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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der Verriegelung einer druckmittelbetätigten Feststell-Radbremse eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Mit Feststell-Radbremse ist eine Radbremse gemeint, die sich in betätigtem Zustand verriegeln lässt, um eine durch die Betätigung bewirkte Bremskraft auch bei druckloser Radbremse aufrechtzuerhalten. Die Verriegelung erfolgt üblicherweise mechanisch, die Radbremse lässt sich als sog. Parkbremse verwenden um beispielsweise ein abgestelltes Fahrzeug im Stillstand zu halten. Druckmittelbetätigt bedeutet üblicherweise eine Druckluft- oder eine hydraulische Betätigung der Radbremse. Derartige druckmittelbetätigte Feststell-Radbremsen finden beispielsweise als sog. automatische Parkbremsen in Fremdkraft-Bremsanlagen Verwendung, wo auf Knopfdruck die Radbremse durch eine Fremdenergiequelle mit Druckmittel beaufschlagt, d. h. betätigt und in betätigtem Zustand verriegelt wird, so dass die aufgebaute Bremskraft erhalten bleibt. Die Betätigung der Radbremse erfolgt automatisch ohne Muskelkraft.
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Selbstverständlich kann die Feststell-Radbremse auch als Betriebs-Radbremse verwendet werden indem sie zur Betriebsbremsung nicht verriegelt wird.
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Es besteht das Problem, dass nicht erkenn- oder prüfbar ist, ob die Feststell-Radbremse in betätigtem Zustand verriegelt ist. Ist beispielsweise ein Kraftfahrzeug mit zwei Feststell-Radbremsen ausgerüstet, so ist der Ausfall der Verriegelung einer der beiden Radbremsen nicht erkennbar. Auch wenn ein zur Betätigung der Radbremse aufgebauter Radbremsdruck nach der Verriegelung nicht abgelassen wird sondern schleichend aus der Radbremse entweicht, ist dies nicht erkennbar, hat jedoch zur Folge, dass sich die Feststell-Radbremsen eines abgestellten Kraftfahrzeugs mit der Zeit lösen, wenn sie wegen eines Fehlers nicht verriegelt sind.
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Die Offenlegungsschrift
DE 100 38 786 A1 offenbart eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage für Kraftfahrzeuge, deren Radbremsen mit einer Hydropumpe mit nachgeschaltetem Hydrospeicher als Fremdenergiequelle per Fremdkraft betätigt werden können. Nach Betätigung wird ein Einlassventil geschlossen und die angeschlossenen Radbremsen dadurch in Druck beaufschlagtem und betätigtem Zustand gehalten. Durch Überwachung eines Drucks in den Radbremsen lässt sich die Feststellung der Radbremsen prüfen. Zusätzlich lässt sich ein Fahrzeugstillstand mit Raddrehsensoren prüfen. Die Radbremsen lassen sich nicht in betätigtem Zustand verriegeln, sie lassen sich nur in betätigtem Zustand halten, in dem sie druckbeaufschlagt gehalten werden.
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Die Offenlegungsschrift
DE 103 27 567 A1 offenbart eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit Radbremsen ohne Feststelleinrichtung und mit Radbremsen mit Feststelleinrichtung. Zu einer Feststellbetätigung werden die Radbremsen, die eine Feststelleinrichtung aufweisen, in betätigtem Zustand festgestellt. Ist die Fahrzeugbremsanlage vor der Feststellung betätigt, kann unter Druck stehende Bremsflüssigkeit aus den Radbremsen, die keine Feststelleinrichtung aufweisen, mit einer Hydropumpe in die Radbremsen gefördert werden, die eine Feststelleinrichtung aufweisen. Ein Druckaufbau für die Feststellbetätigung ist dadurch beschleunigt und eine zum Druckaufbau erforderliche Energie verringert. Eine Prüfung der Feststellung der Radbremsen ist nicht offenbart.
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Die Offenlegungsschrift
DE 103 27 568 A1 offenbart eine hydraulische Radbremse mit einer hydraulisch betätigbaren Feststelleinrichtung. Bei einer hydraulischen Betätigung der Feststelleinrichtung stößt ein Kolben der Feststelleinrichtung mechanisch an einem Anschlag an und bewirkt dadurch einen Drucksprung in der Hydraulik der Feststelleinrichtung, der zur Prüfung der Feststellung der Feststelleinrichtung gemessen werden kann.
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Erläuterung und Vorteile der Erfindung
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Zur Prüfung der Verriegelung einer druckmittelbetätigten Feststell-Radbremse eines Kraftfahrzeugs in betätigtem Zustand schlägt das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor, die drucklose Radbremse mit Druck wie bei einer Bremsbetätigung zu beaufschlagen, den Druckaufbau zu messen und auszuwerten. Aus dem Druckaufbau lässt sich darauf schließen, ob die drucklose Radbremse in betätigtem Zustand verriegelt war. Aufgrund mechanischer Spannungen der betätigten, d. h. eine Bremskraft ausübenden Radbremse ist der Druckaufbau bei betätigter, also verriegelter Radbremse anders als bei nicht betätigter Radbremse. Normalerweise ist der Druckaufbau bei betätigter Radbremse schneller. Aus der Geschwindigkeit des Druckaufbaus lässt sich deswegen durch Vergleich mit einem vorbekannten Druckaufbau bei unbetätigter oder auch bei betätigter Radbremse auf ein Funktionieren der Verriegelung schließen. Lässt der Druckaufbau auf eine Fehlfunktion der Verriegelung schließen kann beispielsweise ein optisches und/oder akustisches Warnsignal an einen Fahrzeugführer gegeben werden. Auch kann eine Fehlermeldung in einem Fehlerspeicher abgelegt werden, der beim Kundendienst ausgelesen wird. Auch für eine Prüfung der Funktionsfähigkeit der Verriegelung bei einer Kraftfahrzeug-Herstellung eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren.
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Es kann der Verlauf des Druckaufbaus kontinuierlich oder zu diskreten Zeitpunkten gemessen werden. Im einfachsten Fall genügt eine einzige Messung nach einer vorgegebenen Zeitspanne ab Beginn der Druckbeaufschlagung. Hat der Radbremsdruck innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne nicht einen vorgegebenen Sollwert erreicht ist darauf zu schließen, dass die Radbremse nicht verriegelt war.
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Die Erfindung hat den Vorteil, dass sie einfach und ohne zusätzlich Komponenten durchgeführt werden kann, d. h. sie lässt sich nahezu ohne Zusatzkosten ausführen. Weiterer Vorteil ist, dass sich die Erfindung automatisiert nach jeder Feststellbremsung durchführen lässt, so dass eine Fehlfunktion der Verriegelung sofort erkannt wird.
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Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens zum Gegenstand.
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Das Verfahren gemäß Anspruch 4 sieht vor, dass zur Prüfung der Verriegelung die Radbremse betätigt, d. h. mit Druck beaufschlagt und in betätigtem Zustand verriegelt wird. Anschließend wird der Druck aus der Radbremse abgelassen und die Radbremse erneut betätigt, d. h. druckbeaufschlagt. Die Druckverläufe werden bei beiden Bremsbetätigungen gemessen und zur Auswertung miteinander verglichen. Die Druckverläufe und ein nach einer vorgegebenen Zeitspanne erreichter Radbremsdruck muss bei beiden Bremsbetätigungen verschieden sein, da die Radbremse bei der zweiten Betätigung, wenn sie wie vorgesehen verriegelt war, mechanisch vorgespannt war. Normalerweise müsste der Druckanstieg bei der zweiten Bremsbetätigung schneller als bei der ersten Bremsbetätigung erfolgen, ein konstruktionsbedingt umgekehrtes Druckverlaufsverhalten kann allerdings im Einzelfall nicht ausgeschlossen werden. Jedenfalls ist ein bei beiden Bremsbetätigungen gleicher Druckverlauf ein Hinweis darauf, dass die Radbremse nach der ersten Betätigung nicht in betätigtem Zustand verriegelt war sondern sich beim Ablassen des Radbremsdrucks wieder gelöst hat. Da die Druckverläufe und deren Messungen toleranzbehaftet sind, ist bereits bei näherungsweise gleichen und nicht erst bei gleichen Druckverläufen bei beiden Bremsbetätigungen auf eine Fehlfunktion der Verriegelung der Radbremse zu schließen. Diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat außer dem Vorteil einer einfachen Durchführbarkeit den Vorteil, dass es die Druckverläufe beeinflussende Faktoren wie Temperatur und Verschleißzustand der Bremsbeläge weitgehend eliminiert, weil solche Faktoren bei den beiden kurz aufeinanderfolgenden Bremsbetätigungen als gleich angenommen werden können.
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Anstatt den Radbremsdruck unmittelbar zu messen, wozu ein Drucksensor für die Radbremse erforderlich ist, kann ein anderer, für den Druckaufbau charakteristischer Messwert gemessen und die Auswertung anhand des charakteristischen Messwerts erfolgen. Ein solcher charakteristischer Messwert ist bei einer Fremdenergiequelle beispielsweise eine elektrische Strom- oder Leistungsaufnahme ihres Pumpenmotors beim Druckaufbau bei Betätigung der Radbremse. Dies ist Gegenstand der Ansprüche 5 und 6. Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei keine lineare und noch nicht einmal eine bekannte Abhängigkeit zwischen dem charakteristischen Messwert und dem Radbremsdruck erforderlich. Es genügt, wenn sich der charakteristische Messwert bei unterschiedlich schnellem Druckaufbau in der Radbremse messbar ändert, woraus auf Funktion oder Fehlfunktion der Verriegelung der Radbremse geschlossen werden kann.
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Zeichnung
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen hydraulischen Schaltplan einer hydraulischen Fremdkraft-Bremsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
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2 zwei Radbremsdruckverläufe bei nicht-verriegelter (Kurve a) und bei verriegelter Radbremse (Kurve b).
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Die Figuren sind als schematisierte und vereinfachte Darstellungen zur Erläuterung der Erfindung zu verstehen.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt eine elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage für ein Kraftfahrzeug, d. h. eine Fremdkraft-Bremsanlage 10. Als Fremdenergiequelle 12 weist die Bremsanlage 10 eine Hydropumpe 14 auf, an deren Druckseite ein Hydrospeicher 16 zur Speicherung von unter Druck stehender Bremsflüssigkeit angeschlossen ist. Die Hydropumpe 14 ist mit einem Elektromotor (Pumpenmotor) 18 antreibbar. An die Druckseite der Hydropumpe 14 und an den Hydrospeicher 16 ist unter Zwischenschaltung eines Bremsdruckaufbauventils 20 eine hydraulische, d. h. druckmittelbetätigte Radbremse 22 angeschlossen. Eine Ausbildung der Bremsanlage 10 ohne den Hydrospeicher 16 und mit direkter Versorgung der Radbremse 22 durch die Hydropumpe 14 ist möglich. Die Radbremse 22 ist als Feststell-Radbremse 22 ausgebildet, d. h. sie ist in betätigtem Zustand verriegelbar, so dass eine durch Druckmittelbetätigung aufgebaute Bremskraft auch bei druckloser Radbremse 22 aufrechterhalten wird. Eine Verriegelungseinrichtung ist symbolisch dargestellt und mit der Bezugszahl 24 bezeichnet. Derartige Feststell-Radbremsen 22 sind in unterschiedlichen Konstruktionen an sich bekannt und sollen, da sie nicht den eigentlichen Gegenstand der Erfindung bildet, hier nicht näher erläutert werden. Die Verriegelung der Radbremse 22 kann beispielsweise mechanisch, elektromechanisch oder druckmittelbetätigt erfolgen.
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Über ein Druckabsenkventil 26 ist die Radbremse 22 an einen Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 28 angeschlossen, an den auch eine Saugseite der Hydropumpe 14 angeschlossen ist. Des Weiteren ist ein Drucksensor 30 an die Radbremse 22 angeschlossen. Der Drucksensor 30 ist entbehrlich, wenn zur Auswertung eine Ersatzgröße, d. h. ein für den Radbremsdruck in der Radbremse 22 charakteristischer Messwert anstatt des Radbremsdrucks verwendet wird. Dies wird weiter unten erläutert werden.
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Das Bremsdruckaufbauventil 20 und das Bremsdruckabsenkventil 26 sind 2/2-Wege-Proportional-Magnetventile, wobei das Bremsdruckaufbauventil 20 in seiner stromlosen Grundstellung offen und das Bremsdruckabsenkventil 26 in seiner stromlosen Grundstellung geschlossen ist. Es sind vorzugsweise alle Radbremsen des nicht dargestellten, mit der Fahrzeugbremsanlage 10 ausgerüsteten Kraftfahrzeugs an die Fahrzeugbremsanlage 10 angeschlossen, wobei zu einer radindividuellen Radbremsdruckregelung jede Radbremse 22 ein Bremsdruckaufbauventil 20 und ein Bremsdruckabsenkventil 26 aufweist. Die Radbremsen 22, von denen in 1 beispielhaft nur eine dargestellt ist, sind einander hydraulisch parallel geschaltet und gemeinsam an die Fremdenergiequelle 12 angeschlossen. Üblicherweise sind nicht alle Radbremsen 22 als Feststell-Radbremsbremsen mit einer Verriegelungseinrichtung 24 ausgeführt sondern lediglich ein Teil. Bei beispielsweise vier Radbremsen die zwei Fahrzeugachsen zugeordnet sind, sind üblicherweise zwei Radbremsen 22, die einer Fahrzeugachse zugeordnet sind, als Feststell-Radbremsen 22 mit Verriegelungseinrichtung 24 ausgeführt und die beiden anderen Radbremsen sind reine Betriebs-Radbremsen ohne Verriegelungseinrichtung. Die Feststell-Radbremsen 22 sind zugleich auch Betriebs-Radbremsen.
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Zum Bremsen wird die Radbremse 22 von der Fremdenergiequelle 12 druckbeaufschlagt, ein Radbremsdruck wird mit dem Bremsdruckaufbauventil 20 und dem Bremsdruckabsenkventil 26 geregelt oder gesteuert. Dies ist an sich bekannt. Auch eine Bremsblockierschutz-, Antriebsschlupf- und/oder Fahrdynamikregelung (ABS, ASR, FDR) sind in bekannter Weise möglich. Zur Verwendung der Radbremse 22 als Feststellbremse (auch Parkbremse genannt) zum Halten des stehenden und abgestellten Fahrzeugs wird die Radbremse 22 auf Knopfdruck druckbeaufschlagt, d. h. betätigt und in betätigtem Zustand mit der Verriegelungseinrichtung 24 verriegelt. Die aufgebaute Radbremskraft bleibt auch dann erhalten, wenn ein Radbremsdruck in der Radbremse (22) absinkt. Diese sog. automatische Parkbremse ist ebenfalls bekannt.
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Zur Prüfung der Verriegelung der Radbremse 22 in betätigtem Zustand sieht die Erfindung vor, die Radbremse 22 in drucklosem Zustand mit Druck zu beaufschlagen und den Druckaufbau zu messen und auszuwerten. War die Radbremse 22 vor der Druckbeaufschlagung in betätigtem Zustand verriegelt, dann war sie mechanisch vorgespannt. Dies hat zur Folge, dass der Druckaufbau anders verläuft als bei nicht verriegelter, d. h. gelöster und infolgedessen mechanisch nicht vorgespannter Radbremse 22. Bei in betätigtem Zustand verriegelter Radbremse 22 steigt der Radbremsdruck erheblich schneller als bei gelöster Radbremse 22 an. 2 zeigt beispielhaft zwei Druckverläufe bei Druckbeaufschlagung der Radbremse 22. Dargestellt ist ein von der Hydropumpe 14 in die Radbremse 22 gefördertes Bremsflüssigkeitsvolumen V über dem Radbremsdruck p in der Radbremse 22. Die Kurve a zeigt den Druckverlauf bei gelöster Radbremse 22, die Kurve b den erheblich schneller steigenden Radbremsdruck bei in betätigtem Zustand verriegelter Radbremse 22. Durch Vergleich des Druckaufbaus bei Druckbeaufschlagung der Radbremse 22 mit dem (bekannten) Druckaufbau bei gelöster und/oder auch bei in betätigtem Zustand verriegelter Radbremse 22 kann darauf geschlossen werden, ob die Radbremse 22 vor der Druckbeaufschlagung wie vorgesehen in betätigtem Zustand verriegelt war oder nicht. Dabei genügt im einfachsten Fall eine Messung des Radbremsdrucks in der Radbremse 22 zu einem einzigen Zeitpunkt nach einer vorgegebenen Zeitspanne nach Beginn der Druckbeaufschlagung. Die Höhe des dann erreichten Radbremsdrucks ist ein Indiz dafür, ob die Radbremse 22 vor der Druckbeaufschlagung betätigt war oder nicht.
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Der Vergleichs-Druckaufbau kann einmal gemessen und in einem Speicher hinterlegt werden. Auch ist es möglich, zur Betätigung der Radbremse 22 als Feststellbremse die gelöste Radbremse 22 zur Betätigung mit Druck zu beaufschlagen, in betätigtem Zustand zu verriegeln und den Druckverlauf zu messen. Es müsste sich der Druckverlauf a in 2 ergeben. Anschließend wird der Druck aus der Radbremse 22 durch Öffnen des Bremsdruckabsenkventils 26 abgelassen und anschließend die Radbremse 22 erneut durch die Fremdenergiequelle 12 mit Druck beaufschlagt. War die Radbremse 22 vor der zweiten Druckbeaufschlagung in betätigtem Zustand verriegelt so erfolgt der zweite Druckaufbau erheblich schneller, es müsste sich jetzt der Druckverlauf b in 2 ergeben. Ist der Druckverlauf während der beiden aufeinanderfolgenden Druckbeaufschlagungen der Radbremse 22 näherungsweise gleich, so ist davon auszugehen, dass die Radbremse 22 nicht wie vorgesehen verriegelt sondern gelöst war. In diesem Fall kann beispielsweise ein optisches und/oder akustisches Signal an einen Fahrzeugführer gegeben werden. Auch kann eine Fehlermeldung in einem Fehlerspeicher des Kraftfahrzeugs abgelegt werden, der beim nächsten Kundendienst ausgelesen wird. Die beschriebene zweimalige, aufeinanderfolgende Druckbeaufschlagung der Radbremse 22 hat den Vorteil, dass den Druckverlauf möglicherweise beeinflussende Faktoren wie Temperatur, Bremsbelagverschleiß usw. als unverändert angesehen werden können. Der Einfluss derartiger Faktoren wird eliminiert.
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Sofern kein Drucksensor 30 zur Messung des Radbremsdrucks vorhanden ist, kann stattdessen ein anderer, für den Radbremsdruck charakteristischer Messwert (Ersatzgröße) während des Druckaufbaus in der Radbremse 22 gemessen und ausgewertet werden. Ein solcher Messwert ist beispielsweise eine Stromaufnahme des die Hydropumpe 14 antreibenden Elektromotors 18. Es wird die Stromaufnahme oder auch ein anderer charakteristischer Messwert anstatt des Radbremsdrucks während des Druckaufbaus im Radbremszylinder 22 gemessen und ausgewertet. Es ist nicht notwendig, dass sich der Radbremsdruck aus dem gemessenen charakteristischen Messwert ermitteln lässt, es genügt, wenn sich der charakteristische Messwert in Abhängigkeit davon ändert, ob die Radbremse 22 in betätigtem Zustand verriegelt und dadurch mechanisch vorgespannt oder ob sie gelöst war.
