DE19836687A1 - Vorrichtung und Verfahren für die fahrsituationsabhängige Betätigung einer elektrischen Feststellbremsanlage - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren für die fahrsituationsabhängige Betätigung einer elektrischen FeststellbremsanlageInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische
Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge gemäß dem Ober
begriff des Patentanspruchs 1. Ferner bezieht sich die
vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Betrieb einer
elektrischen Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.
Aus der Deutschen Patenschrift DE 39 09 907 C2 ist eine
Feststellbremse für Kraftfahrzeuge bekannt. Die aus dieser
Druckschrift bekannte Feststellbremse weist eine
Steuervorrichtung auf, die als Steuerelektronik ausgebildet
ist, und die eingangsseitig mit mindestens einem
Drehzahlsensor zur Erfassung der Raddrehzahl, mit mindestens
einem Drehrichtungssensor zur Erfassung der Drehrichtung
eines Rades und mit einem Schalthebelstellungssensor zur
Erfassung der für eine angewählte Getriebestufe eines
Schaltgetriebes charakteristischen Schalthebelstellung
verbunden ist. Ferner ist zusätzlich ein willkürlich
betätigbarer Feststell- oder Bremshebel vorgesehen, der
unabhängig von einem Antriebsaggregat eine Einwirkung auf
ein Bremsseil zum Lösen bzw. Schließen der Radbremsen
ermöglicht. Die bekannte Feststellbremse kann daher auch
ohne Zutun des Fahrers automatisch betätigt, d. h. gespannt
oder gelöst, werden, sobald sich das Fahrzeug in einer Park-
oder Fahrsituation befindet, die ein Spannen bzw. Lösen der
Feststellbremse erfordert.
Der Nachteil dieses bekannten Standes der Technik besteht
darin, daß lediglich eine unzureichende
fahrsituationsabhängige Umsetzung eines Fahrerwunsches
vorgesehen ist, da nur im Stillstand des Fahrzeuges bzw. bei
sehr kleinen Geschwindigkeit ein möglicher Bremseneingriff
vorgesehen ist. Die bekannte Feststellbremse reagiert auf
einen Fahrerwunsch lediglich in einer manuellen Betriebsart,
bei der die Parameter des Fahrzustands nur einen begrenzten
Einfluß haben.
Ferner ist aus der DE 41 29 919 A1 eine als
Fremdkraftbremsanlage ausgebildete Feststellbremse mit
elektromotorischer Bremsenbetätigung und einem
elektronischen Steuergerät bekannt, wobei das Steuergerät
mit Sensoren, welche Betriebszustände des Kraftfahrzeugs
erfassen, elektrisch verbunden ist. Das elektronische
Steuergerät steuert das Spannen und Lösen der Radbremsen in
Abhängigkeit von Signalen einer
Bremsenbetätigungseinrichtung und/oder der Sensoren. Ein in
dieser Druckschrift genannter Betriebszustand ist die
Betätigung der Fußbremse. Allerdings geht aus dieser
Druckschrift nicht hervor, daß und wie der durch eine
Betätigung der Feststellbremsanlage ausgelöste Bremsvorgang
fahrsitutionsabhängig beeinflußt wird, sondern es wird
lediglich eine Fahrerentlastung durch Automatisierung
angestrebt (vgl. Spalte 3, Zeilen 54-56).
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin,
die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden, und
insbesondere eine elektromechanisch betätigbare
Feststellbremse zu schaffen, die eine einfache und
reproduzierbare Umsetzung eines Fahrerwunsches unter
Berücksichtigung des Fahrzustands ermöglicht, wodurch der
Komfort des Bremsvorgangs erhöht wird und Beeinträchtigungen
der Fahrstabilität während des Bremsvorgangs weitgehend
vermieden werden.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung bzw. einem
Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß die Eingangssignale ferner die
Fahrzeuggeschwindigkeit (vKFZ) aufweisen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind
die Ausgangssignale der Steuereinheit fahrsituations
abhängig, und die Eingangssignale zur Ermittlung des
Fahrsituation des Kraftfahrzeugs sind die
Fahrzeuggeschwindigkeit und der Betriebszustand der
Betriebsbremsanlage. Die Auswahl der Fahrzeuggeschwindigkeit
und des Betriebszustand der Betriebsbremsanlage als
ausschließliche Parameter zur Einschätzung der Fahrsituation
ist deshalb besonders vorteilhaft, weil diese zum einen zur
Erzielung einer komfortablen und sicheren Steuerung des
Abbremsvorgangs ausreichend ist und zum anderen die Auswahl
von lediglich zwei Eingangsgrößen die Datenmenge bzw. den
Steueraufwand reduziert, da auf bereits vorhandene Signale
einer Betriebsbremsanlage zurückgegriffen wird.
Vorteilhafterweise weisen die Eingangssignale den
Betriebszustand einer Zündungsvorrichtung (an/aus) des
Kraftfahrzeugs auf. Dadurch kann bei ausgeschalteter Zündung
sichergestellt werden, daß die elektrische Feststellbrems
anlage bei ausgeschalteter Zündungsvorrichtung lediglich
gespannt werden kann. Dies ist aus Sicherheitsgründen,
insbesondere als sogenannte Kindersicherung, vorteilhaft.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
weisen die Eingangssignale den Betriebszustand der
elektronisch gesteuerten Feststellbremsanlage auf. Durch
Vergleich des aktuellen Fahrerwunsches mit dem aktuellen
Betriebszustand der elektrischen Feststellbremsanlage kann
erreicht werden, daß eine Betätigung der Bedienungsein
richtung stets einen Wechsel des Betätigungszustands der
erfindungsgemäßen Feststellbremsanlage zur Folge hat.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weisen die Ausgangssignale den Sollwert der
Betätigungskraft und den Sollwert der zeitlichen Ableitung
der Betätigungskraft auf. Diese beiden Signale sind zur
elektronischen Steuerung des Abbremsvorgangs einschließlich
von dessen Dynamik besonders geeignet.
Eine einfache und bedienungsfreundliche Umsetzung eines
Fahrerwunsches ergibt sich, wenn die Bremsbedienungsein
richtung ein Tastschalter ist. Dabei kann der der
Tastschalter gleichberechtigt entweder als Einfachtaster
oder aber als Doppel- bzw. Zweifachtaster (Wipptaster)
ausgeführt sein. Vorzugsweise führt eine Betätigung des
Einfachttasters eine Änderung des aktuell vorherschenden
Betätigungszustands der elektrischen Feststellbremsanlage
herbei. Demgegenüber kann beim Doppel- bzw. Zweifachtaster
unabhängig vom Betätigungszustand der Feststellbremsanlage
ein Betätigungs- oder Lösevorgang für die Feststellbremse je
nach gewählter Betätigungsrichtung des Tasters gezielt
eingesteuert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung überprüft die elektronische Steuereinrichtung in
einem Schritt, ob das Kraftfahrzeug fährt. In einem solchen
fahrenden Zustand des Kraftfahrzeuges wird bei nicht
betätigter Betriebsbremsanlage die elektrische
Feststellbremsanlage mittels der elektronischen
Steuereinrichtung aus Komfortgründen bevorzugt mit einer
langsamen Dynamik betrieben. Anderenfalls wird bei fahrendem
Fahrzeug und betätigter Betriebsbremsanlage eine Bremsung
mit schnellerer Dynamik durch die elektronische
Steuereinrichtung veranlaßt, wenn die elektrische
Feststellbremsanlage parallel zur Betriebsbremsanlage
betätigt wird. Dies hat zur Folge, daß auf den Fahrer
einwirkende unerwünscht hohe "Brems"-Beschleunigungen bei
Betätigung der Feststellbremsanlage im fahrenden Zustand
vermieden werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird ein Bremsvorgang, wenigstens solange wie der
Tastschalter betätigt ist, eingeleitet. Im fahrenden Zustand
des Fahrzeugs bietet dies dem Fahrer die Möglichkeit durch
die Dauer der Betätigung des Tastschalters auf den
Bremsvorgang Einfluß zu nehmen.
Vorzugsweise wird der Bremsvorgang mit einem konstanten
Sollwert der Betätigungskraft auch nach dem Lösen des
Tastschalters für eine Zeitdauer fortgesetzt, wobei die
Zeitdauer eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
Durch die Berücksichtigung dieser Zeitdauer wird
insbesondere für kleine, aber noch meßbare
Fahrzeuggeschwindigkeiten der Übergang zum Stillstand des
Fahrzeugs bei betätigter Feststellbremse sichergestellt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung leitet die elektronische Steuervorrichtung, bei
ruhendem Fahrzeug im Rahmen der Meßgenauigkeit und
betätigter Betriebsbremsanlage, einen Abbremsvorgang mit
einer schnelleren Dynamik ein und einen Abbremsvorgang mit
einer langsameren Dynamik ein, wenn die Betriebsbremsanlage
nicht betätigt ist. Dadurch kann ein unerwünschtes "Nicken"
des Fahrzeugs während des Abbremsvorgangs vermieden werden.
Die Erfindung sowie weitere Vorteile und Ausgestaltungen
derselben wird bzw. werden nachfolgend anhand der
Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm, das den Aufbau der
erfindungsgemäßen elektronischen Feststellbremse
zeigt;
Fig. 2 ein schematisches Flußdiagramm, das die
Ablaufsteuerung der elektronischen Feststellbremse
gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt; und
Fig. 3 eine schematische Übersicht zur Veranschaulichung des
Betriebs der erfindungsgemäßen Feststellbremse.
In Fig. 1 ist das Systemkonzept einer erfindungsgemäßen,
elektromechanisch betätigbaren Feststell- bzw.
Parkbremsanlage (EPB) schematisch dargestellt. Als
fahrerbetätigte Bedienungseinrichtung für die
elektromechanisch betätigbare Feststellbremsanlage ist ein
Tastschalter (1) vorgesehen, der gleichberechtigt entweder
als Einfachtaster (2) oder als Zweifach- bzw. Doppeltaster
(Wipptaster) (2) ausgeführt sein kann. Der Einfachtaster
unterscheidet lediglich die Betriebszustände "betätigt" und
"nicht betätigt" und bewirkt bei jeder Betätigung einen
Zustandswechsel im Betätigungszustand der
Feststellbremsanlage.
Der alternativ verwendbare Zweifach- bzw. Doppeltaster 2
verfügt über drei Schaltpositionen: Betätigen (B), Lösen (L)
und Ruheposition (0). Im nichtbetätigtem Zustand befindet
sich der Zweifachtaster (Wipptaster) in der Ruheposition,
wobei der zuletzt eingestellte EPB-Betätigungszustand
(Gespannt/Gelöst) beibehalten wird. Sowohl Zuspannen als
auch Lösen der EPB wird mittels einer Betätigung des
Zweifachtasters 2 in die entsprechende Schaltposition (B
bzw. L) vom Fahrer aktiv initiiert. Bei Stillstand bedeutet
dies ein zeitlich und in der Maximalkraft FMAX durch eine
Steuereinheit 4 vordefiniertes Zuspannen und Lösen der
Feststellbremse (AN/AUS-Funktion). Die Zuspann- und
Lösedynamik ist dabei entsprechend den vorliegenden
Dynamikanforderungen geeignet bemessen. Die maximale
Zuspannkraft ist durch die auf die Hangsituation ausgelegte
Zuspannkraft einschließlich erforderlichem Sicherheitsfaktor
definiert und damit fahrzeugabhängig. Bei einer Betätigung
der EPB während der Fahrt wird, solange der Zweifachtaster 2
In der Position "B" betätigt ist, die Höhe der Zuspannkraft
dosiert. Das Zuspannen erfolgt dabei mit einem vorgegebenen,
im allgemeinen konstanten Kraftgradienten bis zum Erreichen
einer oberer Kraftgrenze bzw. der maximalen Betätigungskraft
FMAX. Bei nicht betätigtem Taster (Ruheposition 0) wird die
eingestellte Zuspannkraft der EPB beibehalten und kann durch
eine erneute Tasterbetätigung (Position B) weiter erhöht
werden. Das Lösen der elektrischen Feststellbremse erfolgt
durch Tasterbetätigung in Richtung Lösen (Position L).
Währen bei Zweifachtasterbedienung der EPB das Zuspannen und
Lösen der Feststellbremse durch separate Schaltpositionen
initiiert werden kann, muß im Falle der Bedienung mittels
eines Einfachtasters der gegenwärtig eingestellte
Betätigungszustand der EPB im Bedienkonzept berücksichtigt
werden. Bei Fahrzeugstillstand erfolgt das Zuspannen der
Bremse durch Druck auf den Einfachtaster, sofern der
gegenwärtige Betätigungszustand der EPB "Gelöst" ist. Ein
erneuter Tasterdruck führt zum sofortigen Lösen der
elektrischen Feststellbremse. Die EPB-Betätigung während der
Fahrt entspricht im wesentlichen der, wie sie bereits für
den Fall der Zweifachtasterbedienung betrachtet wurde. Für
die Dauer der Betätigung des Tasters wird die Zuspannkraft
mit definiertem Kraftgradienten bis zum Erreichen der
vorgegebenen Maximalkraft FMAX erhöht. Wird der Einfachtaster
nicht mehr betätigt, so wird nicht wie beim Zweifachtaster
die Zuspannkraft gehalten sondern die Feststellbremse mit
maximaler Aktuatordynamik gelöst.
Der Tastschalter 1 weist einen vom Fahrer betätigbaren
Drucktaster 2 und eine permanente Statusanzeige 3 auf, die
vorzugsweise als eine rote Fahne ausgebildet ist. Aus
Sicherheitsgründen (Redundanzprinzip) kann die
elektromechanisch betätigbare Feststellbremsanlage einen
weiteren, nicht dargestellten Tastschalter aufweisen. Der
Tastschalter 1 ist mit einer Steuereinheit 4, die auch als
EBP-ECU (ECU = "electronic control unit" = Elektronische
Steuer- oder Regeleinheit) bezeichnet werden kann, über eine
Leitung 5 verbunden. Die Information über den
Betriebszustand des Tastschalters 1 wird über die Leitung 5
an die Steuereinheit 4 übertragen. Die wesentliche Aufgabe
der Steuereinheit 4 besteht darin, neben der Realisierung
einer Steuer- bzw. Regelungsstrategie zur Ansteuerung der
elektromechanisch betätigbaren Parkbremsanlage, den mittels
des Tastschalters 1 signalisierten Fahrerwunsches in
entsprechende Steuersignale, die Sollwerte für die
Steuerung/Regelung der elektromechanisch betätigbaren
Feststellbremsanlage sind, umzusetzen. Von (nicht
dargestellten) Sensoren werden aus Gründen des Fahrkomforts
einer EPB-Bremsung und der Fahrstabilität während eines EPB-
Bremsvorgangs der Betätigungszustand der Betriebsbremsanlage
(BBA) und die Fahrzeuggeschwindigkeit vKFZ des Kraftfahrzeugs
an die Steuereinheit 4 übertragen, um die Betätigung der
elektromechanisch betätigbaren Feststellbremsanlage
fahrsituationsabhängig zu gestalten. Grundsätzlich erfolgt
die Umsetzung des mittels des Tastschalters 1 signalisierten
Fahrerwunsches in entsprechende Steuersignale durch die
Steuereinheit 4 in der Form, das beim Einfachtaster (2) jede
Betätigung des Tastschalters 1 zu einem Wechsel des
aktuellen Betätigungszustand (Gespannt/Gelöst) der
elektromechanisch betätigbaren Feststellbremsanlage führt.
Dazu wird ein vorgegebener Schwellwert FS,SCHWELLE verwendet.
Beispielsweise wird der EPB-Zustand "Gespannt" erkannt, wenn
die von der Steuereinheit 4 geschätzte Betätigungskraft FS
größer als FS,SCHWELLE ist. Ansonsten wird der EPB-Zustand
"Gelöst" erkannt. Der Betätigungszustand der
Betriebsbremsanlage wird über eine Leitung 6 und die
Fahrzeuggeschwindigkeit vKFZ über eine Leitung 7 an die
Steuereinheit 4 übertragen. Damit bei ausgeschalteter
Zündungsvorrichtung 8 kein unbeabsichtigtes Lösen der
Bremsanlage stattfinden kann, was beispielsweise als
Kindersicherung dient, ist der Betriebszustand der
Zündungsvorrichtung (An/Aus) 8 ebenfalls ein Eingangssignal
für die Steuereinheit 4. Wenn von der Zündungsvorrichtung 8
über die Leitung 9 ein Signal an die Steuereinheit 4
geliefert wird, das anzeigt, daß die Zündungsvorrichtung 8
ausgeschaltet ist, wird nur das Spannen der Bremsanlage
zugelassen. Eine Betätigung des Tastschalters 1 für diesen
Betriebsfall führt dazu, daß die Feststellbremsanlage auf
die maximale Zuspannkraft gespannt wird. Befindet sich die
Feststellbremsanlage bereits in gespanntem Zustand, so
erfolgt trotz Betätigung des Tastschalters 1 keine
Ansteuerung der Feststellbremsanlage. Über eine Leitung 10
steuert die Steuereinheit 4 eine Aktuatoreinrichtung 11 der
elektromechanisch betätigbaren Feststellbremsanlage an.
Derartige Aktuatoreinrichtungen 11 können dabei durchaus
unterschiedlich ausgeführt sein. Vorteilhafte
Ausgestaltungen solcher Aktuatoreinrichtungen 11 sind
beispielsweise Zentralaktuatoren, die zentral auf mehrere
Radbremsen einwirken können bzw. dezentrale Aktuatoren, die
jeweils auf eine einzelne Radbremse einwirken. Derartige
dezentrale Aktuatoren sind dabei bevorzugt jeweils in die
Radbremse integriert. Die Steuereinheit 4 steuert über eine
Leitung 12 eine Kontrollampe 13 an, die anzeigt, ob sich die
elektromechanisch betätigbare Feststellbremsanlage in einem
gespanntem Zustand befindet. Ferner steuert die
Steuereinheit 4 über eine Leitung 14 eine Warnlampe 15 an,
die einen Fehler oder einen Betriebsausfall der
elektromechanisch betätigbaren Feststellbremsanlage anzeigt.
Zur Energieversorgung der Steuereinheit 4 ist eine
Fahrzeugbatterie 16 in Kombination mit einer bekannten
Lichtmaschine (Generator) vorgesehen. Um einen Not- bzw.
Hilfsbetrieb der Feststellbremsanlage auch bei ausgefallener
Batterie sicherzustellen, ist zusätzlich eine Notbatterie 17
vorgesehen. Die Notbatterie 17 ist vorzugsweise als
Batteriepack ausgebildet. Da in diesem Fall die
Zündungsvorrichtung 8 nicht eingeschaltet werden kann, führt
eine Betätigung des Tastschalters 1 ausschließlich zu einem
Spannen der Feststellbremsanlage auf die maximale
Spannkraft. Somit ist sichergestellt, daß auch bei
ausgefallener Fahrzeugbatterie 16 die elektromechanisch
betätigbare Feststellbremsanlage mindestens einmal betätigt
werden kann, um das Fahrzeug festzustellen.
Anhand des Flußdiagramms der Fig. 2 wird im folgenden der
Betrieb der erfindungsgemäßen elektromechanischen
Parkbremsanlage erläutert. Die Ablaufsteuerung der
erfindungsgemäßen elektromechanisch betätigbaren
Parkbremsanlage wird gestartet, wenn der Tastschalter 1 zum
Zeitpunkt t1 betätigt wird. Dies ist in Fig. 2 schematisch
durch den Schritt 20 dargestellt. Im Schritt 30 überprüft
die Steuereinheit 4, ob die Zündungsvorrichtung 8 des
Kraftfahrzeugs angeschaltet ist. Falls die
Zündungsvorrichtung 8 nicht angeschaltet ist, wird aus
Sicherheitsgründen, wie oben bereits näher erläutert wurde,
die elektronische Feststellbremsanlage in einem Schritt 40
mit maximaler Zuspannkraft gespannt. Falls im Schritt 30
festgestellt wurde, daß die Zündungsvorrichtung 8
angeschaltet ist, wird in einem darauffolgenden Schritt 50
überprüft, ob sich die elektronische Feststellbremsanlage in
einem gelösten Zustand befindet. Diese Information kann
beispielsweise in einem (nicht dargestellten) Speicher der
Steuereinheit 4, in jeweils aktualisierter Form, gespeichert
ein. Die Abfrage bzw. der Vergleich im Schritt 50 ist
deshalb notwendig, da grundsätzlich jede Betätigung des
Tastschalters 1 zu einem Wechsel des aktuellen
Betätigungszustandes der elektronischen Feststellbremsanlage
führen soll. Falls das Ergebnis des Schritts 50 negativ ist,
wird in einem Schritt 60 die elektronische
Feststellbremsanlage gelöst. Das heißt, wenn die
elektronische Feststellbremsanlage im gespannten Zustand
ist, führt eine einmalige, kurze Betätigung des
Tastschalters 1 zum Lösen der elektronischen
Feststellbremsanlage und zum Anfahren des Belaglüftspiels
mit maximaler Dynamik. Dies erfolgt dadurch, daß der
Sollwert FS,SOLL der Betätigungskraft gleich 0 gesetzt wird.
Das Lösen der elektronischen Feststellbremsanlage wird nicht
unter Berücksichtigung der aktuellen Fahrsituation
vorgenommen, sondern erfolgt grundsätzlich so schnell wie
möglich. Daher wird die zeitliche Ableitung des Sollwerts
der Betätigungskraft F'S,SOLL maximal eingestellt. Dies
entspricht im wesentlichen der Aufgabe einer
Parkbremsanlage, bei der im allgemeinen kein dosiertes Lösen
derselben notwendig ist. Es sei bemerkt, daß es
grundsätzlich auch denkbar wäre, das Lösen der
elektronischen Feststellbremsanlage mit einer geringeren,
vorgegebenen Dynamik durchzuführen, die nach weiteren
Gesichtspunkten optimiert sein kann. Falls im Schritt 50
erkannt wird, daß sich die elektronische
Feststellbremsanlage im gelösten Zustand befindet, führt
eine Betätigung des Tastschalters 1 zu einem Spannen der
elektronischen Feststellbremsanlage. Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird zur Berechnung des Sollwerts FS,SOLL der
Betätigungskraft als Funktion der Zeit die aktuelle
Fahrsituation berücksichtigt. Dabei wird grundsätzlich
unterschieden, ob sich das Fahrzeug in einem bewegten oder
ruhenden Zustand befindet. Dazu werden Signale von
Raddrehzahlsensoren oder ein daraus abgeleitetes
Fahrzeuggeschwindigkeitssignal verwendet. Die
Auflösungsgrenze der Raddrehzahlsensoren definieren eine
untere Grenzgeschwindigkeit oder Schwelle ∈, mit der die
gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit in einem Schritt 70
verglichen wird. Falls im Schritt 70 festgestellt wird, daß
der Betrag der gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit vKFZ kleiner
oder gleich ∈ ist, kann daraus noch nicht mit absoluter
Sicherheit darauf geschlossen werden, daß das Fahrzeug ruht.
Dies beruht darauf, daß bei den heute verwendeten (passiven)
Raddrehzahlsensoren das Problem besteht, daß kleine
Fahrzeuggeschwindigkeiten nicht aufgelöst werden können und
das Fahrzeug sich in diesem Fall zwar mit einer geringen,
aber mit den Sensoren nicht mehr meßbaren Geschwindigkeit
bewegen könnte. Daher muß ein weiteres Signal zur
Absicherung der Fahrsituationserkennung herangezogen werden.
Ein geeignetes Signal hierfür ist der Betätigungszustand der
Betriebsbremsanlage (BBA). In einem Schritt 80 wird von der
Steuereinheit 4 überprüft, ob die Betriebsbremsanlage
betätigt ist. Unabhängig von dem Ergebnis des Schritts 80
wird die elektronische Feststellbremsanlage aufgrund einer
einmaligen, kurzen Betätigung des Tastschalters 1 mit der
maximalen Betätigungskraft FS,SOLL = FMAX zugespannt. Das
Ergebnis der im Schritt 80 durchgeführten Abfrage wird
lediglich dazu benutzt, die Dynamik zu bestimmen, mit der
FS,SOLL eingestellt wird. Falls im Schritt 80 festgestellt
wird, daß die Betriebsbremsanlage betätigt ist, kann davon
ausgegangen werden, daß das Fahrzeug tatsächlich steht. In
diesem Fall gilt, bei entsprechender Vorgabe eines
geeigneten ∈, mit nahezu absoluter Sicherheit vKFZ = 0. Damit
entstehen beim Betätigen der elektronischen
Feststellbremsanlage keine Komfortprobleme, wie zum Beispiel
ein sogenanntes "Nicken" des Fahrzeuges während des
Bremsvorganges. Daher kann in diesem Fall in einem Schritt
90 die elektronische Feststellbremsanlage mit maximaler
Zuspanndynamik gesteuert werden, d. h. es gilt F'S,SOLL, = F'S,SOLL
= F'MAX. Es sei bemerkt, daß die Aktuatoreinrichtung 11 die
maximale Zuspanndynamik nach oben begrenzt. Allerdings kann
F'MAX auch unterhalb dieser vorgegebenen, oberen Grenze
liegen, und zwar abhängig von einem Anforderungsprofil, wie
zum Beispiel einem Kundenwunsch. Falls das Ergebnis des
Schritts 80 darin besteht, daß von der Steuereinrichtung 4
festgestellt wurde, daß die Betriebsbremsanlage nicht
betätigt ist, wird, wie oben bereits ausgeführt wurde, die
elektronische Feststellbremsanlage in einem Schritt 100 bei
einer einmaligen, kurzen Betätigung des Tastschalters 1 - wie
im Schritt 90 - mit der maximalen Betätigungskraft FS,SOLL = FMAX
zugespannt. Allerdings kann in diesem Fall, also dem Fall,
daß die Betriebsbremsanlage nicht betätigt ist, nicht
sichergestellt werden, daß das Fahrzeug tatsächlich ruht, da
es auch möglich ist, daß das Fahrzeug mit einer nicht
meßbaren Geschwindigkeit rollt. Zur Vermeidung einer
unkomfortablen EPB-Bremsung durch ein zu schnelles Anlegen
der Bremsbeläge und einem damit verbundenen, ungewünschtem
"Nicken" des Fahrzeugs wird die Zuspanndynamik dahingehend
beeinflußt, daß der Gradient F'S,SOLL innerhalb eines
definierten Zeitintervalls von t1 beginnend bis zu einer
vorgegebenen Zeit T von F'S,SOLL(T) = 0 auf F'S,SOLL(T) = F'MAX z. B.
linear erhöht wird. Selbstverständlich ist analog dazu
auch eine andere geeignete nichtlineare Steigerung von
F'S,SOLL(T) möglich. Dadurch wird ein ruckfreies, weiches
Anlegen der Bremsbeläge bis zum tatsächlichen Stillstand der
Kraftfahrzeugs erreicht. Durch die lineare Erhöhung des
Gradienten der Bremskraft wird erreicht, daß das Zuspannen
der elektronischen Feststellbremsanlage auf FMAX in kurzer
Zeit mit einer hohen Dynamik erreicht wird. Falls das
Ergebnis des im Schritt 70 durchgeführten Vergleichs negativ
ist, das heißt der Betrag von vKFZ größer als die durch die
Auflösungsgrenze der Raddrehzahlsensoren definierte Schwelle
∈ ist, was anzeigt, daß das Kraftfahrzeug tatsächlich mit
einer meßbaren Geschwindigkeit fährt, so wird für die Dauer
der Betätigung des Tastschalter 1, das heißt zwischen dem
Zeitpunkt t1, in dem der Tastschalter 1 betätigt wird bis zum
Zeitpunkt t2, in dem der Tastschalter 1 freigegeben wird, die
Betätigungskraft für die elektronische Feststellbremsanlage
von Null beginnend mittels FS,SOLL mit einem definierten
Sollkraftgradienten F'S,SOLL < F'MAX kontinuierlich bis auf die
maximale Betätigungskraft FS,SOLL = FMAX erhöht. Da die Größe
des Sollkraftgradienten F'S,SOLL < F'MAX mit dem die
elektronische Feststellbremsanlage zugespannt wird, vom
Betätigungszustand der Betriebsbremsanlage abhängt, wird in
einem Schritt 110 überprüft, ob die Betriebsbremsanlage
betätigt ist. Unabhängig von dem Ergebnis der Abfrage im
Schritt 110 gilt, daß, wenn der Tastschalter 1 zum Zeitpunkt
t2 losgelassen wird, der aktuelle Zuspannzustand der
elektronischen Feststellbremsanlage FS,SOLL für eine Zeitdauer
TH, die eine Funktion von vKFZ ist, gehalten wird. Danach wird
die elektronische Feststellbremsanlage, wie oben bereits
beschrieben wurde, gelöst. Die Dauer der Haltezeit TH ist von
der Fahrzeuggeschwindigkeit vKFZ abhängig und nimmt
vorzugsweise mit abnehmender Fahrzeuggeschwindigkeit linear
zu. Oberhalb einer oberen Grenzgeschwindigkeit, zum Beispiel
30 km/h, ist die Haltezeit TH = 0. Die Dauer der Haltezeit TH
kann allerdings auch entsprechend einem beispielsweise
kundenspezifischem Anforderungsprofil modifiziert werden.
Durch die Berücksichtigung einer Haltezeit TH wird,
insbesondere für kleine, aber noch meßbare
Fahrzeuggeschwindigkeiten vKFZ, der Übergang zum Stillstand
des Fahrzeugs bei betätigter Feststellbremse sichergestellt.
Kommt das Fahrzeug während dieser Haltezeit zum Stillstand,
so wird dann, entsprechend der oben für diesen Fall
angegebenen Vorgehensweise, die elektronische
Feststellbremsanlage automatisch auf die maximale
Betätigungskraft FS,SOLL = FMAX zugespannt und damit das
Fahrzeug festgestellt. Das Ergebnis der Abfrage im Schritt
110 wird dazu verwendet, die Größe des Sollkraftgradienten
F'S,SOLL < F'MAX, mit der die elektronische Feststellbremsanlage
zugespannt wird, zu bestimmen. Falls im Schritt 110
festgestellt wird, daß die Betriebsbremsanlage betätigt ist,
wird der Sollkraftgradient F'S,SOLL = k1.F'MAX eingestellt,
wobei 0 < k1 < 1 gilt. In diesem Fall, in dem das Fahrzeug
bereits durch die Betriebsbremsanlage gebremst wird, kann im
Schritt 120 der Sollkraftgradient in der Phase der
Betätigung des Tastschalters 1 ohne Komfortverlust relativ
groß, verglichen mit dem Fall, in dem die Betriebsanlage
nicht betätigt ist, gewählt werden, was zu einem schnelleren
Feststellen der elektronisch en Feststellbremsanlage führt.
Falls das Ergebnis im Schritt 110 ist, daß die
Betriebsanlage nicht betätigt ist, wird der
Sollkraftgradient F'S,SOLL = k2.F'MAX gewählt, wobei 0 < k2 < k1
< 1 gilt. In diesem Fall, also dem Fall des Schritts 130,
fährt das Fahrzeug nicht gebremst, so daß der
Sollkraftgradient F'S,SOLL aus Komfortgründen relativ klein
gewählt wird, was zu einem, im Vergleich mit dem Schritt
120, langsameren, aber komfortablen Feststellen der
elektronisch en Feststellbremsanlage führt.
In Fig. 3 ist eine schematische Übersicht dargestellt,
anhand welcher der Betrieb der erfindungsgemäßen
elektronischen Feststellbremsanlage näher erläutert ist.
Insbesondere sind in der Übersicht der Fig. 3 Diagramme
angegeben, die den Zustand des Tastschalters 1, sowie die
Soll-Werte (Steuersignale) und die Ist-Werte, das heißt die
tatsächlich durch die Regelung bzw. Steuerung erhaltenen
Werte, der Betätigungskraft FS als Funktion der Zeit
darstellen.
1
Tastschalter
2
Drucktaster
3
Statusanzeige
4
Steuereinheit oder Steuereinrichtung
5
Leitung
6
Leitung
7
Leitung
8
Zündungsvorrichtung
9
Leitung
10
Leitung
11
Leitung
12
Leitung
13
Kontrollampe
14
Leitung
15
Warnlampe
16
Fahrzeugbatterie/Generator
17
Notbatterie
20
bis
130
Verfahrensschritte
Claims (16)
1. Elektronische Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge
mit einer Bremsbedienungseinrichtung und einer
elektronischen Steuereinrichtung (4) zur Umwandlung von
Eingangssignalen in entsprechende Ausgangssignale, die
zur Ansteuerung einer Aktuatoreinrichtung (11)
vorgesehen sind, wobei die Eingangssignale den
Betriebszustand der Bremsbedienungseinrichtung und den
Betriebszustand der Betriebsbremsanlage (betätigt/nicht
betätigt) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die
Eingangssignale ferner die Fahrzeuggeschwindigkeit (vKFZ)
aufweisen.
2. Elektronische Feststellbremsanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der
Steuereinheit (4) fahrsituationsabhängig sind, und daß
die Eingangssignale zur Ermittlung der Fahrsituation
des Kraftfahrzeugs die Fahrzeuggeschwindigkeit (vKFZ) und
der Betriebszustand der Betriebsbremsanlage (betätigt/
nicht betätigt) sind.
3. Elektronische Feststellbremsanlage nach Anspruch 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangssignale den
Betriebszustand (an/aus) einer Zündungsvorrichtung (8)
des Kraftfahrzeugs aufweisen.
4. Elektronische Feststellbremsanlage nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Eingangssignale den Betriebszustand der elektronischen
Feststellbremsanlage (gelöst/gespannt) aufweisen.
5. Elektronische Feststellbremsanlage nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausgangssignale den Sollwert der Betätigungskraft
(FS,SOLL) und den Sollwert der zeitlichen Ableitung
(F'S,SOLL) der Betätigungskraft (FS,SOLL) aufweisen.
6. Elektronische Feststellbremsanlage nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Bremsbedienungseinrichtung ein Tastschalter (1)
ist.
7. Elektronische Feststellbremsanlage nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Bremsbedienungseinrichtung als Einfach-Taster (1)
ausgeführt ist.
8. Elektronische Feststellbremsanlage nach einem der
Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Betätigung des Tastschalters (1) eine Änderung des
Betätigungszustands der elektronischen
Feststellbremsanlage (gelöst/nicht gelöst) herbeiführt.
9. Elektronische Feststellbremsanlage nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Bremsbedienungseinrichtung als Zweifach- bzw. Doppel-
Taster (1) ausgeführt ist.
10. Verfahren zum Betrieb einer elektronischen
Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge, insbesondere
nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer
Bremsbedienungseinrichtung und einer elektronischen
Steuereinrichtung (4) zur Umwandlung von
Eingangssignalen in entsprechende Ausgangssignale, die
zur Ansteuerung einer Aktuatoreinrichtung (11)
vorgesehen sind, wobei die Eingangssignale den
Betriebszustand der Bremsbedienungseinrichtung und den
Betriebszustand der Betriebsbremsanlage (betätigt/nicht
betätigt) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die
Eingangssignale ferner die Fahrzeuggeschwindigkeit (vKFZ)
aufweisen.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausgangssignale der Steuereinheit (4)
fahrsituationsabhängig sind, und daß die
Eingangssignale zur Ermittlung der Fahrsituation des
Kraftfahrzeugs die Fahrzeuggeschwindigkeit (vKFZ) und der
Betriebszustand der Betriebsbremsanlage (betätigt/nicht
betätigt) sind.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinrichtung
(4) in einem Schritt (70) überprüft, ob das
Kraftfahrzeug fährt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die elektronische Steuereinrichtung (4) in dem Fall,
daß die elektronische Steuereinrichtung (4) in einem
Schritt (70) detektiert, daß das Fahrzeug fährt, einen
Abbremsvorgang mit einer schnelleren Dynamik einleitet,
wenn die Betriebsbremsanlage betätigt ist, und einen
Abbremsvorgang mit einer langsameren Dynamik einleitet,
wenn die Betriebsbremsanlage nicht betätigt ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Bremsvorgang, wenigstens
solange wie der Tastschalter (1) betätigt ist,
eingeleitet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
der Bremsvorgang mit einem konstanten Sollwert der
Betätigungskraft auch nach dem Lösen des Tastschalters
(1) für eine Zeitdauer (TH) fortgesetzt wird, wobei die
Zeitdauer (TH) eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit
(vKFZ) ist.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische
Steuereinrichtung (4) in dem Fall, daß die
elektronische Steuereinrichtung (4) im Schritt (70)
detektiert, daß das Fahrzeug im Rahmen der
Meßgenauigkeit ruht, einen Abbremsvorgang mit einer
schnellen Dynamik einleitet, wenn die
Betriebsbremsanlage betätigt ist, und einen
Abbremsvorgang mit einer langsameren Dynamik einleitet,
wenn die Betriebsbremsanlage nicht betätigt ist.
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