Steuervorrichtung für zumindest eine elektrische Parkbremse eines Bremssystems eines Fahrzeugs und Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit einem Bremskraftverstärker und einer elektrischen Parkbremse

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für zumindest eine elektrische Parkbremse eines Bremssystems eines Fahrzeugs. Ebenso betrifft die Erfindung eine elektrische Parkbremse für ein Bremssystem eines Fahrzeugs und ein Bremssystem für ein

Fahrzeug. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines

Bremssystems eines Fahrzeugs mit einem Bremskraftverstärker und einer elektrischen Parkbremse.

Stand der Technik

In der DE 10 2009 026 973 A1 sind eine Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zu ihrer Steuerung beschrieben. Die Bremsanlage umfasst ein hydraulisches Betriebsbremssystem mit einem Hauptbremszylinder und mehreren an dem

Hauptbremszylinder angebundenen Radbremsen und ein elektromechanisches

Betriebsbremssystem mit elektromechanischen Bremsen. Außerdem weist die

Bremsanlage noch einen an dem Hauptbremszylinder angeordneten mechanischen Bremskraftverstärker auf. Bei einem Ausfall des hydraulischen Betriebsbremssystems soll ein Abbremsen eines mit der Bremsanlage ausgestatteten Fahrzeugs noch mit dem elektromechanischen Betriebsbremssystem möglich sein. Gleichzeitig soll mittels des elektromechanischen Bremskraftverstärkers eine einer Bremspedalbetätigung entgegen wirkende Kraft so erzeugbar sein, dass ein Fahrzeugführer beim Niedertreten des Bremspedals noch einen Widerstand spürt. Auf diese Weise soll insbesondere eine Leckage im hydraulischen Betriebsbremssystem für den Fahrzeugführer nicht

wahrnehmbar sein.

Offenbarung der Erfindung Die Erfindung schafft eine Steuervorrichtung für zumindest eine elektrische Parkbremse eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , eine elektrische Parkbremse für ein Bremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 4, ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 7 und ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit einem Bremskraftverstärker und einer elektrischen Parkbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 9.

Vorteile der Erfindung

Mittels der vorliegenden Erfindung kann ein Fahrer eines Fahrzeugs auch bei einem Vorliegen des an dem Fahrzeug angebrachten Bremskraftverstärker in mindestens einem funktionseingeschränkten oder funktionsunfähigen Zustand durch ein gezieltes Einsetzen der elektrischen Parkbremse beim Abbremsen des Fahrzeugs kraftmäßig entlastet werden. Insbesondere in einer Situation, in welchem der Fahrer trotz des Vorliegens des Bremskraftverstärkers in dem mindestens einen funktionseingeschränkten oder funktionsunfähigen Zustand ein starkes und schnelles Abbremsen seines Fahrzeugs anfordert, kann die elektrische Parkbremse auf erfindungsgemäße Weise so eingesetzt werden, dass der angeforderte Abbremsvorgang mit keinem signifikanten Kraftaufwand für den Fahrer verbunden ist. Die vorliegende Erfindung gewährleistet somit dem Fahrer einen verbesserten Bremskomfort, welcher selbst bei einem Totalausfall des

Bremskraftverstärkers noch gewährleistet ist.

Moderne Fahrzeuge weisen in den meisten Fällen Bremskraftverstärker auf. Somit kann die vorliegende Erfindung für eine Vielzahl von Fahrzeugen genutzt werden.

Die vorliegende Erfindung kann insbesondere auch dazu genutzt werden, selbst bei einem Totalausfall der Bremskraftverstärkung eines hydraulischen Bremssystems die gesetzlichen Anforderungen für die zu erzielende Bremswirkung noch zu gewährleisten. Auch in Extremfällen, d.h. bei einer nachteiligen Auslegung der Hydraulik des

Bremssystems, ist dieser Vorteil gewährleistbar.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Ansteuereinrichtung dazu ausgelegt, anhand mindestens eines von mindestens einem fahrzeugeigenen Sensor als das mindestens eine Signal bereitgestellten Sensorsignals zu ermitteln, ob der

Bremskraftverstärker in dem mindestens einen funktionseingeschränkten oder funktionsunfähigen Zustand vorliegt. Die Steuervorrichtung kann somit selbst eine Überwachung des Bremskraftverstärkers ausführen. Somit kann eine getrennt von der Steuervorrichtung andernfalls einsetzbare Überwachungsvorrichtung zum Überwachen des Bremskraftverstärkers eingespart werden.

Insbesondere kann die Ansteuereinrichtung dazu ausgelegt sein, das mindestens eine von mindestens einem Drucksensor als dem mindestens einen

fahrzeugeigenen Sensor bereitgestellte Sensorsignal mit der mindestens einen Vorgabegröße und/oder mit mindestens einem aus der mindestens einen

Vorgabegröße hergeleiteten Soll-Drucksignal zu vergleichen, und anhand des

Vergleichs zu ermitteln, ob der Bremskraftverstärker in dem mindestens einen funktionseingeschränkten oder funktionsunfähigen Zustand vorliegt.

Herkömmlicherweise ist in einem Bremssystem mindestens ein Drucksensor verbaut. Somit können zum Einsetzen der Steuervorrichtung bereits an einer

Vielzahl von Bremssystemen vorhandene Bauteile genutzt werden. Eine

Ausstattung des mit der Steuervorrichtung zusammenwirkenden Bremssystems mit einem zusätzlichen Sensor ist somit in der Regel nicht notwendig, kann aber vorteilhaft sein. Die oben aufgezählten Vorteile sind auch bei einer elektrischen Parkbremse für ein Bremssystems eines Fahrzeugs mit einer derartigen Steuervorrichtung

gewährleistet.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die elektrische Parkbremse als

autoelektrischer Parkbremssattel ausgebildet. Beispielsweise kann die elektrische

Parkbremse einen Stift umfassen, welcher derart auf einen Bremsbelag drückbar ist, dass das dem festgelegten Soll-Bremsmoment entsprechende Ist- Bremsmoment auf ein zugeordnetes Rad ausübbar ist. Somit kann ein

kostengünstiger Typ der elektrischen Parkbremse erfolgreich zum Realisieren der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.

Auch ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit einer elektrische Parkbremse, einem Bremskraftverstärker und einer entsprechenden Steuervorrichtung bewirkt die oben beschriebenen Vorteile. Vorzugsweise ist die elektrische Parkbremse als autoelektrischer Parkbremssattel ausgebildet. Somit kann das Bremssystem mit einer kostengünstigen elektrischen Parkbremse ausgestattet werden. Des Weiteren sind die oben beschriebenen Vorteile realisierbar durch ein Ausführen des Verfahrens zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit einem

Bremskraftverstärker und einer elektrischen Parkbremse. Das Verfahren ist

entsprechend der oben beschriebenen Ausführungsformen weiterbildbar. In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird ermittelt, ob der

Bremskraftverstärker in dem mindestens einen funktionseingeschränkten oder funktionsunfähigen Zustand vorliegt, indem mindestens eine in mindestens einer Hydraulik des Bremssystems ermittelte Druckgröße mit der mindestens einen

Vorgabegröße und/oder mit mindestens einer aus der mindestens einen

Vorgabegröße hergeleiteten Soll-Druckgröße verglichen wird. Somit ist auch das

Verfahren in der Regel ohne eine Ausstattung des Bremssystems mit einem

zusätzlichen Sensor ausführbar.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der

Steuervorrichtung; und

Fig. 2 ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des

Verfahrens zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit einem Bremskraftverstärker und einer elektrischen Parkbremse.

Ausführungsformen der Erfindung Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Steuervorrichtung. Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Steuervorrichtung 10 ist in einem Bremssystem eines Fahrzeugs einsetzbar. Insbesondere kann die Steuervorrichtung 10 in einem Bremssystem eines Fahrzeugs mit einer elektrischen Parkbremse 12 und einem

Bremskraftverstärker 14 vorteilhaft eingesetzt werden. Mittels der Steuervorrichtung 10 kann zumindest die elektrische Parkbremse 12 des Bremssystems angesteuert werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die im Weiteren beschriebene Steuervorrichtung 10 auch so weiterbildbar ist, dass mittels der Steuervorrichtung 10 auch zusätzlich zu der elektrischen Parkbremse 12 weitere Komponenten des Bremssystems ansteuerbar sind. Die elektrische Parkbremse 12 ist vorzugsweise zum Einwirken auf eine Vorderachse des Fahrzeugs ausgelegt. Als Alternative dazu kann die elektrische Parkbremse 12 jedoch auch an einer Hinterachse des Fahrzeugs oder an beiden Achsen des Fahrzeugs einsetzbar sein. Die Steuervorrichtung 10 kann getrennt von einem Steuergerät 16 des

Bremskraftverstärkers 14 ausgebildet sein. Insbesondere kann die Steuervorrichtung 10 in die elektrische Parkbremse 12 integriert sein. Als Alternative dazu kann die

Steuervorrichtung 10 jedoch auch in eine Steuerelektronik des gesamten Bremssystems integriert sein. Auch auf diese Weise kann ein Bauraumbedarf des mit der

Steuervorrichtung 10 ausgestatteten Bremssystems reduziert werden.

Die Steuervorrichtung 10 weist eine Ansteuereinrichtung 18 auf, mittels welcher eine Soll- Größe bezüglich eines mittels der elektrischen Parkbremse 12 aufzubringenden Soll- Bremsmoment festlegbar ist. Anschließend ist ein der festgelegten Soll-Größe

entsprechendes Ansteuersignal 20 an die elektrische Parkbremse 12 ausgebbar. Mittels des Ansteuersignais 20 kann die elektrische Parkbremse 12 in einem aktuell bevorzugten Betriebsmodus steuerbar sein.

Die Ansteuereinrichtung 18 ist zusätzlich dazu ausgelegt, anhand mindestens eines bereitgestellten Signals 22 zu ermitteln oder zu erkennen, ob der Bremskraftverstärker 14 des Bremssystems in mindestens einem funktionseingeschränkten oder

funktionsunfähigen Zustand vorliegt. Sofern die Ansteuereinrichtung 18 ermittelt oder erkennt, dass der Bremskraftverstärker 14 in dem mindestens einen

funktionseingeschränkten oder funktionsunfähigen Zustand vorliegt, ist unter

Berücksichtigung mindestens einer bereitgestellten Vorgabegrösse 24 bezüglich eines von einem Fahrer des Fahrzeugs angeforderten Gesamt-Bremsmoments mittels der Ansteuereinrichtung 18 die Soll-Größe festlegbar. Danach ist die elektrische Parkbremse 12 mittels des Ansteuersignais 20 derart ansteuerbar, dass ein der festgelegten Soll- Größe entsprechendes Ist-Bremsmoment mittels der elektrischen Parkbremse 12 so ausübbar ist, dass das Fahrzeug zumindest mittels des Ist-Bremsmoments abbremsbar ist.

Die Steuervorrichtung 10 kann somit eine Rückfallebene bei einem Vorliegen des Bremskraftverstärkers 14 in dem mindestens einen funktionseingeschränkten oder funktionsunfähigen Zustand gewährleisten, in welcher der Fahrer trotz der zumindest eingeschränkten Einsetzbarkeit des Bremskraftverstärkers 14 noch aufgrund der oben beschriebenen zusätzlichen Nutzung der elektrischen Parkbremse 12 beim Abbremsen des Fahrzeugs kraftmäßig unterstützbar ist. Die vom Fahrer zum Aufbauen eines

Bremsmoments in mindestens einem Radbremszylinder 26 aufzubringende

Fahrerbremskraft Ff ist deshalb mittels der zusätzlichen Nutzung der elektrischen

Parkbremse 12 gegenüber einer zum unverstärkten Aufbau des gleichen Bremsmoments notwendigen Fahrerbremskraft Ff reduzierbar. Man kann dies auch als ein Einsetzen der von der Steuervorrichtung 10 angesteuerten elektrischen Parkbremse 12 zur Reduzierung der zum Abbremsen des Fahrzeugs notwendigen Fahrerbremskraft Ff umschreiben. Insbesondere kann die elektrische Parkbremse 12 mittels der Steuervorrichtung 10 so ansteuerbar sein, dass selbst bei einem Totalausfall des Bremskraftverstärkers 14 eine vom Fahrer angeforderte Verzögerung noch mit der gleichen Fahrerbremskraft Ff wie bei einem voll-funktionsfähigen Bremskraftverstärkter 14 bewirkbar ist. Mittels der

Steuervorrichtung 10 ist somit eine Funktionsbeeinträchtigung oder ein Ausfall des Bremskraftverstärkers 14 kompensierbar. Selbst eine relativ hohe Verzögerung kann in diesem Fall noch mit einem gleichbleibenden und relativ geringen Kraftaufwand erfüllbar sein.

Der Bremskraftverstärkter 14 kann z.B. ein elektromechanischer Bremskraftverstärker 14 sein. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Steuervorrichtung 10 eine

Funktionsbeeinträchtigung oder einen Ausfall einer Vielzahl verschiedener Typen des Bremskraftverstärkers 14 zumindest zeitweise durch das Ansteuern/Aktivieren der elektrischen Parkbremse 12 überbrücken kann. Die Einsetzbarkeit der Steuervorrichtung 10 ist somit nicht auf einen bestimmten Typ des Bremskraftverstärkers 14 des

Bremssystems limitiert. Die Ansteuereinrichtung 18 kann beispielsweise derart ausgelegt sein, dass sie das Vorliegen des Bremskraftverstärkers 14 in dem mindestens einen

funktionseingeschränkten oder funktionsunfähigen Zustand anhand eines bereitgestellten Informationssignals oder Warnsignals erkennt. Insbesondere von dem Steuergerät des Bremskraftverstärkers 14 kann ein derartiges Informationssignal oder Warnsignal an die Ansteuereirichtung 18 bereitstellbar sein. Bevorzugt wird jedoch eine Ausbildung der Ansteuereinrichtung 18, in welcher diese dazu ausgelegt ist, anhand mindestens eines von mindestens einem fahrzeugeigenen Sensor als das mindestens eine Signal 22 bereitgestellten Sensorsignals 22 zu ermitteln, ob der Bremskraftverstärker 14 in dem mindestens einen funktionseingeschränkten oder funktionsunfähigen Zustand vorliegt. Somit kann die Überwachung des Bremskraftverstärkers 14 auch von der

Ansteuereinrichtung 18 ausgeführt werden. Die Ansteuereinrichtung 18 kann somit zusätzlich dazu genützt werden, eine andernfalls getrennt dazu ausgebildete

Überwachungsvorrichtung des Bremskraftverstärkers 14 zu ersetzen.

In der Ausführungsform der Fig. 1 ist die Ansteuereinrichtung 18 dazu ausgelegt, das mindestens eine von mindestens einem Drucksensor als den mindestens einen (nicht dargestellten) fahrzeugeigenen Sensor bereitgestellte Sensorsignal 22 mit der mindestens einen Vorgabegröße 24 und/oder mit mindestens einem aus der mindestens einen Vorgabegröße 24 hergeleiteten Soll-Drucksignal zu vergleichen. Das mindestens eine zum Vergleich herangezogene Sensorsignal 22 kann somit insbesondere einen in mindestens einer Leitung 28 des Bremssystems, in einem Hauptbremszylinder 30 des Bremssystems und/oder in dem mindestens einen Radbremszylinder 26 vorliegenden Druck beinhalten. Beispielsweise kann das mindestens eine Sensorsignal 22 einen Hauptbremszylindennnendruck, einen Vordruck, einen Radbremszylinderdruck und/oder eine entsprechende Größe umfassen. Vor allem ein in einem Bremssattel angeordneter Drucksensor kann zum Bereitstellen des mindestens einen Sensorsignals 22 genutzt werden. Die mindestens eine Vorgabegröße 24 kann mittels eines Bremsbetätigungselement-

Sensors 32, wie beispielsweise eines Pedalwegsensors/Pedalweggebers 32, an die Steuervorrichtung 10 bereitstellbar sein. Somit ist mittels einer derartigen Auslegung der Steuervorrichtung 10 auch ein Bremsbetätigungselement-Sensor 32, welcher zwischen einem Bremsbetätigungselement 34 (wie beispielsweise einem Bremspedal) und dem Bremskraftverstärker 14, bzw. dem Hauptbremszylinder 30, angeordnet sein kann, mit einer gesteigerten Multifunktionalität einsetzbar. Bei der Ausführungsform der Fig. 1 ist die Ansteuereinrichtung 18 dazu ausgelegt, anhand des Vergleichs (des mindestens einen Sensorsignals 22 mit der mindestens einen Vorgabegröße 24 und/oder mit dem mindestens einen daraus hergeleiteten Soll- Drucksignal) zu ermitteln, ob der Bremskraftverstärker 14 in dem mindestens einen funktionseingeschränkten oder funktionsunfähigen Zustand vorliegt. Auf diese Weise ist selbst eine leicht eingeschränkte Funktionsfähigkeit des Bremskraftverstärkers 14 verlässlich und mit einer hohen Genauigkeit erkennbar. Fig. 1 zeigt als hydraulische Komponenten des mit der Steuervorrichtung 10

ausgestatteten Bremssystems lediglich einen Radbremszylinder 26, den

Hauptbremszylinder 30, eine zwischen dem Hauptbremszylinder 30 und dem

Radbremszylinder 26 verlaufende Leitung 28 und ein Bremsflüssigkeitsreservoir 36. Das mit der Steuervorrichtung 10 zusammenwirkende Bremssystem kann jedoch auch noch andere hydraulische Komponenten aufweisen. Insbesondere kann das Bremssystem eine Vielzahl verschiedener Bremskreise haben, ohne dass sie die Ersetzbarkeit der

Steuervorrichtung 10 beeinträchtigt. Des Weiteren kann das Bremssystem mindestens eine elektrische Komponente, wie z.B. einen (nicht skizzierten) Generator zum Aufladen der Batterie 38, umfassen.

Für eine bessere Fahrzeugstabilität kann die elektrische Parkbremse 12 an den Rädern der Vorderachse angeordnet sein. Ein Nutzen der elektrischen Parkbremse 12 an den Rädern der Hinterachse ist jedoch nicht ausgeschlossen. Bevorzugter Weise ist die elektrische Parkbremse 12 als autoelektrischer Parkbremssattel (autoelektrische Parkbremse, APD) ausgebildet. Insbesondere kann die elektrische Parkbremse 12 einen Stift/Steller umfassen, welcher derart auf einen Bremsbelag drückbar ist, dass das dem festgelegten Soll-Bremsmoment entsprechende Ist- Bremsmoment auf ein zugeordnetes Rad 40 ausübbar ist. Der Stift/Steiler der

elektrischen Parkbremse 12 kann somit zum Realisieren einer Rückfallebene, bzw. einer „modifizierten Bremskraftverstärkung", genützt werden.

Bereits kostengünstige Bremssättel sind häufig so ausgeführt, dass ein Stift/Steller auf den Kolbenboden und damit auf den Bremsbetrag drückt. Die auf diese Weise zusätzlich mittels der elektrischen Parkbremse 12 bereitgestellte Bremskraft kann vorteilhaft mit einer hydraulisch übertragenen (aber durch die Funktionsbeeinträchtigung oder den Ausfall des Bremskraftverstärkers 14 nur unverstärkten) Kraft überlagert werden. Auf diese Weise sind selbst bei einem Ausfall des Bremskraftverstärkers 14 höhere

Verzögerungen erreichbar. Eine Weiterbildung sieht den Verbau eines Drucksensors im Sattel der elektrischen Parkbremse 12 vor.

Die oben ausgeführten Vorteile sind auch bei einer die Steuervorrichtung 10 umfassenden elektrischen Parkbremse 12 und/oder bei einem Bremssystem für ein Fahrzeug mit der elektrischen Parkbremse 12, dem Bremskraftverstärker 14 und der Steuervorrichtung 10 gewährleistet. Auch bei einem derartigen Bremssystem kann die elektrische Parkbremse als autoelektrischer Parkbremssattel ausgebildet sein.

Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit einem Bremskraftverstärker und einer elektrischen Parkbremse.

Das nachfolgend ausgeführte Verfahren kann beispielsweise mittels der oben erläuterten Steuervorrichtung ausgeführt werden. Die Ausführbarkeit des Verfahrens ist jedoch nicht auf den Einsatz einer derartigen Steuervorrichtung limitiert. In einem Verfahrensschritt S1 wird ermittelt, ob der Bremskraftverstärker in mindestens einem funktionseingeschränkten oder funktionsunfähigen Zustand vorliegt. Insbesondere kann das Vorliegen des Bremskraftverstärkers in dem mindestens einen

funktionseingeschränkten oder funktionsunfähigen Zustand ermittelt werden, indem mindestens eine in mindestens einem hydraulisches Bremssystems ermittelte Druckgröße mit mindestens einer Vorgabegröße bezüglich eines von einem Fahrer des Fahrzeugs angeforderten Gesamt-Bremsmoments und/oder mit mindestens einer aus der mindestens einen Vorgabegröße hergeleiteten Soll-Druckgröße verglichen wird. Beispiele für die mindestens eine Vorgabegröße und die mindestens eine Druckgröße sind oben genannt.

Die weiteren Verfahrensschritte S2 und S3 werden ausgeführt, sofern ermittelt wird, dass der Bremskraftverstärker in dem mindestens einen funktionseingeschränkten oder funktionsunfähigen Zustand vorliegt. In dem Verfahrensschritt S2 wird eine Soll-Größe bezüglich eines mittels der elektrischen Parkbremse zum Abbremsen des Fahrzeugs aufzubringenden Soll-Bremsmoments festgelegt. Das Festlegen der Soll-Größe erfolgt unter Berücksichtigung der mindestens einen Vorgabegröße bezüglich des von dem Fahrer angeforderten Gesamt-Bremsmoments.

In dem Verfahrensschritt S3 wird die elektrische Parkbremse derart angesteuert, dass mittels der elektrischen Parkbremse ein der festgelegten Soll-Größe entsprechendes Ist- Bremsmoment zum Abbremsen des Fahrzeugs ausgeübt wird. Auch mittels des

Verfahrens können eine Funktionsbeeinträchtigung oder ein Totalausfall des

Bremskraftverstärkers zumindest zweitweise überbrückt werden. Das Verfahren liefert damit die oben schon beschriebenen Vorteile.