below, which is at least partially accommodated in the actuating piston.
  • the safety margin may be set to a predetermined minimum value for system safety reasons to ensure a proper service brake function when the parking brake function is not actuated. In other words, it can be ensured that the parking brake unit does not influence or hinder movement of the actuating piston in the context of a service brake application.
  • the safety distance (for example in the form of a predetermined minimum value) should be kept as low as possible in order to ensure fast reactivity, in particular of the parking brake unit. The desired reduction of the safety distance can benefit from the precise position determination of the Abstützengs presented here.
  • the release and thus movement of the parking brake unit can take place in accordance with or taking into account the desired safety distance.
  • the parking brake unit can be moved beyond the desired safety distance beyond the determined support point.
  • the movement into the first movement region takes place over a distance which is defined as a predetermined distance to the support point.
  • the predetermined distance can also be stored in a control of the vehicle brake. When releasing the parking brake unit, it can be pitched onto the determined position of the support point in order to determine the required movement distance of the parking brake unit from the second into the first movement range.
  • the predetermined distance may generally be selected as a function of a desired brake clearance, since the above-described free space for a return movement of the further components can be determined.
  • the location of the support point can generally be defined as the distance of the support point to a reference point.
  • the reference point may relate, for example, to a fixed area and / or a stationary component of the vehicle brake and in particular of the parking brake unit.
  • the parking brake unit relative to the Reference point moved.
  • the reference point can be selected as a coupling region between parking brake unit and the other components of the vehicle brake, wherein the coupling region includes, for example, a housing portion of the vehicle brake.
  • the reference point can be generally chosen as the starting point or rest position of the parking brake unit.
  • the parking brake unit comprises an electromotive drive unit and an actuator unit interacting with the actuating piston, wherein the electromotive drive unit is designed to move the actuator unit over the first and second movement area.
  • the electromotive drive unit can thereby form a generally fixed component of the parking brake safety, while the actuator unit carries out the movements of the parking brake unit according to one of the aspects described above.
  • the interaction of the actuator unit and actuating piston can thereby include a direct concern of the actuator unit on the actuating piston.
  • the actuating piston is designed as a hollow piston and the actuator unit is at least partially received in the hollow piston.
  • the actuator unit can be supported at the latest when reaching the Abstützuss on a bottom wall or the piston head of the hollow piston.
  • the operating parameter of the parking brake unit may include a motor current of the electric motor drive unit and / or a rotational speed of the electric motor drive unit. These parameters can be detected in a known manner via motor signals and / or sensor devices provided for this purpose and a
  • Control of the vehicle brake can be supplied.
  • the speed may also relate to a number of revolutions of the electromotive drive unit per predetermined time unit.
  • the actuator unit may comprise a nut / spindle arrangement and the location of the support point may be defined as a function of at least one of the following parameters:
  • the electric motor drive unit rotatably drive the spindle to a translational movement of the Spindle nut to produce.
  • the spindle nut can be that part of the actuator unit which interacts directly with the actuating piston or even can be brought into contact therewith.
  • the position of the support point can be defined according to directly in the form or as a function of at least one of the aforementioned parameters.
  • the position information of the spindle nut relate to a position along a movement axis of the parking brake unit and / or the actuator unit.
  • the distance of the spindle nut may relate to a distance traveled by the spindle nut until reaching the support point, for example, based on a movement starting point of the spindle nut.
  • the number of revolutions of the nut / spindle arrangement may relate to a number of executed revolutions of the nut / spindle arrangement until reaching the support point, in particular with respect to a movement starting point of the spindle nut.
  • the method may further comprise repeating steps a) to c) after fulfilling at least one of the following criteria:
  • the predetermined time interval can refer to an absolutely elapsed time, that is, regardless of whether the vehicle was actually operated in this time interval or not.
  • the predetermined driving performance of the vehicle may generally include any indication that allows conclusions about the extent of the driving operation and the associated loads of the vehicle.
  • the predetermined operating time of the vehicle may relate to the accumulated time at which the vehicle assumes a running condition, for example, the accumulated time with the ignition switched on and / or the engine running.
  • the predetermined braking power can be determined by estimating the total braking forces generated, for example, by detecting the total reduction in speed of the vehicle by means of braking.
  • the number of braking may generally relate to the absolute number of braking events at which braking forces are achieved.
  • a refinement provides that the method further comprises actuating the parking brake unit for the driver-independent generation of a braking force while overcoming a brake release clearance and releasing the parking brake unit for reducing the braking force. At least one of the steps may be carried out considering a position of the support point.
  • the actuation of the parking brake unit can be carried out without separate activation requirement or brake operation on the part of the driver. Instead, the actuation may be initiated by a control of the vehicle brake. This can be provided, in particular, in the case of autonomous operation of the vehicle, for example in the case of automatic entry and / or exit parking processes or in the context of driver assistance systems, which include driver-independent generation of braking forces. Furthermore, the actuation can take place without a parallel hydraulic pressure build-up.
  • Knowing the position of the Abstweilins can be used to generate braking forces generally moving the parking brake unit in the second range of movement by a predetermined distance from the support point (i.e., the support point forms an O reference). This can be done in the manner explained above by overcoming the brake clearance, which is typically bridged at the latest when reaching the Abstweiluss.
  • the release of the parking brake unit according to one of the previous aspects can be carried out in accordance with and / or relative to the determined position of AbStweilins to restore the desired brake clearance.
  • a vehicle brake comprising a service brake having an actuating piston movable to generate a braking force under application of a hydraulic pressure to an operating position, and a parking brake unit configured to move over a first range of motion without generating a braking force , and further adapted to move over a second range of motion, in which they are located on the Operating piston is supported by changing a braking force, wherein the first and second movement range in a support point merge into each other, and wherein the vehicle brake further comprises a control unit which is adapted to cause the vehicle brake to perform a method with the steps according to one of the preceding aspects.
  • the vehicle brake may include or provide any of the aforementioned components, features, and / or functions to implement the method of any preceding aspect.
  • This relates in particular to a controller, an electromotive drive unit and / or an actuator unit and suitable sensor devices for determining the operating parameters of the parking brake unit.
  • a computer program product comprising program code means for carrying out a method with the steps according to one of the preceding aspects when executing the computer program product on a processor.
  • a control unit comprising a processor and the aforementioned computer program product.
  • FIG. 1 is a schematic view of a vehicle brake for carrying out a method for determining the position of a support point according to a first embodiment
  • Figs. 2-5 are schematic views for explaining the determination of the location of the
  • Figs. 6-7 are schematic views for explaining the release of the parking brake unit taking into consideration the detected position of the support point;
  • Figs. 8-11 are schematic views for explaining a determination of the position of the support point without previously reducing a hydraulic pressure of the service brake.
  • FIG. 1 shows a vehicle brake for carrying out a method according to a first embodiment and designated generally by 10.
  • the vehicle brake 10 is formed in mechanical terms as well-known floating caliper brake, with only selected components of the vehicle brake 10 are shown.
  • the vehicle brake 10 comprises a brake housing 12 in the form of a known caliper and a rotatably coupled to a (not shown) vehicle wheel brake disc 14.
  • the brake disc 14 are on both sides of friction linings 16 opposite to achieve a braking force in contact with the
  • a service brake 11 of the vehicle brake 10 includes a displaceable actuating piston 20 accommodated in a bore 18 in the brake housing 12. This is designed as a hollow piston and defines together with the bore 18 a hydraulic chamber 22.
  • a hydraulic pressure varies in the chamber 22 and the actuating piston are moved in a well known manner along a displacement axis V.
  • a movement along the displacement axis V in Figure 1 to the left corresponds to moving in a Zuspannraum Z.
  • the friction linings 16 can be brought to achieve a braking force thus in abutment with the brake disk 14 and released when the hydraulic pressure from this again to the To ensure service brake function.
  • the vehicle brake 12 further comprises a schematically indicated seal 24.
  • This is received in an outgoing from the bore 18 groove 26 and abuts against an outer wall of the actuating piston 20.
  • the seal 24 provides in a well-known manner a so-called "rollback" function, which acts to assist the actuation piston 20 to return to its initial position when the hydraulic pressure is released.
  • a parking brake unit 30, which can also move along the displacement axis V, is accommodated in the hydraulic chamber 22 for the parking brake function.
  • the parking brake unit 30 is mechanically formed again according to known solutions and comprises an actuator unit 32 which is designed as a nut / spindle arrangement.
  • the actuator unit 32 comprises a spindle nut 34, which is translationally movable along the displacement axis V by rotation of a spindle 36.
  • the spindle nut 34 can also be brought into abutment with a piston head 28, which is designed as an inner end wall region of the actuating piston 20 which is opposite the spindle nut 34 and delimits the hydraulic chamber 22.
  • the actuator unit 32 is further connected via a coupling region 38 to the brake housing 12, wherein at the coupling region 38, a not separately shown electromotive drive or gear unit from the outside to the
  • Brake housing 12 is flanged.
  • the electromotive drive unit drives the spindle 36 in rotation to achieve the desired displacement movement of the spindle nut 34 along the axis V.
  • the gaps S between the friction linings 16 and the brake disk 14 are generally referred to as “clearance” or “brake air gap”, which is why these gaps S are additionally denoted by the reference symbol L.
  • the clearance L should assume a predetermined minimum value in order to reduce residual grinding torques in the engine In the sense of an unwanted concern of the friction linings 16 on the brake disc 14 at an unoperated vehicle brake 10 to avoid.
  • a safety distance In the gap S between the spindle nut 34 and the piston head 28 of the actuating piston 20 is a safety distance, which is why this column S is additionally provided with the reference numeral X.
  • the safety distance X assumes a predetermined minimum value for reasons of system safety in order to ensure a proper service brake function when the parking brake function is not actuated.
  • a hydraulic pressure is built up in the hydraulic chamber 22, and the actuating piston 20 is moved along the application direction Z to a braking-force generating operating position. He gets into contact with the right friction lining 16, brings this into contact with the brake disc 14 and spans the vehicle brake 10 in a known manner to floating caliper type. In this case, all the gap dimensions S, including the clearance L, are bridged, with the exception of the safety distance X between the spindle nut 34 and the piston crown 28. To reduce the braking force, the actuating piston 20 moves as a result of a reduction in the hydraulic pressure and under "rollback".
  • the parking brake unit 30 can generally be activated in the presence or absence of a hydraulic pressure to move the actuating piston 20 into its actuation position and / or mechanically detect it
  • the spindle nut 34 is moved in the above-described manner along the axis V and supports itself (at least when moving in the application direction Z) on the piston head 28.
  • activation of the parking brake unit 30 occurs without prior generation of hydraulic pressure, that is, the vehicle brake 10 is generally kept free of hydraulic pressure.
  • the individual method steps are explained below with reference to FIGS. 2-6.
  • the vehicle brake 10 is shown schematically simplified from Figure 1. It recognizes again the brake housing 12, which is shown as a block-shaped fixed bearing. Furthermore, one recognizes the also block-shaped friction linings 16 and the brake disc 14. Finally, the actuating piston 20 is shown, the beauty of the actuator unit 32 of the parking brake 30 receives.
  • the actuator unit 32 again comprises the spindle nut 34 and spindle 36, the latter in a coupling Lung area 38 is coupled to the brake housing 12. Analogous to Figure 1, an electric motor drive unit of the parking brake unit 30 is not shown separately.
  • the vehicle brake 10 is again in the generally inactive state of FIG. 1, so that the above-described gap dimensions S including the clearance L between the brake disk 14 and friction linings 16 and the safety distance X between the spindle nut 34 and the piston crown 28 of FIG Adjust actuating piston 20. Accordingly, the actuator unit 32 is in a non-braking active starting position. In this state, the spindle nut 34 is spaced a distance A from the coupling portion 38 on the brake housing 12.
  • FIGS. 3 and 4 the activation of the parking brake unit 30 and movement along first and second movement areas W1, W2 for determining the position of the point of departure AS are shown.
  • the course of the Spindelmutterweges W over the time t is entered, which are indicated by dashed lines individual movement and Spaltjan-bridging points along the Spindelmutterweges W.
  • the output relationship 0 position of the spindle nut 34 is slightly offset from the time axis t.
  • FIG. 3 again shows the initial state when the vehicle brake 10 is unactuated according to FIGS. 1 and 2. Consequently, one recognizes again the relevant gap dimensions S including the clearance L between the friction linings 16 and the brake disk 14 and the safety distance X between the spindle nut 34 and the piston head 28 of the actuating piston 20.
  • the parking brake unit 30 is in its first range of motion, in it does not generate any braking forces, and the spindle nut 34 of the actuator unit 32 occupies the above-described distance A to the brake housing 12 a. Starting from this position, a displacement of the spindle nut 34 takes place along the axis V in the position shown in Figure 4, in which all gap dimensions S are bridged for the first time.
  • the movement of the parking brake unit 30 or its spindle nut 34 does not generate any braking forces.
  • the Spindelmutterweg Wl corresponds to a first range of movement of the parking brake unit 30 in which no braking forces are generated. From the assumption of the state from FIG. 4, any further movement into the application direction Z running to the left in FIG. 4, however, leads to a generation and thus to a change in braking forces, as shown below in FIG.
  • This further movement of the spindle nut 34 thus takes place via a second movement range W2 of the parking brake unit 30 in which it actively generates braking forces.
  • the state shown in FIG. 4 is thus the transitional state from the first to the second movement range of the parking brake 30, ie the reaching of the support point AS.
  • FIG. 5 shows a state in which the spindle nut 34 has been moved further into the second movement range W2 of the parking brake unit 30, and consequently the friction linings 16, generating corresponding braking forces on the
  • the spindle nut 34 is arranged relative to the brake housing 12 in a relation to the previous figures enlarged distance A3.
  • the increase in the spindle nut travel W in the second movement region W2 takes place with a smaller pitch.
  • Reason are the increasing resistance of the components of the vehicle brake 10, mainly due to the elasticity or rigidity the friction linings 16 and the brake housing 12, against the clamping movement of the spindle nut 34th
  • the position of the support point AS as Spindelmutterweg W or Wl is deposited in a control of the vehicle brake 10, not shown. It is also conceivable to select the brake housing 12 or the coupling region 38 as a reference point and to deposit the position of the support point AS as the corresponding distance A2 of the spindle nut 34 to the brake housing 12 (see FIG. 4). Likewise, the original distance A can be selected as the reference point when taking the starting positions of FIGS. 1 to 3, and the position of the support point AS can be defined as the relative distance DA between the original distance A and the distance A2 from FIG.
  • the control of the vehicle brake 10 is adapted to generate future control specifications for moving the parking brake unit 30, taking into account the position of the support point AS.
  • a control specification can be output in order to cause the electromotive drive unit of the parking brake unit 30 to move the spindle nut 34 via a spindle nut path W 1 so that it reaches the support point AS.
  • an additional Spindelmutterweg W can be specified to to move the spindle nut 34 in the second movement range W2 by a predetermined amount and thereby achieve desired braking forces.
  • the total distance of the Spindelmutterweg W is chosen taking into account the position of AbStützus AS, so desired
  • Braking forces can be set very precisely.
  • the spindle nut 34 is further moved by this distance Y in the first movement range Wl, so that it takes a desired distance A spindle nut 34 relative to the brake housing 12 as well as the brake disc 14. This ensures that, as shown in FIG. 7, the original gap dimensions S are set again, and in particular a desired brake clearance L between the friction linings 16 and the brake disk 14 and a desired safety distance X between the spindle nut 34 and the piston crown 28.
  • the method according to the present embodiment thus enables the position of the support point AS to be flexibly determined and, in particular, to be taken into account when the parking brake 30 is released in order to obtain precise control specifications for setting a desired brake clearance L and a desired brake release clearance L. wanted to create safety distance X.
  • Control is deposited. For example, due to tolerances or assembly errors, the position of the support point AS deviate from a constructively intended actually position. Controlling the movement of the parking brake unit 30 solely on the basis of a previously stored "ideal" position of the support point AS and / or fixed distance values A of the spindle nut 34 to the brake housing 12 can in particular mean that when releasing the parking brake unit 30 is no sufficient brake clearance L and no sufficient safety distance X is set.
  • the method according to the present embodiment also provides for the determination of the position of the support point AS to be repeated at regular intervals (for example after a predetermined distance covered and / or after a predetermined number or duration of braking operations), in particular to allow wear of the friction linings 16 to wear. This also leads to a reliable setting of the brake clearance L and the safety distance X when releasing the parking brake unit 30, since the position of the support point AS is updated, so to speak regularly.
  • FIG. 8 shows a vehicle brake 10 similar to that shown in FIG. However, in this case, the actuating piston 20 is already moved by setting a hydraulic pressure in the hydraulic chamber 22 in an operating position, so that all gaps S, with the exception of the gap S, XH between the spindle nut 34 and the piston head 28 are already bridged.
  • a comparison with Figure 3 shows that due to the hydraulic bias of the gap S, XH is greater than the gap S, X in the unpressurized variant.
  • the spindle nut 34 is subsequently moved via a spindle nut path W3 until it comes into contact with the piston head 28.
  • it initially generates no braking forces, so that the spindle nut path W3 is synonymous with a first movement range of the parking brake unit 30.
  • Each further movement of the spindle nut 34 in the application direction Z correspondingly leads to an additional buildup of braking forces, which in turn is reflected in a significant increase in the motor current.
  • a further movement in the application direction Z leads to a movement of the spindle nut 34 into a second movement region W4 of the parking brake unit 30. Consequently, the position of the spindle nut 34 in FIG.
  • FIG. 10 shows the additional braking force build-up executed from FIG. 9 by displacing the parking brake unit 30 into the second movement range W4. After holding this braking force, the release of the parking brake unit 30 is caused according to FIG. 11 at the time t 1.
  • the spindle nut 34 is moved analogously to the unpressurized method first up to the determined position of the support point ASH and then by a predetermined distance Y, starting from the support point ASH against the clamping direction Z.
  • the determined position of the support point ASH due to the hydraulic pressure would result in the desired braking forces not being achieved with the control inputs for applying the parking brake unit 30.
  • the position of the support point ASH determined on the basis of the motor current would thus vary, which is especially critical because the hydraulic pressure itself is critical in a stationary state of the vehicle, depending on the loading condition and / or inclination of the roadway can vary widely, for example, when the driver tries to keep the vehicle stationary on a mountain.
  • a determination of the location of the support points s ASH in such a comparatively heavily printed state of the vehicle brake 10 the aforementioned inaccuracies occur in a correspondingly increased extent and do not allow total precise control of the parking brake unit 30, in particular when setting the brake clearance L and the safety distance X.
  • determined position of the support point ASH not only falsified by the initial hydraulic pressure, but also a function of the actual existing hydraulic pressure.
  • a flexible determination of the position of the support point AS enables a precise actuation of a parking brake unit 30 and that considerable accuracy improvements can be achieved when determining this position if the service brake 11 is subject to increased hydraulic pressure (as required, for example) to keep the vehicle at rest) is kept free.
  • the gap S, X or the safety distance X can be reduced to a value close to zero, which in the driver-independent generation of braking forces by the parking brake unit, for example in automatic on and / or Ausparkvorêtn or in the context of driver assistance systems, the time - and response to the
  • Braking force can be significantly improved.

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Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugbremse (10), wobei die Fahrzeugbremse (10) eine Betriebsbremse (11) mit einem Betätigungskolben (20) umfasst, der zum Erzeugen einer Bremskraft unter Einwirkung eines Hydraulikdrucks in eine Betätigungsposition bewegbar ist, und wobei die Fahrzeugbremse (10) ferner eine Feststellbremseinheit (30) umfasst, die dazu ausgebildet ist, sich über einen ersten Bewegungsbereich (W1) ohne ein Erzeugen einer Bremskraft zu bewegen, und die ferner dazu ausgebildet ist, sich über einen zweiten Bewegungsbereich (W2) zu bewegen, in dem sie sich an dem Betätigungskolben (20) unter Verändern einer Bremskraft abstützt, wobei der erste und zweite Bewegungsbereich (W1, W2) in einem Abstützpunkt (AS) ineinander übergehen, wobei das Verfahren im drucklosen Zustand oder bei einem Hydraulikdruck unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes durchgeführt wird und die folgenden Schritte umfasst: Bewegen der Feststellbremseinheit (30) von dem ersten in den zweiten Bewegungsbereich (Wl, W2) oder umgekehrt; Erfassen eines Verlaufs eines Betriebsparameters der Feststellbremseinheit (30) während des Schritts a); Ermitteln einer Lage des Abstützpunktes (AS) anhand des Verlaufs des Betriebsparameters. Ferner betrifft die vorliegende Offenbarung eine Fahrzeugbremse sowie ein Computerprogramm und eine Steuereinheit zum Ausführen des Verfahrens.

Description

Technik zum Ermitteln der Lage eines AbStützpunktes einer Feststellbremseinheit
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein das technische Gebiet von Fahrzeugbremsen und insbesondere Fahrzeugbremsen mit einer Feststellbremseinheit. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugbremse, bei der eine Feststellbremseinheit sich zum Verändern einer Bremskraft an einem hydraulisch betätigbaren Betätigungskolben abstützen kann, wobei das Abstützen ab Erreichen eines AbStützpunktes erfolgt. Mittels dem vorliegenden Verfahren kann die Lage dieses AbStützpunktes ermittelt werden. Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner eine Fahrzeugbremse mit einer Steuereinheit zum Ausführen eines derartigen Verfahrens sowie ein Computerprogrammprodukt und eine Steuereinheit hierfür.
Stand der Technik
Fahrzeugbremsen, die sowohl eine hydraulisch betätigbare Betriebsbremse wie auch eine Feststellbremseinheit umfassen, sind bekannt und werden bereits vielfach in Fahrzeugen eingesetzt. Die Betriebsbremse umfasst einen unter Einwirken eines Hydraulikdrucks verlagerbaren Betätigungskolben, der sich bei Einnahme einer Betätigungsposition typischerweise an einem Reibbelag abstützt und diesen gegen einen Rotor der Fahrzeugbremse presst, wie zum Beispiel eine Bremsscheibe. Der Hydraulikdruck kann fahrergesteuert aufgebaut werden, beispielsweise nach Maßgabe einer Pedalbetätigung. Ferner ist es bekannt, den Hydraulikdruck zumindest teilweise mittels zusätzlicher elektrohydraulischer Komponenten fahrerunabhängig aufzubauen oder einen fahrergesteuert erzeugten Druck zu verstärken.
Ebenso ist es bekannt, zusätzlich zu der Betriebsbremse Feststellbremseinheiten vorzusehen, die dauerhafte Bremskräfte bereitstellen sollen, insbesondere wenn das Fahrzeug zumindest vorübergehend einen stationären Zustand einnimmt (Parkzustand, Berganfahren etc.). Hierzu kann die Feststellbremseinheit allgemein dazu ausgebildet sein, den Betätigungskolben auch nach Abbau des Hydraulikdrucks in einer bremskrafterzeugenden Position zu halten und vorzugsweise mechanisch festzustellen. Beispiele für derartige Lösungen finden sich in der DE 101 50 803 B4 und der DE 10 2004 004992 AI. Schließlich ist es bekannt, dass bei derartigen Fahrzeugbremsen im unbetätigten Zustand ein vorgegebenes Lüftspiel zwischen der Bremsscheibe und dem Reibbelag einzuhalten ist, um sogenannte Restschleifmomente zu vermeiden. Gleichzeitig darf das Lüftspiel aber nicht beliebig hoch ausfallen, um Betätigungsverzögerungen zu vermeiden. Eine Diskussion dieses Problems findet sich in der WO 2011/091985 AI.
Zum Bewegen der Feststellbremseinheit sind präzise Steuervorgaben erforderlich, um das gewünschte Ausmaß an Bremskräften bei einem Aktivieren wie auch ein gewünschtes Lüftspiel nach einem Lösen der Feststellbremseinheit zu erzielen. Es hat sich gezeigt, dass dies mit den bekannten Lösungen nicht immer möglich ist.
Kurzer Abriss
Es ist ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugbremse anzugeben sowie eine Fahrzeugbremse, die ein präzises Ansteuern einer Feststellbremseinheit ermöglichen.
Gemäß dem Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugbremse umfasst die Fahrzeugbremse eine Betriebsbremse mit einem Betätigungskolben, der zum Erzeugen einer Bremskraft unter Einwirkung eines Hydraulikdrucks in eine Betätigungsposition bewegbar ist, und die Fahrzeugbremse umfasst ferner eine Feststellbremseinheit, die dazu ausgebildet ist, sich über einen ersten Bewegungsbereich ohne ein Erzeugen einer Bremskraft zu bewegen, und die ferner dazu ausgebildet ist, sich über einen zweiten Bewegungsbereich zu bewegen, in dem sie sich an dem Betätigungskolben unter Verändern einer Bremskraft abstützt, wobei der erste und zweite Bewegungsbereich in einem Abstützpunkt ineinander übergehen. Das Verfahren wird dabei im drucklosen Zustand oder bei einem Hydraulikdruck unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes durchgeführt und umfasst die folgenden Schritte:
a) Bewegen der Feststellbremseinheit von dem ersten in den zweiten Bewegungsbereich oder umgekehrt;
b) Erfassen eines Verlaufs eines Betriebsparameters der Feststellbremseinheit während des Schritts a);
c) Ermitteln einer Lage des Abstützpunktes anhand des Verlaufs des Betriebsparameters.
Die Betriebsbremse und die Feststellbremseinheit können zumindest in mechanischer Hinsicht nach allgemein bekannten Prinzipien ausgebildet sein. Insbesondere kann es sich, wie nachstehend erläutert, um eine mechanische oder eine elektromechanische Feststellbremseinheit handeln. Unter dem Bewegen der Feststellbremseinheit kann ferner ein Bewegen der Einheit als solches oder aber nur das Bewegen einzelner Komponenten und/oder Module der Feststellbremseinheit verstanden werden, während andere Komponenten oder Module allgemein feststehend ausgebildet sein können. Beispielsweise kann die Feststellbremseinheit fest mit einem Gehäuse der Fahrzeugbremse gekoppelte Elemente umfassen, sowie relativ dazu bewegliche Elemente, die sich über die genannten Bewegungsbereiche bewegen können.
Die Feststell bremsei nheit kann sich ferner auch bereits in dem ersten Bewegungsbereich an dem Betätigungskolben abstützen, ohne jedoch hierbei Bremskräfte zu erzeugen. Beispielsweise kann die Feststellbremseinheit gemeinsam mit dem
Betätigungskolben über den ersten Bewegungsbereich bewegt werden, insbesondere durch Ansteuern der Feststellbremseinheit selbst, um schließlich in den zweiten Bewegungsbereich zu gelangen, in dem der Betätigungskolben sich an einem etwaigen Reibbelag abstützt und Bremskräfte erzeugt werden. Das Verändern der Bremskraft kann dabei das erstmalige Erzeugen einer Bremskraft betreffen (also eine Erhöhung ausgehend von 0 N) oder das Erhöhen oder Reduzieren von bereits mittels der Betriebsbremse erzeugten Bremskräften.
Die Bewegung über den ersten Bewegungsbereich kann allgemein im Millimeterbereich stattfinden, beispielsweise 0,5 mm bis 30 mm. Die Bewegung über den zweiten Bewegungsbereich kann hingegen deutlich geringer ausfallen, da hierbei im Wesentlichen nur elastische Verformungen zum Beispiel der Reibbeläge erzeugt werden. Bildlich gesprochen kann der erste Bewegungsbereich demnach die erforderliche Bewegung betreffen, mittels derer (zumindest im hydraulikdrucklosen Zustand der Betriebsbremse) sämtliche Lüftspiele und Spaltmaße innerhalb der Fahrzeugbremse überbrückt werden und ein etwaiger Reibbelag durch Bewegen der Festellbremsein- heit erstmals in Anlage mit einer Bremsscheibe gebracht wird. Dieser Zustand kann entsprechend als„Abstützpunkt" (oder auch„Setpoint") bezeichnet werden. Jede weitere Bewegung der Feststellbremse ausgehend von dem Abstützpunkt in den zweiten Bewegungsbereich hinein führt entsprechend zu einem Anpressen des Reibbelags an die Bremsscheibe und somit dem Verändern beziehungsweise Erzeugen einer Bremskraft.
Zum Erzielen des drucklosen Zustandes oder eines Hydraulikdruckes unterhalb des vorbestimmten Schwellenwertes kann das Verfahren ferner einen Schritt des zumindest teilweisen Reduzierens von Hydraulikdruck umfassen, beispielsweise durch Ablassen von Hydraulikfluid aus der Fahrzeugbremse. Nach Erreichen des gewünschten Hydraulikdrucks (0 bar oder unterhalb Schwellenwert) kann dann die Feststellbremseinheit gemäß Schritt a) bewegt werden. In diesem Zustand kann der
Betätigungskolben ferner allgemein in einer von der Betätigungsposition verschiedenen Position angeordnet sein, in der er keine oder nur geringe Bremskräfte erzeugt. Der vorbestimmte Schwellenwert kann ferner einem Mindesthydraulikdruck entsprechen, der zum Bewegen des Betätigungskolbens in seine Betätigungsposition erforderlich ist. Dass heißt, gemäß dieser Variante kann sichergestellt werden, dass das Verfahren in einem Zustand durchgeführt wird, in dem keine mittels der Betriebsbremse hydraulisch erzeugten Bremskräften vorliegen. Ebenso kann der Schwellenwert nicht mehr als die Hälfte eines maximal einstellbaren Hydraulikdrucks betragen und vorzugsweise nicht mehr als ein Viertel des maximal einstellbaren Hydraulikdrucks. Auch dies gewährleistet ein Durchführen des Verfahrens bei reduzierten oder gänzlich ausbleibenden hydraulisch erzeugten Bremskräften.
Wie vorstehend erläutert, kann in Schritt a) auch eine gemeinsame Bewegung von Feststellbremseinheit und Betätigungskolben erfolgen, bei der sich die Feststellbremseinheit an dem Betätigungskolben abstützt und diesen über den ersten Bewegungsbereich verschiebt. Sobald der Betätigungskolben hierbei erstmals eine bremskraftwirksame Betätigungsposition erreicht und sich in allgemein bekannter Weise an einem etwaigen Reibbelag der Fahrzeugbremse abstützt, ist typischerweise auch der Abstützpunkt der Feststellbremseinheit erreicht. Jede weitere Verlagerung der Feststellbremseinheit in den zweiten Bewegungsbereich hinein führt folglich zu einem Verändern beziehungsweise Erzeugen von Bremskräften. Gleiches gilt für die umgekehrte Bewegung von dem ersten in den zweiten Bewegungsbereich, bei dem ab Erreichen des AbStützpunktes der Betätigungskolben endgültig aus seiner Betätigungsposition bewegt werden kann und etwaige Bremskräfte erheblich reduziert oder gänzlich abgebaut werden können. Dieses„Lösen" beziehungsweise„Abheben" des Betätigungskolbens kann aufgrund der zumindest bis zu dem Abstützpunkt aufrechterhaltenen Wechselwirkung von Feststellbremseinheit und Betätigungskolben ebenfalls anhand des Verlaufes eines Betriebsparameters der Feststellbremseinheit überwacht und somit die Lage des Abstützpunktes ermittelt werden.
Die Verfahrensschritte können für sich genommen oder in ihrer Gesamtheit von einer Steuerung der Fahrzeugbremse ausgeführt oder zumindest veranlasst werden, die insbesondere in Form einer elektronischen Steuereinheit bereitgestellt sein kann. Diese kann in allgemein bekannter Weise auch in eine zentrale Steuereinheit des Fahrzeugs integriert oder an diese anschließbar sein. Das Erfassen des Verlaufs des Betriebsparameters der Feststellbremseinheit kann ferner unter Zuhilfenahme geeigneter Erfassungseinrichtungen erfolgen, wie beispielsweise Einrichtungen zum Überwachen eines die Feststell bremsei nheit bewegenden Antriebes. Das Ermitteln der Lage des Abstütztpunktes anhand des Verlaufes des Betriebsparameters kann ferner unter Ermitteln eines Unter- und/oder Überschreitens von vorbestimmten Schwellenwerten oder dem Ermitteln anderer charakteristischer Größen dieses Verlaufes erfolgen.
Das Verfahren kann ferner ein Hinterlegen der ermittelten Lage des Abstützpunktes in einer Steuerung der Fahrzeugbremse umfassen. Die ermittelte Lage des Abstützpunktes kann bei einem Lösen der Feststellbremseinheit oder anderen Vorgängen berücksichtigt werden.
Bei der Steuerung der Fahrzeugbremse kann es sich um eine elektronische Steuereinheit gemäß den vorstehenden Ausführungen handeln. Ferner kann das Berücksichtigen der Lage des Abstützpunktes bei einem Lösen der Feststellbremseinheit ein Erzeugen von Steuervorgaben zum Lösen der Feststellbremseinheit anhand der Lage des Abstützpunktes einschließen. Beispielsweise kann die Feststellbremseinheit nach Maßgabe beziehungsweise relativ zu der ermittelten Lage des Abstützpunktes bewegt werden, um ein Lösen zu erzielen. Mit anderen Worte kann die ermittelte Lage des Abstützpunktes im Sinne einer Ausgangs- oder O-Referenz hinterlegt und die weiteren Bewegungen der Feststellbremseinheit können mit Bezug auf diese Referenz definiert und vorgegeben werden.
Hierbei kann ferner vorgesehen sein, dass die Lage des Abstützpunktes gemäß dem vorstehenden Verfahren zunächst einmal ermittelt und nach dem Hinterlegen in der Steuerung für mehrere Lösevorgänge der Feststellbremseinheit berücksichtigt wird. Mit anderen Worten kann die ermittelte Lage des Abstützpunktes als Referenz- oder Bezugswert in der Steuerung hinterlegt werden, um bei beliebig vielen nachfolgenden Lösevorgängen darauf zurückzugreifen. Wie nachstehend erläutert, kann ebenso vorgesehen sein, die in der Steuerung hinterlegte Angabe in gewissen Abständen zu aktualisieren, wobei diese Angabe dann bei darauffolgenden Lösevorgängen der Feststellbremseinheit zu Grunde gelegt werden kann.
In diesem Zusammenhang sieht eine Weiterbildung vor, dass das Lösen der Feststellbremseinheit ein Bewegen der Feststellbremseinheit aus dem zweiten Betäti- gungsbereich mindestens bis zu dem Abstützpunkt einschließt. Mit anderen Worten soll sichergestellt werden, dass das Lösen zumindest bis zu dem Punkt erfolgt, bei von der Feststellbremseinheit keine Veränderungen der Bremskraft mehr ausgehen und gegebenenfalls die Bremskraft vollständig abgebaut ist.
Ebenso kann das Lösen der Feststellbremseinheit ein Bewegen der Feststell brems- einheit über den Abstützpunkt hinaus in den ersten Bewegungsbereich einschließen. Demnach kann die Feststellbremseinheit bewusst um ein gewisses Maß in den ersten Bewegungsbereich hinein bewegt werden. Hierdurch kann ein Verändern beziehungsweise Erzeugen von Bremskräften durch die Feststellbremseinheit zuverlässig verhindert werden.
Insbesondere kann das Bewegen in den ersten Bewegungsbereich zur Einstellung eines Bremsenlüftspiels erfolgen. Wie vorstehend erwähnt, betrifft das Lüftspiel insbesondere den gewünschten Spalt beziehungsweise Abstand zwischen einem etwaigen Reibbelag der Fahrzeugbremse und der Bremsscheibe. Spätestens ab Erreichen des Abstützpunktes bei einer Zuspannbewegung der Feststellbremseinheit von dem ersten in den zweiten Bewegungsbereich ist das Bremsenlüftspiel vollständig überbrückt und in diesem Zustand daher auf null reduziert. Das Lösen der Feststell brem- seinheit kann demnach nach Maßgabe beziehungsweise unter Berücksichtigung des gewünschten Bremsenlüftspiels erfolgen. Mit anderen Worten kann das Lösen und somit Bewegen der Feststellbremseinheit aus dem zweiten in den ersten Bewegungsbereich derart erfolgen, dass ein ausreichender Freiraum innerhalb der Fahrzeugbremse erzeugt wird, so dass sich die verbleibenden Komponenten zur
Einnahme des gewünschten Bremsenlüftspiels in ihre Ausgangspositionen zurückbewegen können. Bei diesen Komponenten kann es sich zum Beispiel um den Betätigungskolben handeln, der aus seiner Betätigungsposition zurückbewegt werden soll, oder etwaige Reibbeläge, die von der Bremsscheibe zum Erzeugen des Lüftspiels abgehoben werden sollen.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass das Bewegen in den ersten Bewegungsbereich zur Einstellung eines Sicherheitsabstandes zwischen der Feststellbremseinheit und dem Betätigungskolben erfolgt. Diese Einstellung ist insbesondere in Fällen denkbar, bei denen sich die Feststellbremseinheit zum Erzeugen von Bremskräften an einem Kolbenboden des Betätigungskolbens abstützt. Das Abstützen kann beispielweise über eine nachstehend erläuterte Aktoreinheit erfolgen, die zumindest teilweise in dem Betätigungskolben aufgenommen ist. Der Sicherheitsabstand kann aus Gründen der Systemsicherheit einen vorbestimmten Mindestwert einnehmen, um bei einem Nicht-Betätigen der Feststellbrems-Funktion eine ordnungsgemäße Betriebsbrems-Funktion zu gewährleisten. Mit anderen Worten kann sichergestellt werden, dass die Feststellbremseinheit eine Bewegung des Betätigungskolbens im Rahmen einer Betriebsbremsbetätigung nicht beeinflusst oder behindert. Ebenso können bei Einnahme eines unzureichenden Sicherheitsabstandes unerwünschte Restschleif momente erzeugt werden, da der Betätigungskolben sich nicht in einem ausreichenden Maße in eine Ausgangsposition zurückbewegen kann, um etwaige Reibbeläge vollständig von der Fahrzeugbremse abzuheben. Andererseits soll der Sicherheitsabstand (z. B. in Form eines vorbestimmten Mindestwerts) so gering wie möglich gehalten werden, um eine schnelle Reaktionsfähigkeit insbesondere der Feststellbremseinheit zu gewährleisten. Die gewünschte Reduzierung des Sicherheitsabstands kann von der hier vorgestellten präzisen Lageermittlung des AbStützpunktes profitieren.
Folglich kann das Lösen und somit Bewegen der Feststellbremseinheit nach Maßgabe beziehungsweise unter Berücksichtigung des gewünschten Sicherheitsabstandes erfolgen. Insbesondere kann die Feststellbremseinheit hierbei um den gewünschten Sicherheitsabstand über den ermittelten Abstützpunkt hinaus bewegt werden.
In diesem Zusammenhang kann ferner vorgesehen sein, dass das Bewegen in den ersten Bewegungsbereich über eine Strecke erfolgt, die als vorbestimmter Abstand zu dem Abstützpunkt definiert ist. Der vorbestimmte Abstand kann ebenfalls in einer Steuerung der Fahrzeugbremse hinterlegt werden. Beim Lösen der Feststellbremseinheit kann dieser auf die ermittelte Lage des Abstützpunktes aufgeschlagen werden, um die erforderliche Bewegungsstrecke der Feststellbremseinheit aus dem zweiten in den ersten Bewegungsbereich zu ermitteln. Der vorbestimmte Abstand kann allgemein in Abhängigkeit eines gewünschten Bremsenlüftspiels gewählt sein, da hierüber der vorstehend geschilderte Freiraum für ein Rückbewegen der weiteren Komponenten festgelegt werden kann.
Die Lage des Abstützpunktes kann allgemein als Abstand des Abstützpunktes zu einem Bezugspunkt definiert sein. Der Bezugspunkt kann beispielsweise einen feststehenden Bereich und/oder eine feststehende Komponente der Fahrzeugbremse und insbesondere der Feststellbremseinheit betreffen. Ferner kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass sich die Feststellbremseinheit relativ zu dem Bezugspunkt bewegt. Hierzu kann der Bezugspunkt als Kopplungsbereich zwischen Feststellbremseinheit und den weiteren Komponenten der Fahrzeugbremse gewählt sein, wobei der Kopplungsbereich beispielsweise einen Gehäusebereich der Fahrzeugbremse einschließt. Ebenso kann der Bezugspunkt allgemein als Ausgangspunkt oder Ruheposition der Feststellbremseinheit gewählt werden.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Feststellbremseinheit eine elektromotorische Antriebseinheit und eine mit dem Betätigungskolben wechselwirkende Aktoreinheit umfasst, wobei die elektromotorische Antriebseinheit dazu ausgebildet ist, die Aktoreinheit über den ersten und zweiten Bewegungsbereich zu bewegen. Wie erläutert, kann die elektromotorische Antriebseinheit dabei eine allgemein feststehende Komponente der Feststell bremsei nheit bilden, während die Aktoreinheit die Bewegungen der Feststellbremseinheit nach einem der vorstehend geschilderten Aspekte ausführt. Das Wechselwirken von Aktoreinheit und Betätigungskolben kann dabei ein unmittelbares Anliegen der Aktoreinheit am Betätigungskolben einschließen. Gemäß einer Variante ist der Betätigungskolben als Hohlkolben ausgebildet und die Aktoreinheit ist zumindest teilweise in dem Hohlkolben aufgenommen. Ferner kann sich die Aktoreinheit spätestens bei Erreichen des Abstützpunktes an einer Bodenwand beziehungsweise dem Kolbenboden des Hohlkolbens abstützen.
Der Betriebsparameter der Feststellbremseinheit kann einen Motorstrom der elektromotorischen Antriebseinheit und/oder eine Drehzahl der elektromotorischen Antriebseinheit umfassen. Diese Parameter können in bekannter Weise über Motorsignale und/oder hierfür vorgesehene Sensoreinrichtungen erfasst und einer
Steuerung der Fahrzeugbremse zugeführt werden. Die Drehzahl kann ferner eine Anzahl von Umdrehungen der elektromotorischen Antriebseinheitpro vorgegebener Zeiteinheit betreffen.
Ferner kann die Aktoreinheit eine Mutter/Spindel-Anordnung umfassen und die Lage des Abstützpunktes kann als Funktion von wenigstens einem der folgenden Parameter definiert sein:
- eine Positionsinformation der Spindelmutter;
- eine Wegstrecke der Spindelmutter;
- eine Umdrehungszahl der Mutter/Spindel-Anordnung.
Bei dieser Variante kann in allgemein bekannter Weise die elektromotorische Antriebseinheit die Spindel rotatorisch antreiben, um eine translatorisch Bewegung der Spindelmutter zu erzeugen. Bei der Spindelmutter kann es sich um denjenigen Bestandteil der Aktoreinheit handeln, der unmittelbar mit dem Betätigungskolben wechselwirkt oder sogar damit in Anlage bringbar ist. Wird das Erreichen des
Abstützpunktes durch Überwachen eines Betriebsparameters der Feststellbremseinheit ermittelt, kann die Lage des Abstützpunktes entsprechend unmittelbar in Form oder als Funktion von wenigstens einem der vorstehend genannten Parameter definiert werden. Dabei kann die Positionsinformation der Spindelmutter eine Position entlang einer Bewegungsachse der Feststellbremseinheit und/oder der Aktoreinheit betreffen. Ferner kann die Wegstrecke der Spindelmutter eine zurückgelegte Wegstrecke der Spindel mutter bis zum Erreichen des Abstützpunktes betreffen, beispielsweise bezogen auf einen Bewegungsausgangspunkt der Spindelmutter. Ebenso kann die Umdrehungszahl der Mutter/Spindel-Anordnung eine Anzahl von ausgeführten Umdrehungen der Mutter/Spindel-Anordnung bis zum Erreichen des Abstützpunktes betreffen, insbesondere bezogen auf einen Bewegungsausgangspunkt der Spindel mutter.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren ferner ein Wiederholen der Schritte a) bis c) nach Erfüllen von wenigstens einem der folgenden Kriterien umfassen:
- Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls;
- Erreichen einer vorbestimmten Fahrleistung des Fahrzeugs, insbesondere einer vorbestimmten zurückgelegten Strecke des Fahrzeugs;
- Erreichen einer vorbestimmten Betriebsdauer des Fahrzeugs;
- Erreichen einer vorbestimmten Bremsleistung des Fahrzeugs, insbesondere einer vorbestimmten Anzahl von Bremsungen des Fahrzeugs.
Das vorbestimmte Zeitintervall kann sich auf eine absolut verstrichene Zeitdauer beziehen, also unabhängig davon, ob das Fahrzeug in diesem Zeitintervall tatsächlich betrieben wurde oder nicht. Die vorbestimmte Fahrleistung des Fahrzeugs kann allgemein jegliche Angabe umfassen, die einen Rückschluss auf das Ausmaß des Fahrbetriebs und die damit im Zusammenhang stehenden Belastungen des Fahrzeugs ermöglichen. Die vorbestimmte Betriebsdauer des Fahrzeugs kann die kumulierte Zeit betreffen, bei der das Fahrzeug einen fahrbereiten Zustand einnimmt, zum Beispiel die kumulierte Zeit bei eingeschalteter Zündung und/oder laufendem Motor. Die vorbestimmte Bremsleistung kann durch Abschätzen der insgesamt erzeugten Bremskräfte ermittelt werden, beispielsweise durch Erfassen der insgesamt mittels Bremsungen ausgeführten Geschwindigkeitsreduzierungen des Fahrzeugs. Die Anzahl von Bremsung kann allgemein die absolute Anzahl von Bremsvorgängen betreffen, bei denen Bremskräfte erzielt werden.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass das Verfahren weiterhin ein Betätigen der Feststellbremseinheit zum fahrerunabhängigen Erzeugen einer Bremskraft unter Überwinden eines Bremsenlüftspiels umfasst sowie ein Lösen der Feststellbremseinheit zum Abbauen der Bremskraft. Wenigstens einer der Schritte kann unter Berücksichtigung einer Lage des AbStützpunktes ausgeführt werden.
Das Betätigen der Feststellbremseinheit kann dabei ohne gesonderte Aktivierungsvorgabe oder Bremsbetätigung seitens des Fahrers erfolgen. Stattdessen kann das Betätigen von einer Steuerung der Fahrzeugbremse veranlasst werden. Dies kann insbesondere bei einem autonomen Betrieb des Fahrzeugs vorgesehen sein, beispielsweise bei automatischen Ein- und/oder Ausparkvorgängen oder im Rahmen von Fahrerassistenzsystemen, die ein fahrerunabhängiges Erzeugen von Bremskräften umfassen. Ferner kann das Betätigen ohne einen parallelen Hydraulikdruckaufbau erfolgen.
In Kenntnis der Lage des AbStützpunktes kann zum Erzeugen von Bremskräften dabei allgemein ein Bewegen der Feststellbremseinheit in den zweiten Bewegungsbereich um eine vorbestimmte Strecke ausgehend von dem Abstützpunkt erfolgen (d.h., der Abstützpunkt bildet eine Ausgangs- bzw. O-Referenz). Dies kann in der vorstehend erläuterten Weise unter Überwinden des Bremsenlüftspiels geschehen, das typischerweise spätestens bei Erreichen des AbStützpunktes überbrückt ist.
Ebenso kann das Lösen der Feststellbremseinheit gemäß einem der vorigen Aspekte nach Maßgabe und/oder relativ zu der ermittelten Lage des AbStützpunktes ausgeführt werden, um das gewünschte Bremsenlüftspiel wieder herzustellen.
Es wird ferner einer Fahrzeugbremse bereitgestellt, umfassend eine Betriebsbremse mit einem Betätigungskolben, der zum Erzeugen einer Bremskraft unter Einwirkung eines Hydraulikdrucks in eine Betätigungsposition bewegbar ist, und eine Feststellbremseinheit, die dazu ausgebildet ist, sich über einen ersten Bewegungsbereich ohne ein Erzeugen einer Bremskraft zu bewegen, und die ferner dazu ausgebildet ist, sich über einen zweiten Bewegungsbereich zu bewegen, in dem sie sich an dem Betätigungskolben unter Verändern einer Bremskraft abstützt, wobei der erste und zweite Bewegungsbereich in einem Abstützpunkt ineinander übergehen, und wobei die Fahrzeugbremse ferner eine Steuereinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, die Fahrzeugbremse zu veranlassen, ein Verfahren mit den Schritten gemäß einem der vorangehenden Aspekte durchzuführen.
Hierzu kann die Fahrzeugbremse jegliche der vorstehend genannten Komponenten, Merkmale und/oder Funktionen umfassen oder bereitstellen, um das Verfahren gemäß einem den vorangehenden Aspekten zu realisieren. Dies betrifft insbesondere eine Steuerung, eine elektromotorische Antriebseinheit und/oder eine Aktoreinheit sowie geeignete Sensoreinrichtungen zum Ermitteln der Betriebsparameter der Feststellbremseinheit.
Ferner wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, umfassend Programmcodemittel, um bei einem Ausführen des Computerprogrammproduktes auf einem Prozessor ein Verfahren mit den Schritten gemäß einem der vorangehenden Aspekte durchzuführen. Schließlich wird auch eine Steuereinheit bereitgestellt, umfassend einen Prozessor und das vorstehend genannte Computerprogrammprodukt.
Kurze Beschreibung der Figuren
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der hier beschriebenen Lösung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie aus den Figuren. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Fahrzeugbremse zur Durchführung eines Verfahrens zum Ermitteln der Lage eines Abstützpunktes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Figs. 2-5 schematische Ansichten zum Erläutern des Ermitteins der Lage des
Abstützpunktes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bei einem Zu- spannen der Feststellbremseinheit;
Figs. 6-7 schematische Ansichten zum Erläutern des Lösens der Feststellbremseinheit unter Berücksichtigung der ermittelten Lage des Abstützpunktes; Figs. 8-11 schematische Ansichten zum Erläutern eines Ermitteins der Lage des Abstützpunktes ohne vorheriges Reduzieren eines Hydraulikdrucks der Betriebsbremse.
Detaillierte Beschreibung
In Figur 1 ist eine Fahrzeugbremse zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigt und allgemein mit 10 bezeichnet. Die Fahrzeugbremse 10 ist in mechanischer Hinsicht als allgemein bekannte Schwimmsattelbremse ausgebildet, wobei nur ausgewählte Komponenten der Fahrzeugbremse 10 dargestellt sind.
Demnach umfasst die Fahrzeugbremse 10 ein Bremsengehäuse 12 in Form eines bekannten Bremssattels sowie eine drehfest mit einem (nicht dargestellten) Fahrzeugrad gekoppelte Bremsscheibe 14. Der Bremsscheibe 14 liegen beidseitig Reibbeläge 16 gegenüber, die zum Erzielen einer Bremskraft in Anlage mit der
Bremsscheibe 14 bringbar sind. Hierzu umfasst eine Betriebsbremse 11 der Fahrzeugbremse 10 einen in einer Bohrung 18 im Bremsengehäuse 12 aufgenommenen verlagerbaren Betätigungskolben 20. Dieser ist als Hohlkolben ausgebildet und begrenzt gemeinsam mit der Bohrung 18 eine Hydraulikkammer 22. Unter Einleiten und Ablassen von Hydraulikfluid in die Hydraulikkammer 22 kann ein Hydraulikdruck in der Kammer 22 variiert und der Betätigungskolben in allgemein bekannter Weise entlang einer Verlagerungsachse V bewegt werden. Eine Bewegung entlang der Verlagerungsachse V in Figur 1 nach links entspricht dabei einem Bewegen in eine Zuspannrichtung Z. Insgesamt können die Reibbeläge 16 zum Erzielen einer Bremskraft somit in Anlage mit der Bremsscheibe 14 gebracht und bei Abbau des Hydraulikdrucks wieder von dieser gelöst werden, um die Betriebsbrems-Funktion zu gewährleisten.
Zum Erzielen der gewünschten Rückbewegung des Betätigungkolbens 20 in seine Ausgangsposition nach Abbau des Hydraulikdrucks umfasst die Fahrzeugbremse 12 ferner eine schematisch angedeutete Dichtung 24. Diese ist in einer von der Bohrung 18 ausgehenden Nut 26 aufgenommen und liegt an einer Außenwand des Betätigungkolbens 20 an. Die Dichtung 24 stellt in allgemein bekannter Weise eine sogenannte„Rollback"-Funktion bereit, die unterstützend wirkt, um den Betätigungskolben 20 beim Abbau des Hydraulikdrucks in seine Ausgangsposition zurückzudrängen. Ferner erkennt man in Figur 1, dass für die Feststellbrems-Funktion in der Hydraulikkammer 22 eine Feststellbremseinheit 30 aufgenommen ist, die sich ebenfalls entlang der Verlagerungsachse V bewegen kann. Die Feststellbremseinheit 30 ist in mechanischer Hinsicht erneut gemäß bekannten Lösungen ausgebildet und umfasst eine Aktoreinheit 32, die als Mutter/Spindel-Anordnung ausgebildet ist. Genauer gesagt umfasst die Aktoreinheit 32 eine Spindelmutter 34, die durch Rotation einer Spindel 36 translatorisch entlang der Verlagerungsachse V bewegbar ist. Hierbei ist die Spindelmutter 34 auch in Anlage mit einem Kolbenboden 28 bringbar, der als ein der Spindelmutter 34 gegenüberliegender sowie die Hydraulikkammer 22 begrenzender innerer Stirnwandbereich des Betätigungkolbens 20 ausgebildet ist.
Die Aktoreinheit 32 ist ferner über einen Kopplungsbereich 38 mit dem Bremsengehäuse 12 verbunden, wobei an dem Kopplungsbereich 38 eine nicht gesondert dargestellte elektromotorische Antriebs- bzw. Getriebeeinheit von außen an das
Bremsengehäuse 12 angeflanscht ist. Die elektromotorische Antriebseinheit treibt die Spindel 36 rotatorisch an, um die gewünschte Verlagerungsbewegung der Spindelmutter 34 entlang der Achse V zu erzielen.
In Figur 1 sind ferner die bei einem Nicht-Betätigten der Betriebsbrems- und der Feststellbrems-Funktion vorliegenden Spaltsmaße S eingetragen, die zum Erzielen einer Bremskraft überbrückt werden müssen. Diese betreffen (in Figur 1 von links nach rechts): einen Spalt S zwischen dem Bremsengehäuse 12 und dem in Figur 1 linken Reibbelag 16, einen Spalt S zwischen diesem linken Reibbelag 16 und der Bremsscheibe 14, einen Spalt S zwischen dem in Figur 1 rechten Reibbelag 16 und der Bremsscheibe 14 und einen Spalt S zwischen dem Betätigungskolben 20 und dem rechten Reibbelag 16. Die Feststellbremseinheit 30 muss zum Erzeugen von Bremskräften zusätzlich einen Spalt S zwischen der Spindelmutter 34 und dem Kolbenboden 28 des Betätigungskolben 20 überwinden.
Wie einleitend diskutiert, werden die Spalte S zwischen den Reibbelägen 16 und der Bremsscheibe 14 allgemein als„Lüftspiel" oder„BremsenlüftspieP bezeichnet, weshalb diese Spalte S zusätzlich mit dem Bezugszeichen L versehen sind. Das Lüftspiel L soll einen vorbestimmten Mindestwert einnehmen, um Restschleifmomente im Sinne eines ungewollten Anliegens der Reibbeläge 16 an der Bremsscheibe 14 bei einer unbetätigten Fahrzeugbremse 10 zu vermeiden. Bei dem Spalt S zwischen der Spindelmutter 34 und dem Kolbenboden 28 des Betätigungskolbens 20 handelt es sich um einen Sicherheitsabstand, weshalb diese Spalte S zusätzlich mit dem Bezugszeichen X versehen ist. Der Sicherheitsabstand X nimmt aus Gründen der Systemsicherheit einen vorbestimmten Mindestwert ein, um bei einem Nicht-Betätigen der Feststellbrems-Funktion eine ordnungsgemäße Be- triebsbrems-Funktion zu gewährleisten.
Bei einer gewöhnlichen fahrergesteuerten Betriebsbremsung wird ein Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer 22 aufgebaut und der Betätigungskolben 20 wird entlang der Zuspannrichtung Z in eine bremskrafterzeugende Betätigungsposition bewegt. Dabei gerät er in Anlage mit dem rechten Reibbelag 16, bringt diesen in Anlage mit der Bremsscheibe 14 und spannt die Fahrzeugbremse 10 in bekannter Weise nach Schwimmsattel-Bauart zu. Hierbei werden sämtliche Spaltsmaße S inklusive des Luft- spiels L überbrückt, mit Ausnahme des Sicherheitsabstands X zwischen der Spindelmutter 34 und dem Kolbenboden 28. Zum Abbauen der Bremskraft bewegt sich der Betätigungskolben 20 in Folge eines Reduzieren des Hydraulikdrucks und unter„Roll- back"-Unterstützung der Dichtung 24 entgegen der Zuspannrichtung Z, woraufhin sich die zunächst überbrückten Spaltsmaße S, L wieder einstellen. Die Feststellbremseinheit 30 kann allgemein in Anwesenheit oder Abwesenheit eines Hydraulikdrucks aktiviert werden, um den Betätigungskolben 20 in dessen Betätigungsposition zu bewegen und/oder darin mechanisch festzustellen. Hierzu wird die Spindelmutter 34 in der vorstehend geschilderten Weise entlang der Achse V bewegt und stützt sich dabei (zumindest bei einem Bewegen in die Zuspannrichtung Z) an dem Kolbenboden 28 ab.
Für das Verfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Aktivieren der Feststellbremseinheit 30 ohne vorheriges Erzeugen eines Hydraulikdruckes erfolgt, dass heißt, dass die Fahrzeugbremse 10 allgemein von einem Hydraulikdruck freigehalten wird. Die einzelnen Verfahrensschritte werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 2-6 erläutert.
In Figur 2 ist die Fahrzeugbremse 10 aus Figur 1 schematisch vereinfacht dargestellt. Man erkennt erneut das Bremsengehäuse 12, das als blockförmiges Festlager abgebildet ist. Ferner erkennt man die ebenfalls blockförmig dargestellten Reibbeläge 16 und die Bremsscheibe 14. Schließlich ist auch der Betätigungskolben 20 abgebildet, der die Aktoreinheit 32 der Feststell bremsei nheit 30 aufnimmt. Die Aktoreinheit 32 umfasst erneut die Spindelmutter 34 und Spindel 36, wobei letztere in einem Kopp- lungsbereich 38 mit dem Bremsengehäuse 12 gekoppelt ist. Analog zu Figur 1 ist eine elektromotorische Antriebseinheit der Feststellbremseinheit 30 nicht gesondert dargestellt.
In Figur 2 befindet sich die Fahrzeugbremse 10 erneut in dem allgemein unbetätig- ten Zustand aus Figur 1, sodass sich die vorstehend erläuterten Spaltsmaße S einschließlich des Lüftspiels L zwischen Bremsscheibe 14 und Reibbelägen 16 und dem Sicherheitsabstand X zwischen der Spindelmutter 34 und dem Kolbenboden 28 des Betätigungskolbens 20 einstellen. Entsprechend befindet sich die Aktoreinheit 32 in einer nicht-bremsaktiven Ausgangsstellung. In diesem Zustand ist die Spindelmutter 34 um einen Abstand A von dem Kopplungsbereich 38 am Bremsengehäuse 12 beabstandet.
In den Figuren 3 und 4 wird das Aktivieren der Feststellbremseinheit 30 und Bewegen entlang eines ersten und zweiten Bewegungsbereiches Wl, W2 zum Ermitteln der Lage des Abtützpunktes AS gezeigt. Dabei entsprechen die Darstellungen der Fahrzeugbremse 10 allgemein der Darstellung aus Figur 2. Zusätzlich ist der Verlauf des Spindelmutterweges W über der Zeit t eingetragen, wobei über Strichlinien einzelne Bewegungs- und Spaltsmaß-Überbrückungspunkte entlang des Spindelmutterweges W angedeutet sind. Man beachte, dass zu Darstellungszwecken die Ausgangsbeziehungsweise 0-Position der Spindelmutter 34 leicht gegenüber der Zeitachse t versetzt ist.
In Figur 3 ist erneut der Ausgangszustand bei unbetätigter Fahrzeugbremse 10 gemäß den Figuren 1 und 2 dargestellt. Folglich erkennt man erneut die relevanten Spaltsmaße S einschließlich des Lüftspiels L zwischen den Reibebelägen 16 und der Bremsscheibe 14 und dem Sicherheitsabstand X zwischen der Spindelmutter 34 und dem Kolbenboden 28 des Betätigungskolbens 20. In Figur 3 befindet sich die Feststellbremseinheit 30 in ihrem ersten Bewegungsbereich, in dem sie keinerlei Bremskräfte erzeugt, und die Spindelmutter 34 der Aktoreinheit 32 nimmt den vorstehend beschriebenen Abstand A zum Bremsengehäuse 12 ein. Ausgehend von dieser Position erfolgt eine Verlagerung der Spindelmutter 34 entlang der Achse V in die in Figur 4 gezeigte Stellung, in der sämtliche Spaltsmaße S erstmals überbrückt sind. Zur Verdeutlichung dieses Vorganges sind in Figur 4 dieselben Strichlinien an denselben Positionen wie in Figur 3 eingetragen. Im Detail erkennt man in Figur 4, dass die Spindelmutter 34 infolge einer Spindelrotation einen Spindelmutterweg Wl zurückgelegt hat und somit einen größeren Abstand A2 zum Bremsengehäuse 12 einnimmt, als in Figur 3 der Fall (sh. Abstandsänderung DA). Nicht gesondert dargestellt ist, dass die Spindelmutter 34 bei der Bewegung zwischen den Zuständen aus Figur 3 und 4 zunächst in Anlage mit dem Kolbenboden 28 des Betätigungskolben 20 gelangt und diesen ebenfalls in Richtung der Bremsscheibe 14 verlagert. Mit anderen Worten wird zunächst der Sicherheitsabstand X zwischen der Spindelmutter 34 und dem Kolbenboden 28 überwunden, woraufhin der weitere Spalt S zwischen dem Betätigungskolben 20 und dem gegenüberliegenden (in Figur 3 rechten) Reibbelag 16 überwunden wird. Bei einem geringfügigen Weiterbewegen der Spindelmutter 34 werden schließlich sämtliche Spalte S einschließlich des Lüftspiels L überbrückt, sodass der in Figur 4 gezeigte Zustand erreicht wird. Dabei wird der Verlauf eines Motorstroms der Feststellbremseinheit 30 als relevanter Betriebsparameter laufend überwacht.
Bis zu diesem Zustand erzeugt das Bewegen der Feststellbremseinheit 30 beziehungsweise von dessen Spindelmutter 34 keinerlei Bremskräfte. Mit anderen Worten entspricht der Spindelmutterweg Wl einem ersten Bewegungsbereich der Feststellbremseinheit 30, in der keine Bremskräfte erzeugt werden. Ab Einnahme des Zu- standes aus Figur 4 führt jede weitere Bewegung in die in Figur 4 nach links verlaufende Zuspannrichtung Z jedoch zu einem Erzeugen und somit Verändern von Bremskräften, wie nachstehend in Figur 5 gezeigt. Diese weitere Bewegung der Spindelmutter 34 erfolgt somit über einen zweiten Bewegungsbereich W2 der Feststellbremseinheit 30, in dem diese aktiv Bremskräfte erzeugt. Im Ergebnis handelt es sich bei dem in Figur 4 gezeigten Zustand somit um den Übergangszustand von dem ersten in den zweiten Bewegungsbereich der Feststell bremsei nheit 30, also dem Erreichen des Abstützpunktes AS.
Figur 5 zeigt einen Zustand, in dem die Spindelmutter 34 weiter in den zweiten Bewegungsbereich W2 der Feststellbremseinheit 30 hineinbewegt worden ist und folglich die Reibbeläge 16 unter Erzeugen entsprechender Bremskräfte an die
Bremsscheibe 14 presst. Hierbei ist die Spindelmutter 34 in einem gegenüber den vorigen Figuren vergrößerten Abstand A3 relativ zu dem Bremsengehäuse 12 angeordnet. Wie aus dem Verlauf des Spindelmutterweges W in Figur 5 ersichtlich, erfolgt die Zunahme des Spindelmutterweges W in dem zweiten Bewegungsbereich W2 mit einer geringeren Steigung. Grund sind die zunehmenden Widerstände der Komponenten der Fahrzeugbremse 10, vor allem aufgrund des Elastizität bzw. Steifigkeit der Reibbeläge 16 sowie des Bremsengehäuses 12, gegen die Zuspannbewegung der Spindelmutter 34.
Dieser zunehmende Widerstand schlägt sich in einem signifikanten Anstieg des Motorstroms der Feststellbremseinheit 30 nieder und kann von einer Steuerung der Bremse 10 entsprechend erkannt werden. Genauer gesagt wird das Erreichen des Abstützpunkt AS steuerungstechnisch dadurch erkannt, dass der Motorstrom der Feststellbremseinheit 30 über den ersten Bewegungsbereich Wl aufgrund eines ausbleibenden Erzeugens von Bremskräften im Wesentlichen konstant oder nur mit einer geringfügigen Steigung verläuft. Ab Erreichen des AbStützpunktes AS und einem weiteren Bewegen in den zweiten Bewegungsbereich W2 hinein, nimmt der Motorstrom jedoch signifikant zu und verläuft mit einer deutlich größeren Steigung. Somit kann spätestens bei Einnahme des in Figur 5 gezeigten Zustandes die Lage des Abstützpunktes AS sozusagen rückblickend ermittelt werden, dass heißt, der Abstützpunkt kann als Punkt der erstmaligen signifikanten Änderung des Motorstromverlaufs bestimmt werden. Im gleichen Sinne kann auch eine Drehzahl der elektromotorischen Antriebseinheit ausgewertet werden, die bis zum Erreichen des Abstützpunktes im Wesentlichen kontinuierlich verläuft und bei einer weiteren Zuspannbewegung stark abnimmt.
Im gezeigten Fall wird die Lage des Abstützpunktes AS als Spindelmutterweg W beziehungsweise Wl in einer nicht dargestellten Steuerung der Fahrzeugbremse 10 hinterlegt. Ebenso ist es denkbar, dass Bremsengehäuse 12 beziehungsweise den Kopplungsbereich 38 als Bezugspunkt zu wählen und die Lage des Abstützpunktes AS als entsprechenden Abstand A2 der Spindelmutter 34 zu dem Bremsengehäuse 12 zu hinterlegen (siehe Figur 4). Ebenso kann der ursprüngliche Abstand A bei Einnahme der Ausgangspositionen der Figuren 1 bis 3 als Bezugspunkt gewählt und die Lage des Abstützpunktes AS als Relativabstand DA zwischen dem ursprünglichen Abstand A und dem Abstand A2 aus Figur 4 definiert werden.
Bei sämtlichen Varianten ist die Steuerung der Fahrzeugbremse 10 dazu ausgebildet, zukünftige Steuervorgaben für das Bewegen der Feststellbremseinheit 30 unter Berücksichtigung der Lage des Abstützpunktes AS zu erzeugen. Beispielsweise kann ausgehend von Figur 2 eine Steuervorgabe ausgegeben werden, um die elektromotorische Antriebseinheit der Feststellbremseinheit 30 zu veranlassen, die Spindelmutter 34 über einen Spindel mutterweg Wl zu bewegen, sodass diese den Abstützpunkt AS erreicht. Ferner kann ein zusätzlicher Spindelmutterweg W vorgegeben werden, um die Spindelmutter 34 in den zweiten Bewegungsbereich W2 um ein vorbestimmtes Maß hinein zu bewegen und dadurch gewünschte Bremskräfte zu erzielen. Mit anderen Worten wird der insgesamt zurückzulegen der Spindelmutterweg W unter Berücksichtigung der Lage des AbStützpunktes AS gewählt, sodass gewünschte
Bremskräfte besonders präzise eingestellt werden können.
Allgemein kann die Lage des AbStützpunktes AS bei sämtlichen Steuervorgaben zum Bewegen der Feststellbremseinheit 30 berücksichtigt werden. Ein besonders relevanter Anwendungsfall ist das Lösen der Feststellbremseinheit unter Einstellen eines gewünschten Bremsenlüftspiels L und eines gewünschten Sicherheitsabstandes X. Dies wird nachstehend anhand der Figuren 6 und 7 erläutert.
In Figur 6 erkennt man, dass die gemäß Figur 5 eingestellte Feststell bremskraft zunächst bis zum Zeitpunkt tl aufrechterhalten wird. Anschließend beginnt das Lösen der Feststellbremseinheit 30 durch Bewegen der Spindelmutter 34 entgegen der Zuspannrichtung Z. Dabei wird die Spindelmutter 34 zunächst aus dem zweiten Bewegungsbereich W2 bis zu dem Abstützpunkt AS bewegt und schließlich in den ersten Bewegungsbereich Wl hinein. Insbesondere erfolgt eine derartige Bewegung, dass die Spindelmutter 34 wieder ihren ursprünglichen Abstand A zu dem Bremsengehäuse 12 einnimmt. Dies wird steuerungstechnisch dadurch erreicht, dass die Bewegung der Spinnenmutter 34 beim Lösen der Feststellbremseinheit 30 in Abhängigkeit der ermittelten Lage des Abstützpunktes AS gesteuert wird. Genauer gesagt wird ein vorbestimmter Abstand Y zum Lösen der Feststellbremseinheit 30 in der Steuerung der Fahrzeugbremse 10 hinterlegt. Nach Erreichen des Abstützpunktes AS wird die Spindelmutter 34 um diesen Abstand Y weiter in den ersten Bewegungsbereich Wl bewegt, sodass sie Spindelmutter 34 einen gewünschten Abstand A relativ zu dem Bremsengehäuse 12 wie auch der Bremsscheibe 14 einnimmt. Dies gewährleistet, dass sich wie in Figur 7 gezeigt wieder die ursprünglichen Spaltsmaße S einstellen und insbesondere ein gewünschtes Bremsenlüftspiel L zwischen den Reibbelägen 16 und der Bremsscheibe 14 sowie ein gewünschter Sicherheitsabstand X zwischen der Spindelmutter 34 und dem Kolbenboden 28.
Zusammengefasst ermöglicht das Verfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform somit, dass die Lage des Abstützpunktes AS flexibel ermittelt und insbesondere bei einem Lösen der Feststell bremsei nheit 30 berücksichtigt wird, um präzise Steuervorgaben zum Einstellen eines gewünschten Bremsenlüftspiels L und eines ge- wünschten Sicherheitsabstandes X zu erzeugen. Dies bedeutet eine erhebliche Genauigkeitsverbesserung gegenüber Varianten, bei denen die Lage des Abstützpunk- tes AS als feststehender Wert angenommen und beispielsweise vorab in der
Steuerung hinterlegt wird. Beispielsweise kann aufgrund von Toleranzen oder Montagefehlern die Lage des Abstützpunkt AS von einer konstruktiv eigentlich vorgesehenen Lage abweichen. Ein Steuern der Bewegung der Feststellbremseinheit 30 allein anhand einer vorab hinterlegten„idealen" Lage des Abstützpunktes AS und/oder feststehender Abstandswerte A der Spindelmutter 34 zum Bremsengehäuse 12 kann insbesondere dazu führen, dass sich bei einem Lösen der Feststellbremseinheit 30 kein ausreichendes Bremsenlüftspiel L sowie kein ausreichender Sicherheitsabstand X einstellt.
Dies ist in Figur 7 schematisch angedeutet. Dabei sind erneut die Lage des Abstützpunktes AS und des Abstandes Y dargestellt, um dem die Spindelmutter 34 ausgehend von dem Abstützpunkt AS zum Lösen der Feststell bremsei nheit 30 bewegt wird. Wie gezeigt, lassen sich hierdurch das gewünschte Bremslüftspiel L sowie der gewünschte Sicherheitsabstand X präzise einstellen. Wird hingegen eine vorab hinterlegte vermutete Lage des Abstützpunktes AS zu Grunde gelegt, die aufgrund der genannten Ursachen von der tatsächlichen Lage abweichen kann, kann das Bewegen um einen vorgegebenen Abstand Y dazu führen, dass sich die Spindelmutter 34 in nicht ausreichendem Maße in den ersten Bewegungsbereich Wl zurückbewegt. Hierdurch können sich die gewünschten Spaltsmaße S und insbesondere das Bremsenlüftspiel L sowie der gewünschte Sicherheitsabstand X nicht oder nur in einem zu geringen Ausmaß einstellen, was zu erheblichen Restschleifmomenten führen kann.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform sieht zudem vor, dass Ermitteln der Lage des Abstützpunktes AS in regelmäßigen Abständen zu wiederholen (z.B. nach einer vorbestimmten zurückgelegten Fahrstrecke und/oder nach einer vorbestimmten Anzahl oder Zeitdauer von Bremsbetätigungen), insbesondere um einem Verschleiß der Reibbeläge 16 Rechnung zu tragen. Auch dies führt zu einem zuverlässigen Einstellen des Bremsenlüftspiels L sowie des Sicherheitsabstandes X beim Lösen der Feststellbremseinheit 30, da die Lage des Abstützpunktes AS sozusagen regelmäßig aktualisiert wird.
Bei der geschilderten Ausführungsform wird eine Präzisionsverbesserung ferner dadurch erreicht, dass das Ermitteln der Lage des Abstützpunktes AS im drucklosen Zustand der Betriebsbremse 11 erfolgt. Dies verdeutlicht sich aus dem nachstehend anhand der Figuren 8-11 erläuterten Vergleich zu einem gleichartigen Verfahren, bei dem der Hydra ulikdruck jedoch vorab nicht reduziert wird. Gleichartige oder gleichwirkende Merkmale werden dabei allgemein mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
In Figur 8 ist eine Fahrzeugbremse 10 gleichartig zu der Abbildung aus Figur 2 dargestellt. Allerdings ist in diesem Fall der Betätigungskolben 20 durch Einstellen eines Hydraulikdruckes in der Hydraulikkammer 22 bereits in eine Betätigungsposition bewegt, sodass sämtliche Spaltmaße S mit Ausnahme des Spalts S,XH zwischen der Spindelmutter 34 und dem Kolbenboden 28 bereits überbrückt sind. Ein Vergleich zu Figur 3 zeigt, dass aufgrund der hydraulischen Vorspannung der Spalt S, XH größer ist als der Spalt S, X bei der drucklosen Variante.
Gemäß Figur 9 wird die Spindelmutter 34 anschließend über einen Spindelmutterweg W3 bewegt, bis sie in Anlage mit dem Kolbenboden 28 gelangt. Hierbei erzeugt sie zunächst keine Bremskräfte, so dass der Spindelmutterweg W3 gleichbedeutend mit einem ersten Bewegungsbereich der Feststellbremseinheit 30 ist. Jede weitere Bewegung der Spindelmutter 34 in die Zuspannrichtung Z führt entsprechend zu einem zusätzlichen Aufbau von Bremskräften, was sich wiederum in einem signifikanten Anstieg des Motorstroms niederschlägt. Mit anderen Worten führt eine weitere Bewegung in die Zuspannrichtung Z zu einer Bewegung der Spindelmutter 34 in einen zweiten Bewegungsbereich W4 der Feststellbremseinheit 30. Folglich wird die Position der Spindelmutter 34 in Figur 9 beziehungsweise der zurückgelegte Spindelmutterweg W3 als Lage des Abstützpunktes ASH ermittelt. Ein Vergleich zu Figur 4 verdeutlicht unmittelbar, dass diese Lage des Abstützpunktes ASH einem deutlich größeren Spindelmutterweg W entspricht als bei der drucklosen Variante.
Figur 10 zeigt den ausgehend von Figur 9 ausgeführten zusätzlichen Bremskraftaufbau durch Verlagern der Feststellbremseinheit 30 in den zweiten Bewegungsbereich W4. Nach einem Halten dieser Bremskraft wird gemäß Figur 11 zum Zeitpunkt tl das Lösen der Feststellbremseinheit 30 veranlasst. Hierzu wird die Spindelmutter 34 analog zu dem drucklosen Verfahren zunächst bis zu der ermittelten Lage des Abstützpunktes ASH bewegt und anschließend um einen vorbestimmten Abstand Y ausgehend von dem Abstützpunkt ASH entgegen der zu Spannrichtung Z. Da aufgrund des anfänglichen Hydraulikdruckaufbaus der Abstützpunkt ASH jedoch erst nach einem vergleichsweise großen Spindelmutterweg W3 erkannt wurde, fällt das Zurückbewegen der Spinnmutter 34 um den Abstand Y zu gering aus, um die ursprünglichen Spaltsmaße S und insbesondere das Bremsenlüftspiel L zwischen den Reibbelägen 16 und der Bremsscheibe 14 in der gewünschten Weise wieder herzustellen. Dies gilt selbst nach einem Abbau des Hydraulikdruckes in der Betriebsbremse 11, da die Spindelmutter 34 eine vollständige Rückbewegung des
Betätigungskolbens 20 blockiert.
Im gleichen Sinne würde die aufgrund des Hydraulikdruckes„verschobene" ermittelte Lage des Abstützpunktes ASH dazu führen, dass mit darauf basierenden Steuervorgaben zum Zuspannen der Feststellbremseinheit 30 nicht die gewünschten Bremskräfte erzielt werden. Dies gilt insbesondere deshalb, da das anfängliche Erzeugen des Hydraulikdruckes nicht nur zu einem Überbrücken sämtlicher Spaltmaße führen kann, sondern auch zu erheblichen elastischen Verformungen innerhalb der Fahrzeugbremse 10 und insbesondere des Bremsengehäuses 12. Je nach vorliegendem Hydraulikdruck würde die anhand des Motorstroms ermittelte Lage des Abstützpunktes ASH somit variieren. Dies ist insbesondere deshalb kritisch, da der Hydraulikdruck selbst in einem stationären Zustand des Fahrzeugs je nach Beladungszustand und/oder Neigung der Fahrbahn stark variieren kann, zum Beispiel wenn der Fahrer versucht, dass Fahrzeug stationär an einem Berg zu halten. Erfolgt ein Ermitteln der Lage des Abstützpunktes ASH in einem solchen vergleichsweise stark bedruckten Zustand der Fahrzeugbremse 10, treten die vorstehend genannten Ungenauigkeiten in einem entsprechend vergrößerten Ausmaß auf und ermöglichen insgesamt keine präzise Ansteuerung der Feststellbremseinheit 30, insbesondere beim Einstellen des Bremsenlüftspiels L und des Sicherheitsabstands X. Mit anderen Worten ist die ermittelte Lage des Abstützpunktes ASH nicht nur durch den anfänglichen Hydraulikdruck verfälscht, sondern auch eine Funktion des konkret vorliegenden Hydraulikdruckes.
Zusammengefasst wird aus den Ausführungsbeispielen ersichtlich, dass ein flexibles Ermitteln der Lage des Abstützpunkt AS ein präzises Ansteuern einer Feststellbremseinheit 30 ermöglicht und dass sich beim Ermitteln dieser Lage erhebliche Genauigkeitsverbesserungen erzielen lassen, wenn die Betriebsbremse 11 von einem erhöhtem Hydraulikdruck (wie er zum Beispiel benötigt wird, um das Fahrzeug in Ruhe zu halten) freigehalten wird. Zudem kann das Spaltmaß S, X beziehungsweise der Sicherheitsabstand X auf einen Wert nahezu Null reduziert werden, wodurch beim fahrerunabhängigen Erzeugen von Bremskräften durch die Feststell bremsei n- heit, beispielsweise bei automatischen Ein- und/oder Ausparkvorgängen oder im Rahmen von Fahrerassistenzsystemen, das Zeit- und Ansprechverhalten beim
Bremskraftaufbau erheblich verbessert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugbremse (10),
- wobei die Fahrzeugbremse (10) eine Betriebsbremse (11) mit einem Betätigungskolben (20) umfasst, der zum Erzeugen einer Bremskraft unter Einwirkung eines Hydraulikdrucks in eine Betätigungsposition bewegbar ist, und
- wobei die Fahrzeugbremse (10) ferner eine Feststellbremseinheit (30) umfasst, die dazu ausgebildet ist, sich über einen ersten Bewegungsbereich (Wl) ohne ein Erzeugen einer Bremskraft zu bewegen,
und die ferner dazu ausgebildet ist, sich über einen zweiten Bewegungsbereich (W2) zu bewegen, in dem sie sich an dem Betätigungskolben (20) unter Verändern einer Bremskraft abstützt,
wobei der erste und zweite Bewegungsbereich (Wl, W2) in einem Abstütz- punkt (AS) ineinander übergehen,
wobei das Verfahren im drucklosen Zustand oder bei einem Hydraulikdruck unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes durchgeführt wird und die folgenden Schritte umfasst:
a) Bewegen der Feststellbremseinheit (30) von dem ersten in den zweiten Bewegungsbereich (Wl, W2) oder umgekehrt;
b) Erfassen eines Verlaufs eines Betriebsparameters der Feststellbremseinheit (30) während des Schritts a);
c) Ermitteln einer Lage des AbStützpunktes (AS) anhand des Verlaufs des Betriebsparameters.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfasst:
- Hinterlegen der ermittelten Lage des Abstützpunktes (AS) in einer Steuerung der Fahrzeugbremse (10);
- Berücksichtigen der ermittelten Lage des Abstützpunktes (AS) bei einem Lösen der Feststellbremseinheit (30).
3. Verfahren nach Anspruch 2,
wobei das Lösen der Feststellbremseinheit (30) ein Bewegen der Feststellbremseinheit (30) aus dem zweiten Betätigungsbereich (W2) mindestens bis zu dem Abstützpunkt (AS) einschließt.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
wobei das Lösen der Feststellbremseinheit (30) ein Bewegen der Feststellbremseinheit (30) über den Abstützpunkt (AS) hinaus in den ersten Bewegungsbereich (Wl) einschließt.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
wobei das Bewegen in den ersten Bewegungsbereich (Wl) zur Einstellung eines Bremsenlüftspiels (L) erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
wobei das Bewegen in den ersten Bewegungsbereich (Wl) zur Einstellung eines Sicherheitsabstandes (X) zwischen der Feststell bremsei nheit (30) und dem Betätigungskolben (20) erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Anspruch 4 bis 6,
wobei das Bewegen in den ersten Bewegungsbereich (Wl) über eine Strecke erfolgt, die als vorbestimmter Abstand (Y) zu dem Abstützpunkt (AS) definiert ist.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Lage des Abstützpunktes (AS) als Abstand des Abstützpunktes (AS) zu einem Bezugspunkt definiert ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
wobei sich die Feststellbremseinheit (30) relativ zu dem Bezugspunkt bewegt.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Feststell bremsei nheit (30) eine elektromotorische Antriebseinheit und eine mit dem Betätigungskolben (20) wechselwirkende Aktoreinheit (32) umfasst, wobei die elektromotorische Antriebseinheit dazu ausgebildet ist, die Aktoreinheit (32) über den ersten und zweiten Bewegungsbereich (Wl, W2) zu bewegen.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
wobei der Betriebsparameter der Feststellbremseinheit (30) einen Motorstrom der elektromotorischen Antriebseinheit und/oder eine Drehzahl der elektromotorischen Antriebseinheit umfasst.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,
wobei die Aktoreinheit (32) eine Mutter/Spindel-Anordnung umfasst und die Lage des AbStützpunktes als Funktion von wenigstens einem der folgenden Parameter definiert ist:
- eine Positionsinformation der Spindelmutter (34);
- eine Wegstrecke (W) der Spindel mutter (34);
- eine Umdrehungszahl der Mutter/Spindel-Anordnung.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das Verfahren ferner den folgenden Schritt umfasst:
- Wiederholen der Schritte a) bis c) nach Erfüllen von wenigstens einem der folgenden Kriterien:
- Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls;
- Erreichen einer vorbestimmten Fahrleistung des Fahrzeugs, insbesondere einer vorbestimmten zurückgelegten Strecke des Fahrzeugs;
- Erreichen einer vorbestimmten Betriebsdauer des Fahrzeugs;
- Erreichen einer vorbestimmten Bremsleistung des Fahrzeugs, insbesondere einer vorbestimmten Anzahl von Bremsungen des Fahrzeugs.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfasst:
- Betätigen der Feststellbremseinheit (30) zum fahrerunabhängigen Erzeugen einer Bremskraft unter Überwinden eines Bremsenlüftspiels (L); und
- Lösen der Feststellbremseinheit (30) zum Abbauen der Bremskraft;
wobei wenigstens einer der Schritte unter Berücksichtigung einer Lage des Ab- stützpunktes (AS) ausgeführt wird.
15. Fahrzeugbremse (10), umfassend:
- eine Betriebsbremse (11) mit einem Betätigungskolben (20), der zum Erzeugen einer Bremskraft unter Einwirkung eines Hydraulikdrucks in eine Betätigungsposition bewegbar ist, und
- eine Feststellbremseinheit (30), die dazu ausgebildet ist, sich über einen ersten Bewegungsbereich (Wl) ohne ein Erzeugen einer Bremskraft zu bewegen, und die ferner dazu ausgebildet ist, sich über einen zweiten Bewegungsbereich (W2) zu bewegen, in dem sie sich an dem Betätigungskolben (20) unter Verändern einer Bremskraft abstützt,
wobei der erste und zweite Bewegungsbereich (Wl, W2) in einem Abstütz- punkt (AS) ineinander übergehen, und
wobei die Fahrzeugbremse (10) ferner eine Steuereinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, die Fahrzeugbremse (10) zu veranlassen, ein Verfahren mit den Schritten gemäß einem der Ansprüche 1-14 durchzuführen.
16. Computerprogrammprodukt umfassend Programmcodemittel,
um bei einem Ausführen des Computerprogrammproduktes auf einem Prozessor ein Verfahren mit den Schritten gemäß einem der Ansprüche 1-14 durchzuführen.
17. Steuereinheit, umfassend einen Prozessor und das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 16.
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