Titel

Verfahren zur Überwachung der Funktion einer Feststellbremse in einem Fahrzeug

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung der Funktion einer Feststellbremse in einem Fahrzeug.

Stand der Technik

Feststell- bzw. Parkbremsen werden zum Festsetzen von Fahrzeugen im Stillstand eingesetzt. Hierbei wird üblicherweise in der Fahrzeugbremse eine

Klemmkraft erzeugt, die beispielsweise gemäß der DE 103 61 042 B3 über einen als elektrischen Bremsmotor ausgebildeten Aktuator generiert wird, bei dessen Betätigung ein Bremskolben, welcher Träger eines Bremsbelages ist, axial in Richtung auf eine Bremsscheibe verstellt wird. Mit dem Betätigen der Feststellbremse erhält der Fahrer üblicherweise eine optische Rückmeldung im Fahrzeug, die den aktivierten Zustand der Feststellbremse anzeigt. Soweit die Feststellbremse von Hand oder per Fuß zu betätigen ist, vermittelt die im Hand- bzw. Fußhebel wirkende Gegenkraft dem Fahrer einen haptischen Eindruck, der als Indiz gewertet werden kann, dass über die Feststellbremse tatsächlich die gewünschte Klemmkraft erzeugt wird.

Offenbarung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Maßnahmen das Gefährdungspotenzial im Falle einer nicht ausreichenden Bremswirkung einer Feststellbremse in einem Fahrzeug zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an. Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich auf Feststellbremsen in Fahrzeugen, die üblicherweise beim Stillstand des Fahrzeuges entweder automatisch oder durch Fahrerbetätigung zur Erzeugung einer das Fahrzeug festsetzenden Klemmkraft aktiviert werden. In Betracht kommen hydraulische, pneumatische und/oder elektromechanische Feststellbremsen, beispielsweise Feststellbremsen mit einem elektrischen Bremsmotor zur Erzeugung der gewünschten Klemmkraft, wobei gegebenenfalls eine Zusatzbremsvorrichtung in der Feststellbremse vorgesehen sein kann, um zusätzlich zu dem Hauptaktuator bzw. ergänzend eine Klemmkraft erzeugen zu können, beispielsweise eine hydraulisch betätigbare

Zusatzbremsvorrichtung, bei der es sich insbesondere um die hydraulische Fahrzeugbremse des Fahrzeugs handelt, deren Hydraulikdruck auf den Bremskolben wirkt. Bei dem Verfahren zur Überwachung der Funktion der Feststellbremse wird nach dem Betätigen der Feststellbremse der Bewegungszustand des Fahrzeuges ü- berwacht und im Falle einer Fahrzeugbewegung ein Warnsignal erzeugt. Dadurch kann die Gefahr reduziert werden, dass bei einer nicht ausreichenden Klemmkraft zum sicheren Festsetzen das Fahrzeug sich versehentlich in Bewe- gung setzt und umstehende Personen und Gegenstände gefährdet. Das Warnsignal wird insbesondere in einer für umstehende Personen, welche sich in der Umgebung des Fahrzeugs befinden, wahrnehmbaren Weise erzeugt, vorzugsweise in Form eines akustischen und/oder optischen Warnsignals, beispielsweise durch selbsttätiges Auslösen der Blinkeranlage, durch Lichtsignale über die Be- leuchtungsanlage und/oder durch Betätigen des Signalhorns. Zusätzlich oder alternativ kann das Warnsignal auch an eine Einrichtung innerhalb und/oder außerhalb des Fahrzeugs zum Auslösen gefährdungsmindernder Maßnahmen ü- bertragen werden, beispielsweise innerhalb des Fahrzeugs an ein Regel- bzw. Steuergerät, über das ein Fahrerassistenzsystem aktiviert wird, insbesondere ei- ne Bremsfunktion, beispielsweise über ein ESP-Gerät (Elektronisches Stabilitätsprogramm). Aufgrund der selbsttätigen Erzeugung des Warnsignals ist die Anwesenheit des Fahrers oder einer sonstigen Person im Fahrzeug nicht erforderlich. Das Warnsignal wird unabhängig vom Fahrer bzw. einer Fahrerbetätigung erzeugt, sofern die Grundvoraussetzungen vorliegen, also die Feststell- bremse betätigt und nach dem Betätigen eine Fahrzeugbewegung festgestellt worden ist. Der Bewegungszustand des Fahrzeugs wird insbesondere mittels der fahrzeugeigenen Sensorik überwacht, beispielsweise mithilfe der Sensorik in einem ESP- System oder in einem ABS-System (Antiblockiersystem). Die Sensorik kann den Bewegungszustand des Fahrzeugs auf Geschwindigkeitsebene und/oder auf Beschleunigungsebene überwachen. Auf Geschwindigkeitsebene kommen insbesondere Raddrehzahlsensoren in Betracht, über die die Raddrehzahlen eines oder mehrerer Fahrzeugräder überwacht werden. Auf Beschleunigungsebene wird die Längs- und/oder Querdynamik mit entsprechenden Beschleunigungs- sensoren überwacht, insbesondere die Längs- und/oder Querbeschleunigung des Fahrzeugs. Ein Warnsignal wird erzeugt, wenn den Geschwindigkeits- bzw. Beschleunigungswerten zugeordnete Grenzwerte überschritten werden.

Als weitere Bedingung bzw. Voraussetzung für die Durchführung des Verfahrens kann gegebenenfalls der Zustand des Antriebsmotors des Fahrzeugs überwacht werden. Es kann zweckmäßig sein, das Verfahren zur Überwachung der Funktion der Feststellbremse nur durchzuführen, wenn der Antriebsmotor des Fahrzeugs abgestellt ist. Damit wird sichergestellt, dass bei laufendem Antriebsmotor das Verfahren nicht durchgeführt wird, da in diesem Fall üblicherweise von der Anwesenheit des Fahrers im Fahrzeug ausgegangen werden kann. Der Zustand des Antriebsmotors kann im Falle einer Brennkraftmaschine anhand des Zündungsstatus festgestellt werden. Falls die Zündung auf Aus steht, kann das Verfahren durchgeführt werden, andernfalls erfolgt keine Durchführung des Verfahrens.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung wird die Überwachung des Bewegungszustands des Fahrzeugs nur für einen definierten, begrenzten Überwachungszeitraum durchgeführt. Üblicherweise macht sich eine nicht ausreichende Klemmkraft zum Festsetzen des Fahrzeugs unmittelbar nach dem Ab- stellen des Fahrzeugs bemerkbar, so dass über den Überwachungszeitraum hinaus keine Überwachung des Bewegungszustandes zwingend erforderlich ist. Innerhalb des Überwachungszeitraums kann sowohl festgestellt werden, ob die eingestellte Klemmkraft das erforderliche Klemmkraftniveau nicht erreicht, als auch ein Nachlassen bzw. Absinken der eingestellten Klemmkraft unter das er- forderliche Klemmkraftniveau. Der Überwachungszeitraum wird entweder als feste Größe vorgegeben oder, gemäß vorteilhafter Ausführung, in Abhängigkeit von Kenngrößen des Fahrzeugs bzw. der Feststellbremse und/oder des Fahrzeugumfelds festgelegt. In Betracht kommt insbesondere eine Abhängigkeit von der Straßenneigung, wobei der Ü- berwachungszeitraum mit zunehmender Straßenneigung ansteigt, als auch eine

Abhängigkeit von der Temperatur der Bremsscheibe, welche von der Feststellbremse im Fahrzeug beaufschlagt wird, wobei der Überwachungszeitraum mit zunehmender Temperatur der Bremsscheibe ansteigt. In beiden Fällen ist sowohl eine diskrete, in Stufen bzw. Intervallen erfolgende Abhängigkeit des Überwa- chungszeitraums von der Straßenneigung bzw. der Bremsscheibentemperatur als auch eine funktionale, stetige Abhängigkeit möglich. Beispielsweise können für die Abhängigkeit vom Gefälle bzw. der Straßenneigung drei Stufen vorgegeben werden mit einer Neigung zwischen 0 und 10 %, einer Neigung zwischen 10 % und 20 % sowie einer Neigung oberhalb von 20 %, wobei jeder Neigungs- bzw. Gefällstufe ein konstanter Überwachungszeitraum zugeordnet wird und der

Überwachungszeitraum mit zunehmendem Gefälle ansteigt. Um Abhängigkeiten von einem Gefälle oder einer Steigung der Straße unabhängig zu machen, kann es zweckmäßig sein, jeweils den Betrag des Gefälles bzw. der Steigung zu berücksichtigen.

Auch für die Temperatur können beispielsweise drei Intervalle vorgegeben werden, zum Beispiel mit einer Bremsscheibentemperatur < 200° C, einer Bremsscheibentemperatur zwischen 200° C und 350° C und einer Bremsscheibentemperatur oberhalb 350° C, wobei der Überwachungszeitraum mit steigender Tem- peratur zunimmt. Sowohl bei der Berücksichtigung des Gefälles als auch bei der

Berücksichtigung der Temperatur können gleiche Überwachungszeiträume für die jeweils drei Intervalle festgelegt werden, beispielsweise ein Überwachungszeitraum von 10 Sekunden für das kürzeste Intervall, ein Überwachungszeitraum von 5 Minuten für das mittlere Intervall und ein Überwachungszeitraum von 20 Minuten für das höchste Intervall.

Soweit sowohl das Gefälle der Straße als auch die Temperaturabhängigkeit von der Bremsscheibentemperatur überwacht wird, wird zweckmäßigerweise der längere Überwachungszeitraum gewählt, der sich bei der Überprüfung des Gefälles bzw. der Bremsscheibentemperatur ergibt. Möglich ist es aber auch, den Überwachungszeitraum auf einen Maximalwert einzustellen, falls bei der Überwa- chung des Gefälles und der Bremsscheibentemperatur die Intervalle voneinander abweichen und eines der Intervalle zumindest eine mittlere Zeitdauer aufweist.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine elektromechanische Feststellbremse für ein Fahrzeug, bei der die Klemmkraft über einen elektrischen Bremsmotor erzeugt wird,

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm zur Durchführung des Verfahrens zur Überwachung der Funktion der Feststellbremse,

Fig. 3 der Verfahrensablauf zum Festlegen des Überwachungszeitraumes in Abhängigkeit der Bremsscheibentemperatur,

Fig. 4 ein Teilschema zum Bestimmen des maximalen Überwachungszeitraumes in Abhängigkeit von der Steigung und der Bremsscheibentemperatur.

In Fig. 1 ist eine elektromechanische Feststellbremse 1 zum Festsetzen eines Fahrzeugs im Stillstand dargestellt. Die Feststellbremse 1 umfasst einen Bremssattel 2 mit einer Zange 9, welche eine Bremsscheibe 10 übergreift. Als Stellglied weist die Feststellbremse 1 einen Elektromotor als Bremsmotor 3 auf, der eine Spindel 4 rotierend antreibt, auf der ein Spindelbauteil 5 gelagert ist. Bei einer Rotation der Spindel 4 wird das Spindelbauteil 5 axial verstellt. Das Spindelbauteil 5 bewegt sich innerhalb eines Bremskolbens 6, der Träger eines Bremsbelags 7 ist, welcher von dem Bremskolben 6 gegen die Bremsscheibe 10 gedrückt wird. Auf der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe 10 befindet sich ein weiterer Bremsbelag 8, der ortsfest an der Zange 9 gehalten ist.

Innerhalb des Bremskolbens 6 kann sich das Spindelbauteil 5 bei einer Drehbewegung der Spindel 4 axial nach vorne in Richtung auf die Bremsscheibe 10 zu bzw. bei einer entgegen gesetzten Drehbewegung der Spindel 4 axial nach hinten bis zum Erreichen eines Anschlags 1 1 bewegen. Zum Erzeugen einer Klemmkraft beaufschlagt das Spindelbauteil 5 die innere Stirnseite des Brems- kolbens 6, wodurch der axial verschieblich in der Feststellbremse 1 gelagerte Bremskolben 6 mit dem Bremsbelag 7 gegen die zugewandte Stirnfläche der Bremsscheibe 10 gedrückt wird.

5 Die Feststellbremse kann erforderlichenfalls von einer hydraulischen Fahrzeugbremse unterstützt werden, so dass sich die Klemmkraft aus einem elektromotorischen Anteil und einem hydraulischen Anteil zusammensetzt. Bei der hydraulischen Unterstützung wird die dem Bremsmotor zugewandte Rückseite des Bremskolbens 6 mit unter Druck stehendem Hydraulikfluid beaufschlagt.

10

In Fig. 2 ist der Verfahrensablauf zur Überwachung der Funktion der Feststellbremse im Fahrzeug dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt 20 wird zunächst festgestellt, ob die Feststellbremse betätigt bzw. aktiviert worden ist und eine Klemmkraft zum Festsetzen des Fahrzeuges ausübt. Im nachfolgenden Verl s fahrensschritt 21 wird als weitere Voraussetzung zur Durchführung des Verfahrens überprüft, ob der Antriebsmotor des Fahrzeugs abgestellt ist. Dies erfolgt anhand einer Überprüfung des Zündungsstatus; sofern die Zündung auf„Aus" steht, wird mit dem Verfahren fortgefahren, andernfalls wird das Verfahren abgebrochen.

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Die erfolgten Verfahrensschritte 22 bis 27 betreffen die Überprüfung der Straßenneigung und die Zuordnung eines Überwachungszeitraumes, in welchem die Funktionsüberwachung durchgeführt wird. Der Überwachungszeitraum hängt hierbei von der Straßenneigung ab.

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Im Verfahrensschritt 22 wird abgefragt, ob die Straßenneigung bzw. -Steigung in einem ersten Wertebereich liegt, der beispielhaft zwischen 0 und 10 % Gefälle beträgt. Ist dies der Fall, wird der Ja-Verzweigung („Y") folgend zum nächsten Verfahrensschritt 25 fortgefahren, in welchem der Überwachungszeitraum t _de tect.

30 innerhalb dem die Funktion der Feststellbremse nach dem Abstellen des Fahrzeugs überwacht wird, auf einen ersten, verhältnismäßig kleinen Wert von beispielsweise zehn Sekunden festgelegt wird. Liegt die Steigung gemäß Abfrage 22 nicht in dem ersten Intervall, wird der Nein-Verzweigung („N") folgend zum Verfahrensschritt 23 fortgefahren, in welchem abgefragt wird, ob die aktuelle

35 Straßenneigung sich innerhalb eines zweiten Wertebereichs befindet, welches sich unmittelbar an den ersten Wertebereich anschließt und beispielsweise einen Gefällbereich zwischen 10 und 20 % umfasst. Liegt die aktuelle Straßenneigung innerhalb dieses Wertebereiches, wird der Ja-Verzweigung folgend zum Verfahrensschritt 26 fortgefahren und der Überwachungszeitraum t _de tect auf einen mittleren Wert von beispielsweise 5 Minuten gesetzt. Andernfalls wird der Nein- Verzweigung folgend zum nächsten Verfahrensschritt 24 fortgefahren, in welchem abgefragt wird, ob die aktuelle Steigung in einem sich an den mittleren Wertebereich anschließenden, höheren Wertebereich befindet, welcher beispielsweise oberhalb von 20 % Gefälle liegt. Ist dies der Fall, wird der Ja- Verzweigung folgend zum Verfahrensschritt 27 fortgefahren und der Überwachungszeitraum auf eine lange Zeitdauer gesetzt, die beispielsweise 20 Minuten beträgt.

Nach der Abfrage in den Blöcken 22 bis 27, in welchen die Dauer des Überwachungszeitraumes t _d etetct festgelegt wird, wird zum nächsten Verfahrensschritt 28 fortgefahren, in welchem überprüft wird, ob die bereits gestartete Überwachung der Funktion der Feststellbremse noch innerhalb des festgelegten Überwachungszeitraumes liegt. Im Schritt 28 erfolgt die Abfrage, ob der Überwachungszeitraum beendet ist. Ist dies nicht der Fall, wird der Nein-Verzweigung folgend wieder zum Beginn des Verfahrensschrittes 28 zurückgekehrt und in zyklischen Abständen erneut die Beendigung der Überwachung abgefragt. Ist der Überwachungszeitraum abgelaufen, wird der Ja-Verzweigung folgend im Verfahrensablauf fortgefahren.

Die Abfrage im Schritt 28, ob die Überwachung beendet werden soll, erfolgt in einer übergreifenden bzw. parallel abzuarbeitenden Weise, so dass der nächste Verfahrensschritt 29 innerhalb des Überwachungszeitraumes t _de tect fortlaufend durchgeführt werden kann. Erst mit Beendigung des Überwachungszeitraumes wird auch der Verfahrensschritt 29 nicht weiter durchgeführt.

Im Verfahrensschritt 29 erfolgt eine Abfrage, ob eine Fahrzeugbewegung vorliegt. Dies kann mittels der fahrzeugeigenen Sensorik durchgeführt werden, beispielsweise mit der Sensorik eines ESP-Systems im Fahrzeug, und umfasst die Bewegungsüberwachung auf Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungsebene, wobei sowohl längsdynamische als auch querdynamische Zustandsgrößen des Fahrzeuges überwacht werden können. Gemäß einer vorteilhaften Ausfüh- rung ist vorgesehen, die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und/oder die Fahrzeuglängsbeschleunigung mittels der Sensorik zu überwachen.

Wird im Schritt 29 eine Bewegung des Fahrzeugs festgestellt, wird der Ja- Verzweigung folgend zum Schritt 31 fortgefahren und ein Warnsignal erzeugt, welches in der Umgebung des Fahrzeuges wahrgenommen werden kann. Bei dem Warnsignal handelt es sich um ein akustisches und/oder optisches Warnsignal, welches durch automatisches Betätigen des Signalhorns bzw. der Blinkeranlage oder der Fahrzeugbeleuchtung erzeugt wird.

Ergibt dagegen die Abfrage im Schritt 29, dass keine Fahrzeugbewegung innerhalb des Überwachungszeitraums erkannt wird, wird der Nein-Verzweigung folgend zum Verfahrensschritt 30 fortgefahren; in diesem Fall wird kein Warnsignal ausgegeben.

Fig. 3 zeigt ein Teilablaufschema, welches den Verfahrensschritten 22 bis 27 aus Fig. 2 ähnelt, jedoch im Unterschied zu Fig. 2 nicht auf eine Abfrage der Straßenneigung gerichtet ist, sondern auf eine Abfrage der Bremsscheibentemperatur T _disk . Mit zunehmender Temperatur T _disk der Bremsscheibe, welche von der Feststellbremse beaufschlagt wird, steigt auch der Überwachungszeitraum t _de tect an.

In einem ersten Verfahrensschritt 40 gemäß Fig. 3 wird übergeprüft, ob die Bremsscheibentemperatur T _disk innerhalb eines ersten, unteren Temperaturinter- valls liegt, das beispielsweise kleiner als 200° C beträgt. Ist dies der Fall, wird der

Ja-Verzweigung folgend zum Verfahrensschritt 43 fortgefahren und ein kurzer Überwachungszeitraum t _de tect von beispielsweise 10 Sekunden festgelegt. Andernfalls wird der Nein-Verzweigung folgend zum Verfahrensschritt 41 fortgefahren, in welchem überprüft wird, ob die Bremsscheibentemperatur T _disk in einem höheren Temperaturintervall von beispielsweise 200° C bis 350° C liegt. Ist dies der Fall, wird der Ja-Verzweigung folgend zum Verfahrensschritt 44 fortgefahren und der Überwachungszeitraum T _disk auf eine mittlere Zeitdauer von beispielsweise 5 Minuten festgelegt. Andernfalls wird der Nein-Verzweigung folgend zum Verfahrensschritt 42 fortgefahren und überprüft, ob die Bremsscheibentempera- tur T _disk in einem hohen Temperaturbereich oberhalb 350° C liegt. Ist dies der

Fall, wird der Ja-Verzweigung folgend zum Verfahrensschritt 45 fortgefahren und der Überwachungszeitraum t _de tect auf eine lange Zeitdauer von beispielsweise 20 Minuten festgelegt. Anschließend wird nach den Verfahrensschritten 43 bis 45 zum Verfahrensschritt 46 fortgefahren.

Die Überwachungszeiträume t _de tect. welche in den Verfahrensschritten 43 bis 45 festgelegt werden, entsprechen vorteilhafterweise den Überwachungszeiträumen, welche in den Verfahrensschritten 25 bis 27 bei der Überprüfung der Straßenneigung gemäß Fig. 2 festgelegt werden.

Fig. 4 entspricht einem Teilablaufschema, welches ebenso wie Fig. 3 in das Ablaufschema gemäß Fig. 2 integriert werden kann. Die Festlegung des Überwachungszeitraumes t _d etect in Abhängigkeit der Bremsscheibentemperatur T _disk wird mit der Festlegung des Überwachungszeitraumes in Abhängigkeit von der Straßenneigung kombiniert. Gemäß Fig. 4 werden zwei Verfahrensblöcke 46 und 47 zu einem gemeinsamen Verfahrensblock 48 zusammengeführt, wobei der Block 46 wie in Fig. 3 angegeben den Überwachungszeitraum t _de tect als Folge der Bremsscheibentemperatur T _disk repräsentiert und der Block 47 den Überwachungszeitraum t _d etect als Folge der Straßenneigung, so wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Aus Sicherheitsgründen wird der längere Überwachungszeitraum t _de tect aus den beiden Berechnungen in Abhängigkeit von der Straßenneigung und der Bremsscheibentemperatur gewählt. In Betracht kommt sowohl die Wahl des größeren Überwachungszeitraumes t _de tect aus den beiden Ermittlungswegen als auch die Festlegung auf einen maximalen Überwachungszeitraum für den Fall, dass die Überwachungszeiträume t _de tect aus den beiden Verfahrenszweigen sich unterscheiden. Stimmen dagegen die Überwachungszeiträume überein, wird vorteilhafterweise für den weiteren Verfahrensablauf dieser Wert des Überwachungszeitraumes beibehalten.