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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb
einer elektrischen Parkbremse in einem Kraftfahrzeug gemäß den
Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bzw. 8.
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In
der
DE 102 38 870
A1 ist ein selbsttätiger Bremsvorgang eines Fahrzeuges
beschrieben, bei welchem nach dem Stillstand des Fahrzeuges und wenn
ein bestimmtes Auslösekriterium erfüllt ist, ein Bremsmoment
zur Erhaltung des Fahrzeugs im Stillstand durch die Betriebsbremse
aufgebaut wird. Nach Ablauf eines Haltezeitintervalls und wenn das Fahrzeug
in der Zwischenzeit nicht erneut angefahren wurde, wird die Feststellbremse
automatisch betätigt und die Betriebsbremse gelöst.
Auslösekriterien können dabei sein: das Beenden
der Betätigung der Betriebsbremse durch den Fahrer nach
dem Stillstand des Fahrzeuges, das Verlassen des Fahrzeugplatzes
durch den Fahrer oder das Betätigen eines hierzu vorgesehenen
Bedienelements.
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An
gleicher Stelle wird die Durchführung dieses Verfahrens
beim Start eines Fahrzeuges beschrieben, wobei nach dem Start des
Fahrzeugmotors mittels der Betriebsbremse ein dem Feststellbremsmoment
entsprechendes Bremsmoment erzeugt wird, während gleichzeitig
die Feststellbremse gelöst wird. Danach wird ein Haltezeitintervall
gestartet, in welchem die Betriebsbremse das Bremsmoment aufbringt.
Wird das Fahrzeug bis zum Ende des Haltezeitintervalls nicht angefahren,
so wird wiederum automatisch die Feststellbremse betätigt
und die Betriebsbremse gelöst. Wird das Fahrzeug angefahren,
löst sich die Betriebsbremse automatisch.
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Das
Lösen der Feststellbremse dauert bei diesem Verfahren länger
als ein üblicher Anfahrvorgang. Dabei bemerkt der Fahrer
beim Anfahren des Fahrzeuges einen Widerstand, da er gegen die teilweise
noch nicht gelöste Bremse anfährt.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren
und eine verbesserte Vorrichtung zum Betrieb einer elektrischen Parkbremse
anzugeben.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des
Verfahrens durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich
der Vorrichtung durch die in Anspruch 8 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei
einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb
einer elektrischen Parkbremse in einem Kraftfahrzeug wird bei dem
bei einer Auslösung der Parkbremse eine Feststellkraft
zum Halten des Fahrzeugs im Stillstand generiert und die Parkbremse wird
in Antwort auf eine Anforderung und Bereitstellung eines zum Anfahren
des Fahrzeugs hinreichend hohen Anfahrmoment gelöst. Dabei
wird die Feststellkraft auf einen ersten Feststellwert eingestellt, wenn
sich das Fahrzeug in einem nicht anfahrbereiten Betriebszustand
befindet oder in einen solchen Betriebszustand übergeht.
Falls das Fahrzeug sich hingegen in einem anfahrbereiten Betriebszustand befindet
oder geht in einen solchen Betriebszustand übergeht, wird
die Feststellkraft auf einen gegenüber dem ersten Feststellwert
reduzierten zweiten Feststellwert eingestellt, wobei der zweite
Feststellwert derart bestimmt wird, dass das Fahrzeug bis zur Anforderung
und Bereitstellung des zum Anfahren des Fahrzeugs hinreichend hohen
Anfahrmoments sicher gebremst bleibt.
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Durch
die Reduzierung der Feststellkraft vor dem Anfahren des Fahrzeugs,
wird auch die beim Anfahren erforderliche Lösezeit zum
Lösen der Feststellbremse reduziert und der Fahrer merkt
beim Anfahren lediglich einen geringen Bremswiderstand, wodurch
ein komfortables Anfahren möglich ist. Verschleiß und
Belastung von Fahrwerkskomponenten werden reduziert. Verfügt
das Kraftfahrzeug über ein Handschaltgetriebe, kann auf
einen Kupplungswegsensor zur Erfassung der Stellung der Kupplung oder
des Kupplungspedals verzichtet werden.
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Der
erste Feststellwert entspricht vorzugsweise einem Maximalwert der
mit der Parkbremse erzielbaren Feststellkraft.
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Vorzugsweise
befindet sich das Fahrzeug in dem anfahrbereiten Betriebszustand,
wenn ein Antriebsmotor des Fahrzeugs läuft oder gestartet
wird oder wenn eine Fahrpedalbetätigung ausreicht, um ein
Antriebsmoment bereitzustellen.
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Vorzugsweise
wird der reduzierte zweite Feststellwert der Feststellkraft in Abhängigkeit
von einer Parksituation bestimmt, insbesondere in Abhängigkeit
von mindestens einer der folgenden Größen: einer
Fahrzeugneigung, einer Bremsentemperatur an der Parkbremse, einem
Batteriezustand einer Fahrzeugbatterie, einer Fahrzeugmasse des Fahrzeugs,
einem Raddurchmesser von mindestens einem durch die Parkbremse gebremsten
Rad.
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Aus
der Kenntnis der Fahrzeugneigung, einer Masse des Fahrzeugs und
eines Reifendurchmessers kann so ein zum Halten des Fahrzeugs entgegen
einer Hangabtriebskraft erforderliches Feststellbremsmoment und
eine dementsprechende Feststellbremskraft als zweiter Feststellwert
ermittelt und eingestellt werden, vorzugsweise um einen Sicherheitsfaktor
erhöht. Ein Fahrzeug, das auf ebener Straße, ohne
Steigung, abgestellt ist, kann mit einer geringeren Feststellbremskraft
im Stillstand gehalten werden als ein im Gefälle geparktes
Kraftfahrzeug. Die entsprechend auf den zweiten Feststellwert angepasste
Feststellbremskraft hat beim Lösen der Parkbremse eine
reduzierte Lösezeit beim Anfahren des Fahrzeuges zur Folge.
Durch die Kenntnis der Bremsentemperatur können thermische
Ausdehnungseffekte in der Parkbremse bei der Berechung des zweiten
Feststellwertes berücksichtigt werden, so dass gewährleistet
wird, dass das Fahrzeug auch nach Abkühlung der Bremse
gehalten werden kann, wenn die Feststellkraft auf den zweiten Feststellwert reduziert
wird. Ist die Bremsentemperatur hoch, beispielsweise wenn nach einer
Fahrt mit häufigem Bremsengebrauch und kurzer Pause das
Fahrzeug erneut gestartet wird, so kann die Feststellbremskraft somit
gegenüber einer kalten Bremse erhöht werden, um
das Fahrzeug sicher im Stillstand zu halten. Bei Kenntnis des Batteriezustands
kann die Reduzierung der Feststellkraft auf den zweiten Feststellwert
aus Sicherheitsgründen verhindert werden, wenn nicht ausreichend
Energie zur Verfügung steht, um die Feststellkraft jederzeit
wieder auf den höheren ersten Feststellwert einzustellen.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die die Feststellbremskraft
vom reduzierten zweiten Feststellwert auf einen hier gegenüber
höheren Wert, insbesondere auf den ersten Feststellwert,
erhöht, wenn ein Anrollen des Fahrzeugs erkannt wird.
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In
einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird die
Parkbremse in Antwort auf eine Auslöseanforderung eines
Fahrers des Fahrzeugs, insbesondere in Antwort auf eine Betätigung einer
der Parkbremse zugeordneten Taste, betätigt.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann ein Zustandsparameter
Antriebszustand abgefragt werden, um den Zeitpunkt, zu welchem das
Fahrzeug losfahren soll und die Betriebsbremse gelöst werden
muss, festzustellen.
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Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betrieb einer
elektrischen Parkbremse in einem Fahrzeug umfasst eine Steuereinrichtung
zur Bereitstellung eines Steuersignals zur Ansteuerung der Parkbremse
und Einstellung einer dem Steuersignal entsprechenden Feststellkraft
in der Parkbremse. Die Steuereinrichtung ist dabei eingerichtet,
das Steuersignal derart zu generieren, dass die Parkbremse in Antwort
auf eine Anforderung und Bereitstellung eines zum Anfahren des Fahrzeugs
hinreichend hohen Anfahrmoment gelöst wird, und dass die
Feststellkraft in Abhängigkeit von einem Betriebszustand
des Fahrzeugs zwischen einem vorgegebenen ersten Feststellwert und
einem hier gegenüber reduzierten zweiten Feststellwert
zu variieren, wobei der zweite Feststellwert derart bestimmt wird,
dass das Fahrzeug bis zur Anforderung und Bereitstellung des hinreichend
hohen Anfahrmoments sicher gebremst bleibt.
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Vorzugsweise
ist die Steuereinrichtung eingerichtet mindestens eine der folgenden
Informationen zu empfangen und bei der Berechnung der Feststellkraft
zu berücksichtigen: eine Inforation über den Betriebszustand
des Fahrzeugs, eine Inforation über eine Fahrzeugneigung,
eine Inforation über eine Bremsentemperatur an der Parkbremse,
eine Inforation über einen Batteriezustand einer Fahrzeugbatterie,
eine Inforation über eine Fahrzeugmasse des Fahrzeugs,
eine Inforation über einen Raddurchmesser von mindestens
einem durch die Parkbremse gebremsten Rad.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand
einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 schematisch
eine elektrische Parkbremse und eine Vorrichtung zum Steuern und/oder Regeln
der elektrischen Parkbremse.
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In 1 ist
schematisch eine elektrische Parkbremse 1 eines Kraftfahrzeugs
mit einer Steuereinrichtung 2 zum Steuern der elektrischen
Parkbremse 1 gezeigt. Die Steuereinrichtung 2 gibt
als Steuersignal eine Feststellbremskraft FFSB vor,
die die Parkbremse 1 ausüben soll. Hierzu stehen
der Vorrichtung Informationen aus einer Anzahl von Sensoreinrichtungen 3.1 bis 3.8 und
einer Speichereinrichtung 4 zur Verfügung. Das
Fahrzeug weist einen in der Figur nicht gezeigten Antriebmotor auf,
der als Verbrennungsmotor oder Elektromotor ausgeführt sein
kann.
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Die
Sensoreinrichtung 3.1 bestimmt einen Motorbetriebszustand
MBZ. Im einfachsten Fall ist aus dem Motorbetriebszustand MBZ erkennbar,
ob ein Motor des Kraftfahrzeugs läuft oder abgeschaltet ist.
Die Sensoreinrichtung 3.2 bestimmt eine Fahrzeugneigung
FN, insbesondere eine Längsneigung des Kraftfahrzeugs.
Die Sensoreinrichtung 3.3 bestimmt einen Batteriezustand
BZ einer Fahrzeugbatterie. Die beiden Sensoreinrichtungen 3.4, 3.5 bestimmen
Bremsentemperaturen TB1, TB2 der
Bremsen des Kraftfahrzeugs. Es kann auch eine größere
Anzahl von Sensoreinrichtungen zur Bestimmung von Bremsentemperaturen
vorgesehen sein, insbesondere zur Bestimmung der von Bremsentemperaturen von
mehr als zwei mit der elektrischen Parkbremse bremsbaren Rädern
des Kraftfahrzeugs. Alternativ können die Bremsentemperaturen
TB1, TB2 auch in der
Steuereinrichtung 2 aus einer Energiebilanz von vorgenommenen
Bremsungen berechnet werden.
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Die
Sensoreinrichtung 3.6 erkennt ein Anrollen des Fahrzeugs
durch Erfassung von Raddrehzahlen N. Die Sensoreinrichtung 3.7 ermittelt
ein vom Fahrer des Fahrzeugs über eine Fahrpedalbetätigung
angefordertes Antriebsmoment MA. Die Sensoreinrichtung 3.8 ermittelt
ein von einem Antriebmotor an angetriebenen Rädern bereitgestelltes
Antriebsmoment MB.
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Es
kann eine kleinere Anzahl von Sensoreinrichtungen 3.1 bis 3.n vorgesehen
sein, wobei nicht alle der Signale MBZ, FN, BZ, TB1 bis
TBn, N ermittelt und berücksichtigt
werden müssen.
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In
der Speichereinrichtung 4 sind fahrzeugtypische Parameter
P abgespeichert, beispielsweise die Masse des Fahrzeugs und Reifenradien
der von der Parkbremse 1 gebremsten Räder.
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Die
elektrische Parkbremse 1 kann mehrere Einheiten an mehreren
Rädern des Kraftfahrzeugs umfassen. Die Steuereinrichtung 2 kann
verschiedene Feststellbremskräfte FFSB für
jedes dieser Räder vorgeben, beispielsweise bei verschiedenen
Bremsentemperaturen TB1 bis TBN.
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Die
Parkbremse 1 wird betätigt, wenn ein Feststellbefehl
vorliegt. Der Feststellbefehl wird vom Fahrer des Fahrzeugs durch
Betätigen eines der Parkbremse 1 zugeordneten
Schalters generiert. Denkbar ist auch eine automatische Generierung
des Feststellbefehl, beispielsweise dadurch, dass der Antriebsmotor
des Fahrzeugs abgestellt wird oder dass der Fahrer das Fahrzeug
bei laufendem Antriebmotor verlässt, und hierzu eine Tür öffnet
und/oder einen Sicherheitsgurt löst, was mittels einer
Türschalters bzw. Gurtschlossschalters auf einfache Weise
detektierbar ist. Wenn kein Feststellbefehl vorliegt, wird die Parkbremse 1 nicht
betätigt.
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Die
Steuereinrichtung 2 steuert die elektrische Parkbremse 1 mittels
folgenden Verfahrens, jeweils unter der Voraussetzung, dass ein
Feststellbefehl vorliegt, d. h. dass die Aktivierung der Parkbremse 1 erwünscht
ist:
Es wird zunächst festgestellt, ob das Fahrzeug
sich in einem anfahrbereiten Betriebszustand oder nicht anfahrbereiten
Betriebszustand befindet. Anfahrbereit ist das Fahrzeug dann, wenn
der Antriebsmotor des Fahrzeugs, bereits läuft oder gestartet
wird oder wenn eine Fahrpedalbetätigung ausreicht, um das über
die Fahrpedalbetätigung angeforderte Antriebsmoment bereitzustellen.
Entsprechend befindet sich das Fahrzeug in einem nicht anfahrbereiten
Betriebszustand, wenn der Antriebsmotor beispielsweise durch Betätigung
eines Zündschlüssels abgestellt worden ist oder
wenn sich das Fahrzeug in einem über ein sonstiges Zugangsberechtigungssystem
gesicherten Zustand befindet.
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Beim Überführen
des Fahrzeugs in den nicht anfahrbereiten Betriebszustand, beispielsweise
beim Abstellen des Motors, erhält die Steuereinrichtung 2 von
der Sensoreinrichtung 3.1 eine entsprechende Information über
den Motorbetriebszustand MBZ. Infolgedessen wird die Feststellbremskraft
FFSB der Parkbremse 1 auf einen
ersten Feststellwert eingestellt, so dass das Kraftfahrzeug sicher
steht. Der erste Feststellwert entspricht dabei einem vorgegebenen
Maximalwert der Feststellkraft FFSB.
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Wird
das Fahrzeug in den anfahrbereiten Betriebszustand übergeführt,
beispielsweise durch Starten des Antriebsmotors, erhält
die Steuereinrichtung 2 wieder die entsprechende Information über den
Motorbetriebszustand MBZ. Die Steuereinrichtung 2 reduziert
daraufhin die Feststellkraft FFSB auf einen
zweiten Feststellwert. Dieser zweite Feststellwert wird anhand von
mindestens einer der Informationen MBZ, FN, BZ, TB1 bis TBn derart bestimmt, dass das Fahrzeug sicher
festgehalten wird, wenn die Feststellkraft FFSB auf
den zweiten Feststellwert eingestellt wird
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Beispielsweise
kann aus der Kenntnis der Fahrzeugneigung FN, einer bekannten Masse
des Fahrzeugs und eines bekannten Reifendurchmessers ein zum Halten
des Fahrzeugs entgegen einer Hangabtriebskraft erforderliches Feststellbremsmoment
und eine dementsprechende Feststellbremskraft FFSB ermittelt
werden. Der Wert dieser vorzugsweise um einen Sicherheitsfaktor
erhöhten Feststellkraft FFSB entspricht
dem zweiten Feststellwert, der im anfahrbereiten Betriebszustand
des Fahrzeugs an der Parkbremse 1 eingestellt wird.
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Die
Parkbremse 1 wird dann gelöst, wenn der Antriebsmotor
gestartet ist und ein Anfahrmoment angefordert und bereitgestellt
wird, das zum Anfahren hinreichend hoch ist. Dies kann ebenfalls
in der Information zum Motorbetriebszustand MBZ oder in einer weiteren
Information zum Antriebszustand übermittelt werden.
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Um
die Wirksamkeit der Parkbremse 1 berücksichtigen
zu können, kann zur Bewertung der Parksituation und zur
Bestimmung des hinreichend hohen Anfahrmoments und/oder der erforderlichen, reduzierten
Feststellbremskraft FFSB, d. h. des zweiten
Feststellwertes, die Bremsentemperatur TB1,
TB2 berücksichtigt werden. Ist
die Bremsentemperatur TB1, TB2 hoch,
beispielsweise wenn nach einer Fahrt mit häufigem Bremsengebrauch
und kurzer Pause das Fahrzeug erneut gestartet wird, kann die Feststellbremskraft
FFSB verglichen mit einer kalten Bremse
erhöht werden, um das Fahrzeug im Stillstand zu halten.
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Weiter
können zur Bewertung der Parksituation und zur Bestimmung
des hinreichend hohen Anfahrmoments und/oder der erforderlichen,
reduzierten Feststellbremskraft FFSB weitere
Parameter eines Motorbetriebszustands ermittelt werden.
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Außerdem
kann zur Bewertung der Parksituation und zur Bestimmung des hinreichend
hohen Anfahrmoments und/oder der erforderlichen, reduzierten Feststellbremskraft
FFSB der Batteriezustand BZ berücksichtigt
werden. Damit wird beispielsweise festgestellt, ob dem Fahrzeug
genügend Energie zur Verfügung steht, um ein erneutes
automatisches Betätigen der Parkbremse 1 bei abgeschaltetem
Motor durchzuführen. Reicht die Energie hierfür
nicht aus, kann eine Reduzierung der Feststellbremskraft FFSB unterbleiben, um sicherzustellen, dass
das Kraftfahrzeug auch dann sicher gebremst bleibt, wenn der laufende
Motor ohne Anfahren wieder abgestellt wird.
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Die
Sensoreinrichtung 3.2 für die Fahrzeugneigung
FN kann beispielsweise als ein kapazitiver Neigungssensor oder ein
magnetoresistiver Winkelsensor ausgebildet sein.
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Die
Sensoreinrichtungen 3.4, 3.5 können beispielsweise
als Dickschichtwiderstände ausgebildet sein, die an je
einer Fahrzeugbremse angebracht sind.
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Die
Sensoreinrichtung 3.3 zur Ermittlung des Batteriezustands
BZ kann beispielsweise aus den elementaren Batteriekenngrößen
Spannung, Strom und Temperatur den Batteriezustand BZ errechnen.
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Die
Sensoreinrichtung 3.6 kann zur Detektion des Anrollens
des Fahrzeugs einen oder mehrere im Fahrzeug üblicherweise
vorhandene Raddrehzahlsensoren umfassen.
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Die
Sensoreinrichtung 3.7 kann einen Wegesensor zur Detektion
der Fahrpedalbetätigung umfassen.
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Die
Sensoreinrichtung 3.8 kann einen an einer Antriebsachse
des Fahrzeugs vorgesehenen Momentensensor umfassen. Alternativ kann
das bereitgestellte Antriebsmoment MB auch aus einer momentanen
Getriebeübersetzung und Motordrehzahl ermittelt werden.
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- 1
- elektrische
Parkbremse
- 2
- Steuereinrichtung
- 3.1
bis 3.n
- Sensor
- BZ
- Batteriezustand
- FN
- Fahrzeugneigung
- FFSB
- Feststellbremskraft
- MBZ
- Motorbetriebszustand
- TB1 bis TBn
- Bremsentemperatur
- N
- Raddrehzahl
- MA
- angefordertes
Antriebsmoment
- MB
- bereitgestelltes
Antriebsmoment
- P
- fahrzeugtypische
Parameter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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