DE102016219241A1

DE102016219241A1 - Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Feststellbremse

Info

Publication number: DE102016219241A1
Application number: DE102016219241.8A
Authority: DE
Inventors: Frank Baehrle-Miller; Edith Mannherz; Andreas Englert; Tobias Putzer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-10-05
Filing date: 2016-10-05
Publication date: 2018-04-05
Also published as: US10766466B2; CN107914695B; CN107914695A; US20180093651A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Feststellbremse mit wenigstens einem ersten Aktuator und einem zweiten Aktuator für ein Kraftfahrzeug, wobei die Aktuatoren für einen Betrieb jeweils mit einer definierten Stromstärke angesteuert werden, ist dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Phase, bis zum Erreichen einer definierten ersten Stromstärke, die Aktuatoren im Wesentlichen synchron betrieben werden und in einer nachfolgenden Phase, bis zum Erreichen einer definierten zweiten Stromstärke, die Aktuatoren sequenziell betrieben werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Feststellbremse mit wenigstens einem ersten Aktuator und einem zweiten Aktuator für ein Kraftfahrzeug, wobei die Aktuatoren für einen Betrieb jeweils mit einer definierten Stromstärke angesteuert werden, ist dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Phase, bis zum Erreichen einer definierten ersten Stromstärke, die Aktuatoren im Wesentlichen synchron betrieben werden und in einer nachfolgenden Phase, bis zum Erreichen einer definierten zweiten Stromstärke, die Aktuatoren sequenziell betrieben werden.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind automatisierte Feststellbremsen bekannt, wie beispielsweise in der sogenannten Motor-on-Caliper Ausführung aus der Patentanmeldung DE 10 2011 004 772 A1 . Eine Beschreibung der grundlegenden Funktionsweise erfolgt zu 1.
Eine APB benötigt zum Erreichen ihrer Zielklemmkraft einen bestimmten Strom pro Aktuator. Dies können bei herkömmlichen Parkbremse bis zu 23 A pro Aktuator sein bzw. ein Summenstrom von 46 A (die Werte sind im VDA-305-100 Kreuztausch-Standard festgelegt). Die Aktuatoren werden in der Regel mit leichtem Zeitversatz (typisch 40 Millisekunden) angesteuert. Dies bedeutet, dass im bestimmten Zuständen ein Summenstrom von 46 A fließen kann. Auf diesen Wert müssen die elektronischen Bauteile ausgelegt werden. Des Weiteren müssen auch die Strommessketten im Bereich 0 bis 46 A mit z.B. in VDA-305-100 Genauigkeitsanforderungen einhalten. Zudem ist die Bordnetzbelastung bei Strömen um 46 A sehr hoch.
Offenbarung der Erfindung
Vorteilhaft ermöglicht hingegen das erfindungsgemäße Verfahren das Erreichen der erforderlichen Zielklemmkraft bei einem geringeren Summenstrom. Ermöglicht wird dies gemäß der Erfindung durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Feststellbremse mit wenigstens einem ersten Aktuator und einem zweiten Aktuator für ein Kraftfahrzeug, wobei die Aktuatoren für einen Betrieb jeweils mit einer definierten Stromstärke angesteuert werden, ist dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Phase, bis zum Erreichen einer definierten ersten Stromstärke, die Aktuatoren im Wesentlichen synchron betrieben werden und in einer nachfolgenden Phase, bis zum Erreichen einer definierten zweiten Stromstärke, die Aktuatoren sequenziell betrieben werden.
Unter Aktuatoren werden insbesondere elektromechanische Aktuatoren, d.h. Elektromotoren verstanden. Die „zweite Stromstärke“ ist insbesondere so definiert, dass diese einer sogenannten Zielklemmkraft entspricht. Eine Zielklemmkraft ermöglicht ein dauerhaftes Halten des Fahrzeugs an einer bestimmten Steigung. Hierbei wird bspw. eine thermische Relaxation der Komponenten (bspw. Bremsscheibe, Bremsbelag, etc.) berücksichtigt. Die Größe der Zielklemmkraft kann gesetzlich vorgeschrieben sein. Diese ist unabhängig von dem Design der Feststellbremse. Die Stromstärke, um eine gewünschten Klemmkraft zu erzielen ist jedoch abhängig vom Design der Feststellbremse, dem Motor, dem Getriebe, der Temperatur des Stellers, etc. Eine Zielklemmkraft kann bspw. in der Größenordnung 15 Amper liegen. Bspw. können Werte zwischen 12 und 18 Amper definiert sein. Die „erste Stromstärke“ ist insbesondere so definiert, dass diese einer sogenannten Blockierklemmkraft entspricht. Eine Blockierklemmkraft ermöglicht ein Blockieren der Räder in der aktuellen Situation. Hierunter ist die aktuelle Haltekraft zu verstehen. Eine Blockierklemmkraft kann bspw. in der Größenordnung 9 Amper liegen. Bspw. können Werte zwischen 8 und 10 Amper definiert sein. Die „erste Stromstärke“ ist daher stets geringer als die „zweite Stromstärke“.
Die Aktuatoren werden in der ersten Phase im Wesentlichen synchron betrieben. Das heißt es erfolgt eine zeitlich übereinstimmende Ansteuerung. Ggf. kann sogar das gleiche Ansteuermuster vorliegen. Jedoch sei explizit erwähnt, dass ein geringer Zeitversatz, bspw. in der Größenordnung von 40 Millisekunden, zwischen der Ansteuerung mehrerer Aktuatoren liegen kann. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Aktuatoren in einem nachfolgenden Verfahrensschritt sequenziell betrieben werden. Das heißt also, der Betrieb der Aktuatoren zueinander ist zwischen der ersten und der nachfolgenden Phase unterschiedlich. Unter einem sequentiellen Betreiben kann eine Ansteuerung zu unterschiedlichen Zeitpunkten verstanden werden. D.h. der Betrieb der Aktuatoren erfolgt nacheinander. Hierbei können mehrere Ansteuerphasen möglich sein, d.h. ein Aktuator kann auch mehrfach angesteuert werden. Selbstverständlich können mehrere nachfolgende Phasen vorliegen in denen die Aktuatoren sequentiell betrieben werden. Diese sequentiell betriebenen Phasen können bspw. auch von Phasen des erneuten synchronen Betriebs unterbrochen werden. Unter einer Phase wird eine Zeitspanne mit einer definierten Verfahrenscharakteristik verstanden.
Weiterhin ist vorgesehen, dass mindestens zwei Aktuatoren betrieben werden. D.h. es. können bspw. bei vier betriebenen Aktuatoren entweder alle vier sequentiell betrieben werden oder es werden zwei Aktuatorgruppen definiert, wobei beide Gruppen sequentiell zueinander betrieben werden, wobei innerhalb einer Gruppe die Aktuatoren synchron betrieben werden.
Die Erfindung ermöglicht damit ein Zuspannverfahren, das vorteilhafterweise einen kleinen Summenstrom hat. Dies hat den Vorteil, dass die elektronischen Bauteile kleiner dimensioniert werden können, was sowohl Kosten als auch Platz auf der ohnehin schon knappen Leiterplatine spart. Das Verfahren kommt zusätzlich ohne für den Fahrer spürbare Performanceverminderung aus. Zudem ist das Verfahren auch dafür geeignet einen Notstop über die Parkbremse bei einem hochautomatisierten Parkmanöver durchzuführen, ohne das Fahrzeug dabei zum Gieren zu bringen. (Letzteres würde bei einem rein sequentiellen Zuspannen passieren). Zusätzlich bietet das Verfahren den Vorteil, dass mit einem kleineren zulässigen Strombereich, auch die Strommesskette in einem eingeschränkteren Bereich Genauigkeitsanforderungen erfüllen muss. Das heißt auch hier können Kosten gespart werden. Außerdem wird das Bordnetz mit kleineren Strömen belastet.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten Phase der erste Aktuator deaktiviert und der zweite Aktuator bis zum Erreichen der definierten zweiten Stromstärke aktiviert ist, und in einer dritten Phase der erste Aktuator bis zum Erreichen der definierten zweiten Stromstärke aktiviert und der zweite Aktuator deaktiviert ist.
Hierunter wird verstanden, dass in der zweiten Phase der zweite Aktuator betrieben, d.h. angesteuert wird. Die Ansteuerung erfolgt bis zu einer definierten Stromstärke. Diese als zweite Stromstärke bezeichnete Stromstärke entspricht einer definierten Zielklemmkraft (bspw. unter Berücksichtigung der vorliegenden Temperatur und der Spannung). Ist ein Aktuator deaktiviert, so wird dieser nicht betrieben, d.h. es erfolgt keine Ansteuerung. Der Aktuator ist abgeschaltet. Die zu erreichende zweite Stromstärke ist relativ hoch, jedoch notwendig, um die erforderliche Klemmkraft zu erzeugen. In vorteilhafter Weise ermöglicht das Verfahren damit eine Reduzierung des Summenstroms, da in der zweiten und dritten Phase lediglich einer der Aktuatoren bestromt wird.
In einer möglichen Ausgestaltung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb des zweiten Aktuator bis zum Erreichen der definierten zweiten Stromstärke nicht unterbrochen wird; und/oder der Betrieb des ersten Aktuator bis zum Erreichen der definierten zweiten Stromstärke einmal unterbrochen wird.
Hierunter wird verstanden, dass ein zweiter Aktuator der Feststellbremse ohne Unterbrechung betrieben wird. Der zweite Aktuator erreicht die erforderliche Zielklemmkraft im Rahmen einer ersten Ansteuerung. ohne dass er zwischenzeitlich gestoppt wird. Es ist daher keine weitere Ansteuerung notwendig.
Der erste Aktuator der Feststellbremse erfährt hingegen während dem Betrieb mindestens eine Unterbrechung. Der erste Aktuator erreicht daher die erforderliche Zielklemmkraft nicht während einer singulären Ansteuerung. Er wird mehrfach angesteuert. Vorteilhaft kann hierdurch ein schnelles Erreichen der Zielklemmkraft bei einem Aktuator (bei Berücksichtigung der gewünschten geringen Summenströme) ermöglicht werden. Weiterhin besteht lediglich ein geringer Regelungsaufwand für diesen Aktuator.
In einer bevorzugten Ausführung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass

– bei einem Start des Feststellvorgangs beide Aktuatoren aktiviert werden, und
– in einem ersten Schritt beide Aktuatoren synchron betrieben werden, und
– bei einem Erreichen der definierten ersten Stromstärke durch den ersten Aktuator, der erste Aktuator deaktiviert wird, und
– in einem zweiten Schritt nur der zweite Aktuator betrieben wird; und
– bei einem Erreichen der definierten zweiten Stromstärke durch den zweiten Aktuator, der zweite Aktuator deaktiviert wird, und
– in einem dritten Schritt der erste Aktuator erneut aktiviert und betrieben wird, und
– bei einem Erreichen der definierten zweiten Stromstärke durch den ersten Aktuators, der erste Aktuator deaktiviert wird.

Hierunter ist zu verstehen, welche Schritte ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens aufweisen kann. Bspw. weist ein Verfahren alle der genannten Schritte auf. In vorteilhafter Weise werden hierdurch hohe Summenströme vermieden. Weiterhin wird ein schnelles Erreichen der erforderlichen Zielklemmkraft bei einem Aktuator ermöglicht.
In einer alternativen Weiterbildung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten Phase der erste Aktuator deaktiviert ist und der zweite Aktuator bis zum Erreichen der definierten ersten Stromstärke aktiviert ist, und in einer dritten Phase der erste und der zweite Aktuator deaktiviert sind, und in einer vierten Phase der erste Aktuator aktiviert und der zweite Aktuator deaktiviert ist, und in einer fünften Phase der erste Aktuator deaktiviert und der zweite Aktuator aktiviert ist.
Hierunter wird verstanden, dass die Aktuatoren bspw. bei einem Erreichen der Blockierklemmkraft abgeschaltet werden. In einer definierten Zeitspanne können im Anschluss beide Aktuatoren abgeschaltet sein. Darauf folgend oder ggf. zu einem definierten späteren Zeitpunkt erfolgt eine erneute Aktivierung der Aktuatoren. Hierbei wird zunächst wiederum einer der Aktuatoren aktiviert und betrieben, insbesondere solange aktiviert bis dieser die Zielklemmkraft erreicht hat. Im Anschluss wird der andere Aktuator aktiviert und betrieben, insbesondere bis dieser die Zielklemmkraft erreicht hat.
In vorteilhafter Weise wird hierdurch eine Vereinfachung der Ablaufsteuerung erreicht. Weiterhin wird eine radindividuelle Regelung- oder auch Pausierenermöglicht, um den Klemmkraftaufbau spezifischen Bedingungen anzupassen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass

– bei einem Start des Feststellvorgangs beide Aktuatoren aktiviert werden, und
– in einem ersten Schritt beide Aktuatoren synchron betrieben werden, und
– bei einem Erreichen der definierten ersten Stromstärke durch den ersten Aktuator, der erste Aktuator deaktiviert wird, und
– in einem zweiten Schritt nur der zweite Aktuator betrieben wird, und
– bei einem Erreichen der definierten ersten Stromstärke durch den zweiten Aktuator, der zweite Aktuator deaktiviert wird, und
– in einem dritten Schritt beide Aktuatoren nicht betrieben werden, und
– bei einer Erfüllung einer definierten Bedingung der erste Aktuator aktiviert wird
– in einem vierten Schritt nur der erste Aktuator betrieben wird; und
– bei einem Erreichen der definierten zweiten Stromstärke durch den ersten Aktuator, der erste Aktuator deaktiviert wird, und
– in einem fünften Schritt der zweite Aktuator erneut aktiviert und betrieben wird, und
– bei einem Erreichen der definierten zweiten Stromstärke durch den zweiten Aktuator, der zweite Aktuator deaktiviert wird.

Hierunter ist zu verstehen, welche Schritte ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens aufweisen kann. Bspw. weist ein Verfahren alle der genannten Schritte auf. In vorteilhafter Weise kann dadurch eine Vereinfachung der Ablaufsteuerung erfolgen. Weiterhin wird eine individuelle Regelung- oder auch Pausierenermöglicht, um die Steuerung spezifischen Bedingungen anzupassen
In einer alternativen Ausführung werden beide Aktuatoren sofort ausgeschalten, sobald der erste der beiden Aktuatoren das definierte erste Stromniveau erreicht/überschreitet. Natürlich ist in einer weiteren Ausführung auch ein Wechsel der Aktuatoren zwischen Schritt 4 und Schritt 5 denkbar, so dass in Schritt 4 der zweite Aktuator betrieben wird und in Schritt 5 der erste Aktuator.
In einer möglichen Ausführung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass als definierte erste Stromstärke eine Summenstromstärke des ersten Aktuators und des zweiten Aktuators berücksichtigt wird.
Hierunter wird verstanden, dass ein Abschalten eines Aktuators- oder beider Aktuatoren – erfolgt, sobald die Summenstromstärke eine definierte Höhe erreicht hat. In vorteilhafter Weise wird hierdurch der Schutz der Komponenten vor zu hohen Strömen verbessert. Vorteilhafterweise wird hierdurch auch eine optimale Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Kapazitäten der verbauten Komponenten ermöglicht. Weiterhin kann hierdurch bereits eine hohe Klemmkraft durch beide Aktuatoren erzielt werden, bevor eine erste Abschaltung erfolgt.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die definierte erste Stromstärke und/oder zweite Stromstärke aus einer erforderlichen oder gewünschten Klemmkraft der Feststellbremse abgeleitet wird, insbesondere unter Berücksichtigung einer anliegenden Spannung, und/oder einer Temperatur, und/oder definierter Motorparameter.
Wie bereits ausgeführt, ist die Größe der Zielklemmkraft unabhängig von dem Design der Feststellbremse. Die Stromstärke, die benötigt ist eine gewünschte Klemmkraft zu erzielen, ist jedoch abhängig vom Design der Feststellbremse, dem Motor, dem Getriebe, sowie den Umgebungsbedingungen (insbesondere Temperatur und Spannung), etc. Die Festlegung der Stromstärken kann daher in Abhängigkeit des Designs der Feststellbremse sowie der zu erzielenden Klemmkraft erfolgten. Hierbei kann auch eine anliegende Spannung berücksichtigt werden. In vorteilhafter Weise kann dadurch eine spezifische, d.h. individuelle Definition der festgelegten Stromstärken erfolgen.
Erfindungsgemäß ist weiterhin eine Vorrichtung vorgesehen, die eingerichtet ist, das beschriebene Verfahren auszuführen.
Hierunter wird verstanden, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch das beschriebene Verfahren durchzuführen. Bspw. ist eine Vorrichtung vorgesehen, die eingerichtet zur Ausführung eines Verfahrens zum Betreiben einer automatisierten Feststellbremse mit wenigstens einem ersten Aktuators und einem zweiten Aktuator für ein Kraftfahrzeug, wobei die Aktuatoren für einen Betrieb jeweils mit einer definierten Stromstärke angesteuert werden, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass in einer ersten Phase, bis zum Erreichen einer definierten ersten Stromstärke, die Aktuatoren im Wesentlichen synchron betrieben werden und in einer nachfolgenden Phase, bis zum Erreichen einer definierten zweiten Stromstärke, die Aktuatoren sequenziell betrieben werden. Als Vorrichtung kann bspw. ein Steuergerät zum Betreiben einer automatisierten Feststellbremse für ein Kraftfahrzeug und/oder eine automatisierte Feststellbremse und/oder Aktuatoren und/oder Sensoren und/oder ein hydraulisches Bremssystem angesehen werden.
Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Computerprogramm vorgesehen, das dazu eingerichtet ist, das beschriebene Verfahren auszuführen sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.
Ausführungsformen
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeit der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Figuren.
Von den Figuren zeigt:
1 eine schematische Schnittansicht einer Bremsvorrichtung mit einer automatischen Feststellbremse in Motor-on-Caliper Ausführung; und
2a, 2b jeweils einen schematischen Verfahrensablauf entsprechend einer ersten und einer zweiten Ausführungsform, und
3 eine schematische Darstellung der Motorströme der beiden Aktuatoren gemäß der ersten Ausführungsform, und
4 eine schematische Darstellung der Motorströme der beiden Aktuatoren gemäß der zweiten Ausführungsform.
1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Bremsvorrichtung 1 für ein Fahrzeug. Die Bremsvorrichtung 1 weist dabei eine automatisierte Feststellbremse 13 auf (auch automatische Feststellbremse oder automatisierte Parkbremse, kurz APB genannt), die mittels eines elektromechanischen Aktuators 2 (Elektromotor), eine Klemmkraft zum Festsetzen des Fahrzeugs ausüben kann. Ein Bremssystem umfasst häufig zwei Feststellbremsen 13 jeweils mit einem elektromechanischen Aktuator 2a, 2b. Die Feststellbremsen sind häufig an der Hinterachse angeordnet, wobei jeweils eine Feststellbremse 13 an der linken sowie rechten Bremsvorrichtung 1 positioniert ist.
Der elektromechanische Aktuator 2 der dargestellten Feststellbremse 13 treibt hierfür eine in einer axialen Richtung gelagerte Spindel 3, insbesondere eine Gewindespindel 3, an. An ihrem dem Aktuator 2 abgewandten Ende ist die Spindel 3 mit einer Spindelmutter 4 versehen, die im zugespannten Zustand der automatisierten Feststellbremse 13 an dem Bremskolbens 5 anliegt. Die Feststellbremse 13 übertragt auf diese Weise eine Kraft auf die Bremsbeläge 8, 8‘, bzw. die Bremsscheibe 7. Die Spindelmutter liegt dabei an einer inneren Stirnseite des Bremskolbens 5 (auch Rückseite des Bremskolbenbodens oder innerer Kolbenboden genannt) an. Die Spindelmutter 4 wird bei einer Drehbewegung des Aktuators 2 und einer resultierenden Drehbewegung der Spindel 3 in der axialen Richtung verschoben. Die Spindelmutter 4 und der Bremskolben 5 sind in einem Bremssattel 6 gelagert, der eine Bremsscheibe 7 zangenartig übergreift.
Zu beiden Seiten der Bremsscheibe 7 ist jeweils ein Bremsbelag 8, 8‘ angeordnet. Im Fall eines Zuspannvorgangs der Bremsvorrichtung 1 mittels der automatisierten Feststellbremse 13 dreht sich der Elektromotor (Aktuator 2), woraufhin die Spindelmutter 4 sowie der Bremskolben 5 in der axialen Richtung auf die Bremsscheibe 7 zubewegt werden, um so eine vorbestimmte Klemmkraft zwischen den Bremsbelägen 8, 8‘ und der Bremsscheibe 7 zu erzeugen.
Aufgrund des Spindelantriebs und der damit verbundenen Selbsthemmung wird eine bei der Feststellbremse 13 mittels einer Ansteuerung des Elektromotors erzeugten Kraft auch bei einer Beendigung der Ansteuerung weiter gehalten.
Die automatisierte Feststellbremse 13 ist bspw. wie abgebildet als Motor-on-Caliper System ausgebildet und mit der Betriebsbremse 14 kombiniert. Man könnte die Feststellbremse 13 auch als in das System der Betriebsbremse 14 integriert ansehen. Sowohl die automatisierte Feststellbremse 13 als auch die Betriebsbremse 14 greifen dabei auf denselben Bremskolben 5 sowie denselben Bremssattel 6 zu, um eine Bremskraft auf die Bremsscheibe 7 aufzubauen. Die Betriebsbremse 14 besitzt jedoch einen separaten hydraulischen Aktuator 10, bspw. ein Fußbremspedal mit einem Bremskraftverstärker. Die Betriebsbremse 14 ist in 1 als hydraulisches System ausgestaltet, wobei der hydraulische Aktuator 10 durch die ESP-Pumpe oder einen elektromechanischen Bremskraftverstärker (bspw. Bosch iBooster) unterstützt oder durch diese umgesetzt werden kann. Auch weitere Ausführungsformen des Aktuators 10 sind denkbar, bspw. in Form einer sogenannten IPB (Integrated Power Brake), welche im Grundsatz ein Brake-by-Wire-System darstellt, bei welchem ein Plunger benutzt wird, um hydraulischen Druck aufzubauen. Bei einer Betriebsbremsung wird eine vorbestimmte Klemmkraft zwischen den Bremsbelägen 8, 8‘ und der Bremsscheibe 7 hydraulisch aufgebaut. Zum Aufbau einer Bremskraft mittels der hydraulischen Betriebsbremse 14 wird ein Medium 11, insbesondere eine im Wesentlich inkompressible Bremsflüssigkeit 11, in einen durch den Bremskolben 5 und den Bremssattel 6 begrenzten Fluidraum gepresst. Der Bremskolben 5 ist gegenüber der Umgebung mittels eines Kolbendichtring 12 abgedichtet.
Die Ansteuerung der Bremsaktuatoren 2 und 10 erfolgt mittels einer oder mehrere Endstufen, d.h. mittels eines Steuergeräts 9, bei dem es sich bspw. um ein Steuergerät eines Fahrdynamiksystems, wie ESP (elektronisches Stabilitätsprogramm) oder ein sonstiges Steuergerät handeln kann.
Bei einer Ansteuerung der automatisierten Feststellbremse 13 müssen zuerst der Leerweg bzw. das Lüftspiel überwunden werden, bevor eine Bremskraft aufgebaut werden kann. Als Leerweg wird bspw. der Abstand bezeichnet, den die Spindelmutter 4 durch die Rotation der Spindel 3 überwinden muss, um in Kontakt mit dem Bremskolben 5 zu gelangen. Als Lüftspiel wird der Abstand zwischen den Bremsbelägen 8, 8‘ und der Bremsscheibe 7 bei Scheibenbremsanlagen von Kraftfahrzeugen bezeichnet. Dieser Vorgang dauert in Bezug auf die Gesamtansteuerung, insbesondere bei der automatisierten Feststellbremse 13, in der Regel relativ lang. Am Ende einer derartigen Vorbereitungsphase sind die Bremsbeläge 8, 8‘ an die Bremsscheibe 7 angelegt und der Kraftaufbau beginnt bei einem weiteren Verfahren. 1 zeigt den Zustand des bereits überwundenen Leerwegs und Lüftspiels. Hierbei sind die Bremsbeläge 8, 8‘ an die Bremsscheibe 7 angelegt und sämtliche Bremsen, d.h. die Feststellbremse 13 als auch die Betriebsbremse 14, können bei einer folgenden Ansteuerung sofort eine Bremskraft an dem entsprechenden Rad aufbauen. Die Beschreibungen zu Lüftspiel gelten in analoger Weise auch für die Betriebsbremse 14, wobei jedoch aufgrund der hohen Druckaufbaudynamik die Überwindung eines Leerwegs einen geringeren Zeitaufwand darstellt als bei der Feststellbremse 13.
Die 2a und 2b zeigen jeweils einen schematischen Verfahrensablauf entsprechend einer ersten und einer zweiten Ausführungsform.
2a zeigt dabei die erste Ausführungsform. Nach dem Start des Verfahrens, werden zunächst in einem ersten Verfahrensschritt S1a beide Aktuatoren einer automatisierten Parkbremse synchron zugespannt. Hierbei kann ein geringer Zeitversatz zwischen dem Start beider Aktuatoren vorliegen. Der Zeitversatz beträgt bspw. 40 Millisekunden. Die Aktuierung beider Aktuatoren erfolgt solange bis eine Bedingung B1a erfüllt wird. Die Bedingung B1a ist erfüllt, sobald der erste Aktuator eine definierte erste Stromstärke erreicht. Die erste Stromstärke ist so definiert, dass diese einer Klemmkraft entspricht, welche ausreichend ist zum Blockieren der entsprechenden Räder. Die definierte erste Stromstärke ist bspw. 10 Amper. Ist die Bedingung B1a erfüllt, wird der erste Aktuator abgeschaltet und verbleibt in einem nächsten Verfahrensschritt S2a in ausgeschaltetem Zustand. Der zweite Aktuator wird in dem Schritt S2a weiter aktuiert bis eine weitere Bedingung B2a erfüllt wird. Die Bedingung B2a ist erfüllt, sobald der zweite Aktuator eine definierte zweite Stromstärke erreicht. Die zweite Stromstärke ist so definiert, dass diese einer Zielklemmkraft entspricht, welche ausreichend ist zum dauerhaften und sicheren Halten des Fahrzeugs. Die definierte zweite Stromstärke ist bspw. 18 Amper. Ist die Bedingung B2a erfüllt, wird der zweite Aktuator abgeschaltet und verbleibt in dem nächsten Verfahrensschritt S3a im abgeschalteten Zustand. Der erste Aktuator wird in dem Verfahrensschritt S3a erneut eingeschalten und aktuiert bis eine Bedingung B3a erfüllt wird. Die Bedingung B3a ist erfüllt, sobald der erste Aktuator eine definierte zweite Stromstärke erreicht. Die zweite Stromstärke ist so definiert, dass diese einer Zielklemmkraft entspricht, welche ausreichend ist zum dauerhaften und sicheren Halten des Fahrzeugs. Im Anschluss wird auch der erste Aktuator abgeschaltet und das Verfahren beendet.
2b zeigt dabei die zweite Ausführungsform. Nach dem Start des Verfahrens, werden zunächst in einem ersten Verfahrensschritt S1b beide Aktuatoren einer automatisierten Parkbremse synchron zugespannt. Hierbei kann ein geringer Zeitversatz zwischen dem Start beider Aktuatoren vorliegen. Der Zeitversatz beträgt bspw. 40 Millisekunden. Die Aktuierung beider Aktuatoren erfolgt solange bis eine Bedingung B1b erfüllt wird. Die Bedingung B1b ist erfüllt, sobald der erste Aktuator eine definierte erste Stromstärke erreicht. Die erste Stromstärke ist so definiert, dass diese einer Klemmkraft entspricht, welche ausreichend ist zum Blockieren der entsprechenden Räder. Die definierte erste Stromstärke ist bspw. 10 Amper. Ist die Bedingung B1b erfüllt, wird der erste Aktuator abgeschaltet und verbleibt in einem nächsten Verfahrensschritt S2b in ausgeschaltetem Zustand. Der zweite Aktuator wird in dem Schritt S2b weiter aktuiert bis eine weitere Bedingung B2b erfüllt wird. Die Bedingung B2b ist erfüllt, sobald der zweite Aktuator eine definierte erste Stromstärke erreicht. Die erste Stromstärke ist so definiert, dass diese einer Klemmkraft entspricht, welche ausreichend ist zum Blockieren der entsprechenden Räder. Die definierte erste Stromstärke ist bspw. 10 Amper. Ist die Bedingung B2b erfüllt, wird der zweite Aktuator abgeschaltet und verbleibt in einem nächsten Verfahrensschritt S3b in ausgeschaltetem Zustand. Auch der erste Aktuator verbleibt in dem Verfahrensschritt S3b in ausgeschaltetem Zustand. Beide Aktuatoren verbleiben also während dem Verfahrensschritt S3b ausgeschalten bis eine Bedingung B3b erfüllt ist. Die Bedingung B3b ist bspw. erfüllt, nach dem Ablauf einer gewissen Zeitspanne. Ist die Bedingung B3b erfüllt wird der erste Aktuator erneut eingeschalten und in dem Verfahrensschritt S4b aktuiert bis eine Bedingung B4b erfüllt wird. Die Bedingung B4b ist erfüllt, sobald der erste Aktuator eine definierte zweite Stromstärke erreicht. Die zweite Stromstärke ist so definiert, dass diese einer Zielklemmkraft entspricht, welche ausreichend ist zum dauerhaften und sicheren Halten des Fahrzeugs. Die definierte zweite Stromstärke ist bspw. 18 Amper. Ist die Bedingung B4b erfüllt, wird der erste Aktuator abgeschaltet und verbleibt in dem nächsten Verfahrensschritt S5b im abgeschalteten Zustand. Der zweite Aktuator wird in dem Verfahrensschritt S5b erneut eingeschalten und aktuiert bis eine Bedingung B5b erfüllt wird. Die Bedingung B5b ist erfüllt, sobald der zweite Aktuator eine definierte zweite Stromstärke erreicht. Die zweite Stromstärke ist so definiert, dass diese einer Zielklemmkraft entspricht, welche ausreichend ist zum dauerhaften und sicheren Halten des Fahrzeugs. Im Anschluss wird auch der zweite Aktuator abgeschaltet und das Verfahren beendet.
3 zeigt eine schematische Darstellung der Motorströme I_2a und I_2b der beiden Aktuatoren 2a und 2b gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass beide Aktuatoren 2a, 2b synchron zugespannt werden, bis der aufgenommene Strom I_2a während des Klemmkraftaufbaus bei dem Aktuator 2a zum ersten Mal ein Stromniveau i1 erreicht/überschreitet, dass zum Blockieren des entsprechenden Rades ausreicht. Dieser Aktuator 2a wird ausgeschaltet, während der andere Aktuator 2b auf die Zielklemmkraft zugespannt wird. Diese wird erreicht, wenn der aufgenommene Strom I_2b bei dem Aktuator 2b während des Klemmkraftaufbaus zum ersten Mal das Stromniveau i2 erreicht/überschreitet. Anschließend wird der erste Aktuator 2a auf die Zielklemmkraft zugespannt und abgeschaltet, wenn der aufgenommene Strom I_2a bei dem Aktuator 2a zum ersten Mal das Stromniveau i2 erreicht/ überschreitet.
Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass bei einem Einschalten eines Aktuators ein sogenannter Strompeak (kurzzeitig auftretende Anlaufstromspitze) auftreten kann. In 3 und 4 sind solche Strompeaks mit dargestellt. Derartige Strompeaks sollen jedoch nicht bei einer Auswertung der Stromwerte zur Ermittlung der Klemmkraft berücksichtigt werden. Bspw. kann eine Nicht-Berücksichtigung von Stromwerten eines Einschaltpeaks mittels eines zeitlichen Faktors ermöglicht werden, insbesondere, dass keine Berücksichtigung von Stromwerten der ersten 10ms bis 80ms, bspw. 40ms, des Einschaltvorgangs erfolgt oder anderen bekannten Verfahren und Ansätzen.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass mit i1 (für beide Aktuatoren, z.B. 10 A), die Hinterräder blockiert werden können. Dies bedeutet, dass eine weitere Erhöhung der Klemmkraft nicht zu einer höheren Verzögerung des Fahrzeuges beiträgt. Um anschließend auch noch Klemmkraftverluste durch z.B. thermische Relaxation zu berücksichtigen, muss bei einem „ParkApply“ (= Zuspannen der Parkbremse auf eine Klemmkraft, die ausreicht um ein Fahrzeug dauerhaft an der entsprechenden Steigung zu sichern) die Klemmkraft entsprechend erhöht werden. Aber diese Erhöhung verursacht in dem Moment keine für den Fahrer spürbare Fahrzeugreaktion und kann somit auch mehr Zeit in Anspruch nehmen als bei einer komplett parallelen Aktuierung der Parkbremse.
4 zeigt eine schematische Darstellung der Motorströme I_2a und I_2b der beiden Aktuatoren 2a und 2b gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass beide Aktuatoren einer automatischen Parkbremse synchron zugespannt werden, bis der aufgenommene Strom I_2a während des Klemmkraftaufbaus bei dem Aktuator 2a zum ersten Mal ein Stromniveau i1 erreicht/überschreitet, dass zum Blockieren des entsprechenden Rades ausreicht. Dieser Aktuator 2a wird ausgeschaltet. Der zweite Aktuator 2b wird ebenfalls ausgeschalten sobald der aufgenommene Strom I_2b bei dem Aktuator 2b zum ersten Mal ein Stromniveau i1 erreicht/überschreitet, dass zum Blockieren des entsprechenden Rades ausreicht. Anschließend erfolgt eine Ruhephase in der kein Motorstrom I_2a, I_2b appliziert wird. Anschließend wird der erste Aktuator 2a erneut aktiviert und bis auf die Zielklemmkraft zugespannt und abgeschaltet, wenn der aufgenommene Strom I_2a bei dem Aktuator 2a zum ersten Mal das Stromniveau i2 erreicht/ überschreitet. Daran anschließend wird der zweite Aktuator 2b erneut aktiviert und bis auf die Zielklemmkraft zugespannt und abgeschaltet, wenn der aufgenommene Strom I_2b bei dem Aktuator 2b zum ersten Mal das Stromniveau i2 erreicht/ überschreitet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011004772 A1 [0002]

Claims

Verfahren (V) zum Betreiben einer automatisierten Feststellbremse (13) mit wenigstens einem ersten Aktuator (2a) und einem zweiten Aktuator (2a) für ein Kraftfahrzeug, wobei die Aktuatoren (2a, 2b) für einen Betrieb jeweils mit einer definierten Stromstärke (i) angesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Phase, bis zum Erreichen einer definierten ersten Stromstärke (i1), die Aktuatoren (2a, 2b) im Wesentlichen synchron betrieben werden und in einer nachfolgenden Phase, bis zum Erreichen einer definierten zweiten Stromstärke (i2), die Aktuatoren (2a, 2b) sequenziell betrieben werden.
Verfahren (V) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – in einer zweiten Phase der erste Aktuator (2a) deaktiviert und der zweite Aktuator (2b) bis zum Erreichen der definierten zweiten Stromstärke (i2) aktiviert ist, und – in einer dritten Phase der erste Aktuator (2a) bis zum Erreichen der definierten zweiten Stromstärke (i2) aktiviert und der zweite Aktuator deaktiviert ist.
Verfahren (V) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – der Betrieb des zweiten Aktuator (2b) bis zum Erreichen der definierten zweiten Stromstärke (i2) nicht unterbrochen wird; und/oder – der Betrieb des ersten Aktuator (2a) bis zum Erreichen der definierten zweiten Stromstärke (i2) einmal unterbrochen wird.
Verfahren (V) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – bei einem Start des Feststellvorgangs beide Aktuatoren (2a, 2b) aktiviert werden, und – in einem ersten Schritt (S1a) beide Aktuatoren (2a, 2b) synchron betrieben werden, und – bei einem Erreichen der definierten ersten Stromstärke (i1) durch den ersten Aktuator (2a), der erste Aktuator (2a) deaktiviert wird, und – in einem zweiten Schritt (S2a) nur der zweite Aktuator (2b) betrieben wird; und – bei einem Erreichen der definierten zweiten Stromstärke (i2) durch den zweiten Aktuator (2b), der zweite Aktuator (2b) deaktiviert wird, und – in einem dritten Schritt (S3a) der erste Aktuator (2a) erneut aktiviert und betrieben wird, und – bei einem Erreichen der definierten zweiten Stromstärke (i2) durch den ersten Aktuators (2a), der erste Aktuator (2a) deaktiviert wird.
Verfahren (V) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass – in einer zweiten Phase der erste Aktuator (2a) deaktiviert ist und der zweite Aktuator (2b) bis zum Erreichen der definierten ersten Stromstärke (i1) aktiviert ist, und – in einer dritten Phase der erste Aktuator (2a) und der zweite Aktuator (2b) deaktiviert sind, und – in einer vierten Phase der erste Aktuator (2a) aktiviert und der zweite Aktuator (2b) deaktiviert ist, und – in einer fünften Phase der erste Aktuator (2a) deaktiviert und der zweite Aktuator (2b) aktiviert ist.
Verfahren (V) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – bei einem Start des Feststellvorgangs beide Aktuatoren (2a, 2b) aktiviert werden, und – in einem ersten Schritt (S1b) beide Aktuatoren (2a, 2b) synchron betrieben werden, und – bei einem Erreichen der definierten ersten Stromstärke (i1) durch den ersten Aktuator (2a), der erste Aktuator (2a) deaktiviert wird, und – in einem zweiten Schritt (S2b) nur der zweite Aktuator (2b) betrieben wird, und – bei einem Erreichen der definierten ersten Stromstärke (i1) durch den zweiten Aktuator (2b), der zweite Aktuator (2b) deaktiviert wird, und – in einem dritten Schritt (S3b) beide Aktuatoren (2a, 2b) nicht betrieben werden, und – bei einer Erfüllung einer definierten Bedingung der erste Aktuator (2a) aktiviert wird, und – in einem vierten Schritt (S4b) nur der erste Aktuator (2a) betrieben wird; und – bei einem Erreichen der definierten zweiten Stromstärke (i2) durch den ersten Aktuator (2a), der erste Aktuator (2a) deaktiviert wird, und – in einem fünften Schritt (S5b) der zweite Aktuator (2b) erneut aktiviert und betrieben wird, und – bei einem Erreichen der definierten zweiten Stromstärke (i2) durch den zweiten Aktuator (2b), der zweite Aktuator (2b) deaktiviert wird.
Verfahren (V) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als definierte erste Stromstärke (i1) eine Summen-Stromstärke des ersten Aktuators (2a) und zweiten Aktuators (2b) berücksichtigt wird.
Verfahren (V) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte erste Stromstärke (i1) und/oder die definierte zweite Stromstärke (i2) aus einer erforderlichen oder gewünschten Klemmkraft der Feststellbremse (13) abgeleitet wird, insbesondere unter Berücksichtigung der anliegenden Spannung, und/oder einer Temperatur, und/oder definierter Motorparameter.
Vorrichtung (1, 2a, 2b, 9, 13), die eingerichtet ist, das Verfahren (V) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.
Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, das Verfahren (V) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 10 gespeichert ist.