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DE102004006338A1 - Verfahren zum bremskraftabhängigen Ansteuern einer Festellbremse für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Verfahren zum bremskraftabhängigen Ansteuern einer Festellbremse für Kraftfahrzeuge Download PDF

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DE102004006338A1
DE102004006338A1 DE200410006338 DE102004006338A DE102004006338A1 DE 102004006338 A1 DE102004006338 A1 DE 102004006338A1 DE 200410006338 DE200410006338 DE 200410006338 DE 102004006338 A DE102004006338 A DE 102004006338A DE 102004006338 A1 DE102004006338 A1 DE 102004006338A1
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DE
Germany
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brake
parking brake
braking force
pressure
actuator
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE200410006338
Other languages
English (en)
Inventor
Joerg Haffelder
Dieter Blattert
Frank Baehrle-Miller
Peter Blessing
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Feststellbremssystem für ein Fahrzeug, umfassend ein Bedienelement (8) zum Feststellen und/oder Lösen der Feststellbremse (12, 13), ein Stellglied (6, 19) zum Einstellen des an der Feststellbremse (12, 13) wirkenden Bremsdrucks (p¶Br¶) und ein Steuergerät (7), das das Stellglied (19, 25) auf Anforderung ansteuert. Um das Stellglied (19, 25) optimal ansteuern zu können, ist eine Einrichtung (7, 26, 31) zum Ermitteln der an der Feststellbremse (12, 13) wirkenden Bremskraft (p¶Br¶) vorgesehen, wobei das Steuergerät (7) derart eingerichtet ist, dass das Stellglied (19, 25) unter Berücksichtigung der ermittelten Bremskraft (F¶Br¶) angesteuert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Feststellbremssystem für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Ansteuern eines solchen Feststellbremssystems gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.
  • Moderne Kraftfahrzeuge umfassen immer häufiger elektrisch betätigte Feststellbremsen, die mittels eines Bedienelements, wie z.B. eines Druckknopfs, betätigt werden können. Ein mit dem Bedienelement verbundenes Steuergerät erkennt den Feststellbremswunsch und steuert entsprechend ein Stellglied, wie z.B. einen Elektromotor oder eine Hydraulikpumpe, an, um die Feststellbremse anzuziehen oder zu lösen. Die Feststellbremse umfasst neben der eigentlichen Bremse eine mechanische Verriegelungseinrichtung, die die Bremszangen in der angezogenen Stellung verriegelt. Die Verriegelungseinrichtung wird in der Regel ebenfalls durch hydraulischen oder pneumatischen Druck betätigt. Hierzu werden z.B. eine Hydraulikpumpe und Magnetventile entsprechend elektrisch angesteuert.
  • 1 zeigt ein aus dem Stand der Technik bekanntes Feststellbremssystem in schematischer Darstellung. Das Feststellbremssystem umfasst im wesentlichen ein Bedienelement 8 (Druckknopf), ein Steuergerät 7 und ein Hydroaggregat 6. Bei einer Betätigung des Bedienelements 8 steuert das Steuergerät 7 das Hydroaggregat 6 bzw. eine darin enthaltene Hydraulikpumpe derart an, dass sie in einer Hydraulikleitung 10 Bremsdruck aufbaut. Der Bremsdruck wird dabei sowohl zum Betätigen der Radbremse 12 als auch zum Betätigen der Verriegelungseinrichtung 13 genutzt. Die Feststellbremse umfasst ferner ein Hydraulikventil 11, das vom Steuergerät 7 angesteuert wird, um die Verriegelungseinrichtung 13 zu verriegeln bzw. zu lösen. Das Feststellbremssystem wird aus dem Bordnetz von einer Batterie 9 (und dem Fahrzeuggenerator) mit Strom versorgt.
  • Gemäß den gesetzlichen Vorschriften muss das Fahrzeug bei angezogener Feststellbremse mechanisch und energielos festgehalten werden. Die Richtlinie ECE-R13 gibt dabei als Mindestanforderung vor, dass ein Fahrzeug bei voller Beladung bis zu einer Steigung von 18% gehalten werden muss. Bekannte Feststellbremssysteme arbeiten mit einer Zeitsteuerung der Hydraulikeinheit 6, d.h., die Hydraulikpumpe wird eine vorgegebene Zeitdauer angesteuert, die ausreichend lang ist, um die Mindestanforderung zu erfüllen. Wegen der hohen Toleranzen im Feststellbremssystem, insbesondere aufgrund unterschiedlicher Temperaturen, Verschleiß, mechanischer Toleranzen, etc., ist die Kraftwirkung der Feststellbremse nach Ablauf der Zeitsteuerung stark unterschiedlich. Im ungünstigsten Fall wird die erforderliche Mindest-Kraftwirkung nicht erreicht. Um diesen Fall auszuschließen, wird die Pumpenlaufzeit möglichst lang eingestellt. Dies bedeutet jedoch hohe Belastungen für die beteiligten Komponenten.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Ansteuerung des Stellglieds zu optimieren und somit die mechanische Belastung der Komponenten möglichst gering zu halten. Die Optimierung sollte darüber hinaus mit möglichst geringem sensorischen Aufwand realisierbar sein.
  • Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 sowie in Patentanspruch 7 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, die an einer Feststellbremse tatsächlich wirkende Bremskraft zu ermitteln und das Stellglied des Feststellbremssystems (z.B. eine Hydraulikpumpe) unter Berücksichtigung der ermittelten Bremskraft anzusteuern, wenigstens bis ein vorgegebener Bremskraftwert erreicht ist. Zum Ermitteln der Bremskraft kann wahlweise eine Einrichtung (Sensorik) vorgesehen sein, mittels der die Bremskraft gemessen, oder eine Einrichtung (Modell), mittels der die Bremskraft aus anderen Zustandsgrößen geschätzt wird. Unter Kostenaspekten ist es vorteilhaft, die Bremskraft mittels eines mathematischen Algorithmus (mathematischen Modells) zu schätzen, da in diesem Fall keine Bremskraftsensorik vorgesehen werden muss. Durch das Messen bzw. Schätzen der Bremskraft kann eine erforderliche Mindest-Bremskraft genau eingestellt werden, so dass die Belastung der beteiligten Komponenten minimal ist. Außerdem kann durch Überwachung der Bremskraft ein Fehlerzustand relativ einfach erkannt werden.
  • Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird die Bremskraft mittels eines Kraftsensors gemessen und das Sensorsignal einem Steuergerät zugeführt. Das Steuergerät kann somit das Stellglied (z.B. die Hydraulikpumpe) zum Verriegeln oder Lösen der Feststellbremse genau so lange ansteuern, bis ein vorgegebener Bremskraft-Schwellenwert erreicht ist. Der erfindungsgemäße Kraftsensor kann z.B. als DMS-Streifen, Kraftmesspatrone oder als Kraftschalter realisiert sein. Der Kraftsensor ist vorzugsweise an einer Position angeordnet, an der bei einer Betätigung der Feststellbremse eine mechanische Verformung stattfindet, aus der sich die tatsächlich wirkende Bremskraft ableiten lässt. Der Kraftsensor kann somit z.B. am Bremssattel, dem Bremskolben, einem Verschleiß-Ausgleichsmechanismus oder an einem anderen Ort angeordnet sein, an dem die Bremskraft wirksam ist.
  • Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist der Bremskraftsensor als Bremskraftschalter realisiert, der bei Erreichen einer charakteristischen Bremskraft seinen Schaltzustand ändert. Ein solcher Bremskraftschalter ist besonders einfach aufgebaut und kostengünstig verfügbar. Darüber hinaus kann der Schaltzustand besonders einfach vom Steuergerät ausgewertet werden. Der Bremskraftschalter ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass die charakteristische Bremskraft etwa gleich der geforderten Mindest-Bremskraft ist.
  • Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist ein mathematisches Modell zum Ermitteln der Bremskraft vorgesehen, das das Verhalten der Radbremse bei unterschiedlichen Bremsdrücken abbildet. Das mathematische Modell ermittelt z.B. aus dem an der Bremse wirkenden (hydraulischen oder pneumatischen) Bremsdruck, unter Berücksichtigung weiterer Parameter (insbesondere der mechanischen Auslegung und der Elastizitäten von Bremsbelag und Bremssattel), die vorherrschende Bremskraft. Als Eingangsgröße ist bei diesem Modell somit nur der Bremsdruck erforderlich. Um die Temperaturabhängigkeit der Bremswirkung zu berücksichtigen kann zusätzlich die Temperatur gemessen oder ebenfalls mittels eines Algorithmus geschätzt werden. Die Schätzung der Bremskraft mittels eines mathematischen Modells hat den Vorteil, dass keine Kraftmess-Sensorik erforderlich ist.
  • Der zur Schätzung erforderliche Bremsdruck kann entweder mittels eines Drucksensors gemessen oder mittels eines mathematischen Modells ebenfalls geschätzt werden. Im Falle einer Druckmessung ist der entsprechende Drucksensor vorzugsweise nach der Hydraulikpumpe im Bremskreis angeordnet.
  • Im Falle einer Schätzung des Bremsdrucks wird vorzugsweise das Nachlaufverhalten der Hydraulikpumpe ausgewertet, um den Bremsdruck zu schätzen. Hierzu wird die Hydraulikpumpe (oder Pneumatikpumpe) vorzugsweise getaktet betrieben und nach einer fallenden Flanke des Taktsignals eine das Nachlaufverhalten der Pumpe charakterisierende Größe, wie z.B. eine Nachlaufspannung, der Pumpe ermittelt und ausgewertet. Wahlweise könnte z.B. auch der Verlauf der Drehzahl der Pumpe ausgewertet werden. Bei höherem Bremsdruck ergibt sich prinzipiell ein schnelleres Absinken der Nachlaufspannung bzw. Pumpendrehzahl, da die Pumpe stärker gebremst wird, und bei niedrigerem Bremsdruck ein langsameres Absinken der genannten Größen, da die Pumpe weniger stark gebremst wird. Daraus kann wiederum auf den aktuellen Bremsdruck geschlossen werden.
  • Das Nachlaufverhalten der Hydraulik- oder Pneumatikpumpe ist neben dem aktuellen Bremsdruck vor allem von der aktuellen Reibung abhängig. Der Reibungsanteil ist wiederum eine Funktion der aktuellen Temperatur der Pumpe. Um den Reibungsanteil heraus zu rechnen, wird vorzugsweise das Nachlaufverhalten der Pumpe bei einem bekannten Druck, der z.B. mittels eines Vordrucksensors ermittelt wird, bestimmt. Folgende Beispiele sollen dies verdeutlichen: Wird die Feststellbremse in einer Situation aktiviert, in der das Fuß-Bremspedal nicht betätigt wird (Vordruck = 0bar), so entspricht die aus dem Nachlaufverhalten berechnete Last zu Beginn dem Reibungsanteil. Dieser kann später bei Betrieb der Feststellbremse herausgerechnet werden. Wird die Feststellbremse dagegen in einer Situation aktiviert, in der das Fuß-Bremspedal betätigt wird (Vordruck > 0bar), kann aus dem Nachlaufverhalten der Pumpe, z.B. anhand eines Kennlinienfeldes, ebenfalls der Reibungsanteil ermittelt werden. Der Reibungsanteil kann somit später von der Gesamtlast subtrahiert und der Druckanteil bzw. der Bremsdruck ermittelt werden. Ein zusätzlicher Temperatursensor ist in diesem Fall nicht erforderlich.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Feststellbremssystem ist es darüber hinaus möglich, eine Fehlfunktion des Systems in einfacher Weise zu erkennen, da eine Meß- oder Schätzgröße für die Bremskraft vorliegt. Wenn die Bremskraft unter einen vorgegebenen Wert sinkt, kann der Fahrer z.B. optisch oder akustisch gewarnt oder es kann ein Eintrag in einen Fehlerspeicher vorgenommen werden.
  • Außerdem können Maßnahmen zur Behebung des Fehlers durchgeführt werden. Sofern die Feststellbremse nach einer Feststellanforderung nicht richtig verriegelt hat, kann z.B. ein erneutes Zuspannen der Feststellbremse automatisch veranlasst werden.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Ansicht einer aus dem Stand der Technik bekannten automatischen Parkbremse;
  • 2 ein hydraulisches Bremssystem gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung;
  • 3 eine schematische Darstellung eines mathematischen Modells zur Bremskraftberechnung;
  • 4 eine Bremsdruck-/Kraftkennlinie einer Fahrzeugbremse;
  • 5 eine schematische Darstellung eines mathematischen Modells zur Druckberechnung;
  • 6 eine Darstellung des Nachlaufverhaltens einer Hydraulikpumpe bei unterschiedlichem Bremsdruck;
  • 7 ein Flussdiagramm der wesentlichen Verfahrensschritte beim Verriegeln einer Feststellbremse mit Bremskraftschalter; und
  • 8 ein Flussdiagramm der wesentlichen Verfahrensschritte beim Verriegeln einer Feststellbremse mit Bremskraftschätzung.
  • Bezüglich der Erläuterung von 1 wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen.
  • 2 zeigt ein hydraulisches Bremssystem 30, das für eine Fahrdynamikregelung (z.B. ESP) ausgelegt ist. Das Bremssystem umfasst zwei Bremskreise 28a, 28b in X-Aufteilung, die symmetrisch ausgebildet sind. Im Folgenden wird daher nur auf den in der Fig. links dargestellten Teil 28a Bezug genommen.
  • Das Bremssystem umfasst ein Fuß-Bremspedal 1, einen Bremskraftverstärker 2 mit einem daran angeschlossenen Hauptbremszylinder 4, auf dem ein Bremsflüssigkeitsbehälter 3 angeordnet ist. Bei einer Betätigung des Fuß-Bremspedals 1 wird in den Hauptbremsleitung 15a, 15b ein entsprechender Druck erzeugt, der über ein Umschaltventil 18a, 18b und die beiden Einlassventile 20a, 20b auf die Bremsen 12 der Räder 14 wirkt. Der Pfad, in dem sich bei Betätigung des Fuß-Bremspedals ein Bremsdruck aufbaut, ist durch Pfeile b gekennzeichnet. Bei einer Betätigung des Fuß-Bremspedals 1 ist ein Hochdruckschaltventil 17a geschlossen.
  • Bei einer Betätigung der Feststellbremse mittels des Druckknopfs 8 wird der Bremsdruck automatisch aufgebaut und auf vorgegebene Räder 14 (z.B. die Räder LR und RR) verteilt. Das Bremssystem 30 umfasst zu diesem Zweck eine Hydraulikpumpe 19a, die von einem Steuergerät 7 angesteuert wird. Das Umschaltventil 18a ist in diesem Fall geschlossen und das Hochdruckschaltventil 17a geöffnet (umgekehrt zur gezeigten Stellung). Die Hydraulikpumpe 19a fördert das Hydraulikfluid dann entlang der Pfade a zu den Feststellbremsen 12 der Räder LR, RR. Das Hydraulikfluid strömt somit aus dem Bremsflüssigkeitsbehälter 3, durch die Hauptbremsleitung 15a, das Hochdruckschaltventil 7a, eine Ansaugleitung 16a, durch die Hydraulikpumpe 19a und weiter durch die Einlassventile 20a, 20b zu den Feststellbremsen 12 (das Element 13 ist hier nicht gezeigt). Kurzzeitige Druckspitzen werden in einen Ausgleichbehälter 23a gepuffert.
  • Um die Hydraulikpumpe 19a bzw. den zugehörigen Motor 25 optimal anzusteuern und darüber hinaus die Funktionsfähigkeit der Feststellbremse überwachen zu können, wird die an den Feststellbremsen 12, 13 (der Räder LR, RR) tatsächlich wirkende Bremskraft FBr ermittelt. Die Bremskraft FBr kann in unterschiedlicher Weise ermittelt werden:
    Die an der Radbremse 12 wirkende Bremskraft FBr kann gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels z.B. mittels eines Sensors gemessen werden. Hierzu ist ein Bremskraftsensor 26 vorgesehen, der z.B. als DMS-Sensor, als Kraftmesspatrone oder als Kraftschalter realisiert sein kann. Der Sensor 26 ist z.B. am Bremssattel 12 oder einem anderen Teil der Bremse angeordnet, das bei Betätigung der Bremse mechanisch reversibel verformt wird. Das Messsignal wird dem Steuergerät 7 zugeführt.
  • Bei einem Verriegelungsvorgang steuert das Steuergerät 7 den Motor 25 der Hydraulikpumpe 19a solange an, bis die gewünschte Bremskraft erreicht ist. Nach Erreichen der gewünschten Bremskraft FBr wird die Verriegelungseinrichtung 13 verriegelt und die Hydraulikpumpe 19a wieder heruntergefahren (d.h. der Bremsdruck wieder abgebaut). Eine Fehlfunktion der Feststellbremse kann in einfacher Weise durch Überwachung der Bremskraft FBr am Bremskraftschalter 26 ermittelt und der Fahrer gegebenenfalls gewarnt werden.
  • Zum Entriegeln (Lösen) der Feststellbremse 12, 13 wird der Bremsdruck durch Ansteuerung des Steuergeräts 7 wiederum auf einen vorgegebenen Wert gebracht, die Verriegelungseinrichtung 13 entriegelt und der Bremsdruck danach wieder abgebaut.
  • Anstelle eines kontinuierlich messenden Kraftsensors 26 kann auch ein Kraftschalter vorgesehen sein, der bei Überschreiten einer charakteristischen Bremskraft seinen Schaltzustand ändert. Der charakteristische Wert entspricht vorzugsweise der Eingangs genannten Mindestanforderung an die Bremskraft bei 18% Steigung und voll beladenem Fahrzeug. Nach Erreichen des charakteristischen Werts kann der Bremsdruck noch etwas weiter erhöht werden, um insbesondere mechanische Setzeffekte an der Feststellbremse 12, 13 auszugleichen. Hierzu wird wiederum die Hydraulikpumpe 19a bzw. deren Motor 25 vom Steuergerät 7 entsprechend angesteuert.
  • Die wesentlichen Verfahrensschritte beim Verriegeln eines Feststellbremssystems unter Verwendung eines Bremskraftschalter 26 sind in 7 dargestellt.
  • In Schritt 40 wird durch Ansteuerung der Hydraulikpumpe 19a zunächst Bremsdruck pBr aufgebaut. Die aktuelle Bremskraft FBr wird mittels eines Bremskraftschalters 26 gemessen (Schritt 41). Überschreitet die Bremskraft FBr einen vorgegebenen Schwellenwert SW, ändert der Bremskraftschalter 26 seinen Schaltzustand. Dies wird in Schritt 42 erkannt. Danach wird der Bremsdruck pBr noch um einen Betrag Δp erhöht (siehe 4), um zu verhindern, dass die Bremskraft FBr nach dem Abbau des Bremsdrucks pBr unter den erforderlichen Mindestwert sinkt (Schritt 43). In Schritt 44 wird die Verriegelungseinrichtung 13 verriegelt und in Schritt 45 der Bremsdruck pBr wieder abgebaut. Dabei kommt es aufgrund der mechanischen Eigenschaften und der Toleranzen der Feststellbremse 12 zu Setzeffekten, wodurch die Bremskraft leicht abnimmt (siehe 4, ΔF). Der Betrag Δp ist daher so zu wählen, dass nach dem Abbau des Bremsdrucks pBr die Schaltschwelle des Bremskraftschalters 26 nicht unterschritten wird.
  • Sollte die erforderliche Mindestbremskraft SW nach dem Druckabbau dennoch unterschritten werden, wird das Verriegelungsverfahren z.B. mit einem größeren Wert Δp automatisch wiederholt. Eine entsprechende Routine ist vorzugsweise im Steuergerät 7 hinterlegt.
  • Gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels ist ein mathematisches Modell 31 vorgesehen, mit dem die Bremskraft FBr geschätzt werden kann. Der Bremskraftsensor bzw. -schalter 26 kann in diesem Fall eingespart werden.
  • 3 zeigt ein Blockschaltbild eines mathematischen Modells 31 zum Schätzen der Bremskraft FBr, das im Steuergerät 7 hinterlegt ist. Das mathematische Modell 31 bildet das Verhalten des Bremssystems ab und kann somit aus einem gegebenen Bremsdruck pBr die resultierende Bremskraft FBr ermitteln. Das mathematische Modell 31 enthält hierzu insbesondere Informationen über den mechanischen Aufbau der Feststellbremse 12, 13, die Elastizitäten von Bremsbelag und Bremssattel, die Temperaturabhängigkeit der Bremseigenschaften, etc..
  • 4 zeigt den Zusammenhang zwischen Bremskraft F und Bremsdruck p in Form eines Diagramms. Nach dem Start (Zeitpunkt t1) der Hydraulikpumpe 19a erfolgt der Kraftaufbau in der Bremse 12 entlang der Kennlinie 33. Wegen der Einflüsse von Temperatur, mechanischen Toleranzen und anderen mechanischen Eigenschaften der Bremse kann die resultierende Bremskraft FBr jedoch nur mit relativ großer Ungenauigkeit bestimmt werden. Die Schätzung der Bremskraft FBr ist daher relativ ungenau.
  • Der Bremsdruck pBr kann entweder mittels eines Drucksensors 27 (siehe 2) gemessen oder mittels eines mathematischen Modells geschätzt werden. 5 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines mathematischen Modells 32 zum Schätzen des Bremsdrucks pBr. Das Modell 32 ist in der Lage, den Bremsdruck pBr durch Auswertung des Nachlaufverhaltens der Hydraulikpumpe 19a zu schätzen. Da sich das Nachlaufverhalten der Pumpe 19a abhängig vom vorherrschenden Druck ändert, kann daraus der Bremsdruck pBr geschätzt werden.
  • 6 zeigt den prinzipiellen Zusammenhang zwischen einer das Nachlaufverhalten der Pumpe kennzeichnenden Größe K (z.B. U, n) über der Zeit und unterschiedlichen Bremsdrücken pBr. Dabei ist zu erkennen, dass die Nachlaufspannung bzw. Drehzahl der Pumpe 19a prinzipiell mit zunehmendem Bremsdruck pBr stärker abnimmt. D.h. die Pumpe 19a wird bei höherem Druck pBr stärker gebremst als bei geringerem Druck. Der aktuelle Bremsdruck kann somit durch Auswertung des Nachlaufverhaltens der Pumpe 19a geschätzt werden.
  • Um das Nachlaufverhalten der Pumpe auswerten zu können, wird die Hydraulikpumpe 19a getaktet betrieben. Nach jeder fallenden Flanke des Taktsignals wird dem mathematischen Modell 32 eine das Nachlaufverhalten der Pumpe 19a kennzeichnende Größe K zugeführt und das Nachlaufverhalten der Pumpe 19a ausgewertet. Die überwachte Größe K kann z.B. eine generatorische Nachlaufspannung U der Pumpe 19a, eine Zeitdauer oder die Drehzahl n sein.
  • Um den Reibungsanteil bei der Auswertung zu berücksichtigen, wird vor dem Hochlaufen der Pumpe 19a der aktuell herrschende Druck mit dem Vordrucksensor 29 gemessen und das Nachlaufverhalten der Pumpe 19a bei diesem Druck ausgewertet. Ergibt die anfängliche Druckmessung einen Bremsdruck von etwa 0 bar – d.h, der Fahrer steht nicht am Fuß-Bremspedal 1 – entspricht der anfangs geschätzte Bremsdruck pBr dem Reibungsanteil. Dieser kann somit im Folgenden bei der Druckschätzung berücksichtigt werden.
  • Sofern der Fahrer zu Beginn das Fuß-Bremspedal 1 betätigt, kann der Reibungsanteil mit Kenntnis des aktuellen Vordrucks pvor ebenfalls bestimmt und bei der folgenden Schätzung des Bremsdrucks berücksichtigt werden. Dieses Verfahren hat den wesentlichen Vorteil, dass eine zusätzliche Temperatur-Sensorik nicht erforderlich ist.
  • 8 zeigt die wesentlichen Verfahrensschritte eines Verriegelungsvorgangs mit Bremskraftschätzung und Bremsdruckschätzung.
  • Nach einer Betätigung des Bedienelements 8 wird in Schritt 40 der Bremsdruck pBr durch entsprechende Ansteuerung der Hydraulikpumpe 19a erhöht. Der aktuelle Bremsdruck pBr wird mittels eines mathematischen Modells 32, wie bezüglich 5 beschrieben wurde, geschätzt (Schritt 41). Darüber hinaus wird in Schritt 46 die an einer Feststellbremse 12,13 wirkende Bremskraft FBr mittels des Modells 31 geschätzt, wie bezüglich 3 beschrieben wurde.
  • Überschreitet die geschätzte Bremskraft FBr einen vorgegebenen Schwellenwert SW (Abfrage in Schritt 42), wird der Bremsdruck pBr noch um einen Betrag Δp (siehe 4) erhöht, um die genannten Setzeffekte nach dem Verriegeln der Feststellbremse 12, 13 zu kompensieren. In Schritt 44 wird die Bremse 12, 13 schließlich verriegelt und in Schritt 45 der Druck wieder abgebaut.
  • Dieses Verfahren hat den wesentlichen Vorteil, dass neben dem ohnehin vorhandenen Vordrucksensor 29 keine weiteren Sensoren 26 bzw. 27 benötigt werden.
  • 1
    Fahrer-Bremspedal
    2
    Bremskraftverstärker
    3
    Bremsflüssigkeitsbehälter
    4
    auptbremszylinder
    5
    Magnetventil
    6
    Hydraulikeinheit
    7
    Steuergerät
    8
    Bedienelement
    9
    Batterie
    10
    Bremsleitung
    11
    Ventil
    12
    Bremse/Bremssattel
    13
    Verriegelungseinrichtung
    14
    Rad
    15
    Bremsleitung
    16
    Ansaugleitung
    17
    Hochdruckschaltventile
    18
    Umschaltventile
    19
    Hydraulikpumpe
    20
    Einschaltventile
    22
    Auslassventile
    23
    Ausgleichsbehälter
    24
    Rückschlagventile
    25
    Pumpenmotor
    26
    Kraftsensor
    27
    Bremsdrucksensor
    28
    Bremskreise
    29
    Vordrucksensor
    30
    Hydraulisches Bremssystem
    31
    mathematisches Modell zur Bremskraftschätzung
    32
    mathematisches Modell zur Bremsdruckschätzung
    33, 34, 35
    FBr/pBr-Kennlinien
    40–46
    Verfahrensschritte
    FBr
    Bremskraft
    PBr
    Bremsdruck

Claims (12)

  1. Feststellbremssystem für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Bedienelement (8) zum Feststellen und/oder Lösen der Feststellbremse (12, 13), ein Stellglied (19, 25) zum Einstellen der an der Feststellbremse (12, 13) wirkenden Bremskraft (FBr) und ein Steuergerät (7), das das Stellglied (19, 25) auf Anforderung ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (7, 26, 31) zum Ermitteln der an der Feststellbremse (12, 13) wirkenden Bremskraft (FBr) vorgesehen ist, und das Steuergerät (7) derart eingerichtet ist, dass das Stellglied (19, 25) in Abhängigkeit von der ermittelten Bremskraft (FBr) angesteuert wird, um die Feststellbremse (12, 13) zu verriegeln oder zu lösen.
  2. Feststellbremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (7, 26, 31) zum Ermitteln der Bremskraft (FBr) als Kraftsensor (26) realisiert ist.
  3. Feststellbremssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (7, 26, 31) zum Ermitteln der Bremskraft (FBr) als Bremskraftschalter realisiert ist.
  4. Feststellbremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (7, 26, 31) zum Ermitteln der Bremskraft (FBr) als mathematisches Modell (31, 32) realisiert ist, das in einem Steuergerät (7) hinterlegt ist, wobei das mathematische Modell (31, 32) unter Berücksichtigung eines Bremsdrucks (pBr) die an der Feststellbremse (12, 13) wirkende Bremskraft (FBr) ermittelt.
  5. Feststellbremssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (27) zum Messen des an der Feststellbremse (12, 13) wirkenden Bremsdrucks (pBr) vorgesehen ist.
  6. Feststellbremssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein mathematisches Modell (32) zum Schätzen des Bremsdrucks (pBr) vorgesehen ist, wobei das mathematische Modell (32) den Bremsdruck (pBr) durch Auswertung des Nachlaufverhalten des Stellglieds (19, 25) unter Berücksichtigung eines Vordrucks (pvor) schätzt, der vor dem Hochlaufen des Stellglieds (19, 25) im Bremssystem herrscht.
  7. Verfahren zum Betätigen eines Feststellbremssystems für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einem Bedienelement (8) zum Feststellen und/oder Lösen der Feststellbremse (12, 13), einem Stellglied (19, 25) zum Variieren des Bremsdrucks (pBr) und einem Steuergerät (7), das das Stellglied (19, 25) auf Anforderung ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Feststellbremse (12, 13) wirkende Bremskraft (FBr) mittels einer Einrichtung (7, 26, 31) ermittelt und das Stellglied (19, 25) unter Berücksichtigung der ermittelten Bremskraft (FBr) vom Steuergerät (7) angesteuert wird, um die Feststellbremse (12, 13) zu verriegeln oder zu lösen.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Feststellbremse (12, 13) wirkende Bremskraft (FBr) mittels eines Kraftsensors (26) gemessen wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Feststellbremse (12, 13) wirkende Bremskraft (FBr) mittels eines mathematischen Modells (31) geschätzt wird, wobei das mathematische Modell den an der Feststellbremse (12, 13) wirkenden Bremsdruck (pBr) berücksichtigt, um die Bremskraft (FBr) zu schätzen.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsdruck (pBr) mittels eines Drucksensors (27) gemessen wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsdruck (pBr) mittels eines mathematischen Modells (32) geschätzt wird, das eine das Nachlaufverhalten der Pumpe (19) kennzeichnende Grösse (K) auswertet, um den Bremsdruck (pBr) zu schätzen.
  12. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Feststellbremse (12, 13) wirkende Bremskraft (FBr) mittels eines Bremskraftschalters (26) überwacht wird, und das Stellglied (19, 25) nach Überschreiten einer Schaltschwelle (SW) des Bremskraftschalters (26), mit einem vorgegebenen zusätzlichen Druck (Δp) beaufschlagt wird.
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