Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Bremse eines Kraftfahrzeugs, eine zugehörige Bremsanordnung sowie ein zugehöriges Speichermedium.

Bremsen werden typischerweise in Kraftfahrzeugen verwendet, um diese gezielt zu verzögern und/oder um sie im Stand zuverlässig zu halten. Eine Bremse erzeugt typischerweise ein Bremsmoment, welches zu einer Verzögerung des Fahrzeugs und/oder zum Halten im Stand führt. Es hat sich jedoch als schwierig herausgestellt, eine Bremse im Stand so anzusteuern, dass sie zuverlässig hält und kein Nachspannen erforderlich ist.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Bremse eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, welches im Vergleich zu bekannten Ausführungen alternativ oder besser ausgeführt ist. Es ist des Weiteren eine Aufgabe der Erfindung, eine zugehörige Bremsanordnung bereitzustellen. Außerdem ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein zugehöriges Speichermedium bereitzustellen.

Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, eine Bremsanordnung sowie ein Speichermedium gemäß den jeweiligen Hauptansprüchen erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen können beispielsweise den jeweiligen Unteransprüchen entnommen werden. Der Inhalt der Ansprüche wird durch ausdrückliche Inbezug- nahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Bremse eines Kraftfahrzeugs. Die Bremse weist einen Aktuator auf, welcher Positionen entlang eines Wegs anfährt und abhängig davon ein Bremsmoment erzeugt. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: während das Kraftfahrzeug fährt, Aufnehmen einer Bremsmo- ment-Weg-Kennlinie der Bremse, und zum Halten des Kraftfahrzeugs im Stand mit einem vorgegebenen Bremsmoment, Ermitteln einer zum vorgegebenen Bremsmoment korrespondierenden Position mittels der aufgenommenen Bremsmo- ment-Weg-Kennlinie, und

Anfahren der korrespondierenden Position mittels des Aktuators.

Mittels der hierin beschriebenen Vorgehensweise kann eine typische Betriebsbremsung verwendet werden, um eine Bremsmoment-Weg-Kennlinie aufzuzeichnen. Derartige Betriebsbremsungen werden bei einem typischen Betrieb eines Kraftfahrzeugs regelmäßig durchgeführt. Die gewonnene Bremsmo- ment-Weg-Kennlinie kann dann verwendet werden, um im Stand eine geeignete Position des Aktuators anzufahren, ohne dass hierfür separate Messungen erforderlich wären. Man kann sich dann darauf verlassen, dass die Bremse nach Anfahren der Position durch den Aktuator das erforderliche Bremsmoment aufbringen kann.

Die Bremse kann insbesondere als Bestandteil eines Kraftfahrzeugs angesehen werden. Sie ist jedoch grundsätzlich ein darin enthaltenes, auch eigenständig handhabbares Bauteil. Der Weg kann beispielsweise entlang einer linearen Strecke vorgegeben sein. Die Bremsmoment-Weg-Kennlinie kann beispielsweise jeder Position oder mehreren Positionen entlang des Wegs jeweils ein Bremsmoment zuordnen. Das Bremsmoment wird typischerweise gemessen, beispielsweise in einem Abstützlager. Auch ein Zuordnen von Positionen zu Bremsmomenten ist möglich. Die Bremsmoment-Weg-Kennlinie kann insbesondere tabellarisch oder als Funktion angegeben sein.

Auf eine Messung des Bremsmoments während des Haltens des Kraftfahrzeugs im Stand kann bei der hierin beschriebenen Ausführung vorteilhaft verzichtet werden.

Die Bremsmoment-Weg-Kennlinie kann insbesondere während einer Betriebsbremsung aufgenommen werden. Dadurch ist es nicht erforderlich, zusätzliche Bremsvorgänge auszulesen, nur um eine Bremsmoment-Weg-Kennlinie aufzunehmen. Betriebsbremsungen dienen typischerweise zum Abbremsen eines Kraftfahrzeugs aufgrund von allgemeiner Verkehrslage, straßenverkehrsrechtlichen Vorschriften oder Gefahrsituationen. Sie kommen beim Betrieb eines Kraftfahrzeugs, insbesondere auf öffentlichem Grund, regelmäßig vor. Sie können insbesondere dadurch ausgelöst werden, dass ein Fahrer ein Bremspedal tritt oder eine Fahrassistenzfunktion eine Bremsung anfordert.

Das Fahrzeug kann insbesondere ansprechend auf eine Aktivierung einer Parkbremsfunktionalität im Stand gehalten werden. Diese kann beispielsweise mittels eines Schalters oder eines Tasters ausgelöst werden. Damit kann der Fahrer typischerweise anzeigen, dass das Fahrzeug geparkt werden soll, also für die nächste Zeit nicht mehr bewegt werden soll.

Das vorgegebene Bremsmoment kann insbesondere basierend auf einem Betriebszustand des Fahrzeugs ermittelt werden. Damit können beispielsweise Komponenten wie Beladung, Schräge des Untergrunds, Temperatur oder Abnutzung der Bremsen berücksichtigt werden.

Die Bremsmoment-Weg-Kennlinie kann insbesondere in vorgegebenen Zeitabständen und/oder in vorgegebenen Betriebszuständen aufgenommen werden. Beispielsweise kann immer nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitabstands gewartet werden, bis die nächste Betriebsbremsung ausgelöst wird, und dann kann bei dieser Betriebsbremsung die Bremsmoment-Weg-Kennlinie aufgenommen werden. Sie kann auch gezielt in unterschiedlichen Betriebszuständen aufgenommen werden, beispielsweise zu unterschiedlichen Temperaturen oder bei unterschiedlichen Lastsituationen. Dies kann entsprechend bei dem Anfahren der Position zum Halten des Kraftfahrzeugs im Stand berücksichtigt werden. Beispielsweise kann zum Halten des Kraftfahrzeugs im Stand eine Bremsmo- ment-Weg-Kennlinie verwendet werden, welche bei äquivalenten Betriebspara- metern aufgenommen wurde, beispielsweise bei gleicher Temperatur oder bei einer Temperatur in einem vorgegebenen Band um die aktuelle Temperatur.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass nach dem Anfahren der korrespondierenden Position kein Nachspannen erfolgt, während das Kraftfahrzeug im Stand gehalten wird. Durch die hierin beschriebene Vorgehensweise kann sichergestellt werden, dass ausreichend Bremskraft zur Verfügung steht, um das Kraftfahrzeug im Stand zu halten. Auf ein Nachspannen kann somit verzichtet werden. Insbesondere kann darauf verzichtet werden, Mittel zum Nachspannen bereitzustellen, welche beispielsweise zusätzliche Sensorik und/oder Überwachungsfunktionalitä- ten benötigen würden.

Insbesondere kann das Bremsmoment mittels eines Bremskraftsensors gemessen werden. Dieser kann sich beispielsweise in einem Abstützlager einer Trommelbremse befinden. Die Position kann insbesondere mittels eines Positionssensors, insbesondere eines Motorpositionssensors, gemessen werden. Dadurch kann die Position gezielt eingeregelt werden. Alternativ kann die Position auch deterministisch beispielsweise aus Umdrehungen eines Elektromotors abgeleitet werden.

Insbesondere kann der Aktuator ein elektromagnetischer Aktuator sein. Dies hat sich für typische Anwendungen als vorteilhaft herausgestellt. Auch andere Arten von Aktuatoren können jedoch verwendet werden.

Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Bremsanordnung für ein Kraftfahrzeug. Die Bremsanordnung weist einen Aktuator und eine elektronische Steuerungsvorrichtung auf, welche dazu konfiguriert ist, ein Verfahren wie hierin beschrieben auszuführen. Bezüglich des Verfahrens kann auf alle beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium, welches Programmcode enthält, bei dessen Ausführung ein Prozessor ein Verfahren wie hierin beschrieben ausführt. Bezüglich des Verfahrens kann auf alle hierin beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden.

Das hierin beschriebene Verfahren kann insbesondere für elektromechanische Trommelbremsen angewandt werden. Die Bremsanordnung kann insbesondere eine elektromechanische Trommelbremse sein. Mit anderen Worten können insbesondere elektromechanische Parkbremsen über einen Motorstrom gesteuert werden. Dieser weist typischerweise eine Korrelation zur Spreizkraft auf. Aufgrund von Wirkungsgradschwankungen im Getriebe kann bei der Spreizkraftbestimmung basierend auf dem Motorstrom eine große Streuung auftreten. Die Spreizkraft wird typischerweise benötigt, um mit einem geschätzten Reibwert das mögliche maximale Bremsmoment zu bestimmen, das größer sein soll als das erforderliche Hangabtriebsmoment, um das Fahrzeug sicher zu halten. Durch die Verkettung von Motorstrom über Spreizkraft bis hin zum Bremsmoment kann eine sehr hohe Streuung des eingestellten Bremsmoments vorhanden sein. Dies kann zu einer Überbelastung der Bauteile bzw. zu einer notwendigen Erhöhung der Robustheit der Bauteile führen.

Die hierin beschriebene Ausführung kann insbesondere zur Identifikation einer Parkbremsansteuerung für elektromechanische Trommelbremsen verwendet werden. Durch eine erhöhte Anzahl von Sensoren können insbesondere neue Lösungsmöglichkeiten ermöglicht werden, beispielsweise um die Nachteile der erhöhten Belastung und der Unsicherheit des garantierten Fahrzeughaltens bekannter elektrischer Parkbremssysteme zu reduzieren.

Insbesondere kann bei elektromechanischen Trommelbremsen, die eine Bremsmomentmessung aufweisen und welche typischerweise einen Motorpositionssensor besitzen, eine Motorposition-Bremsmoment-Kennlinie erzeugt werden. Dies kann als synonymer Begriff für eine Bremsmoment-Weg-Kennlinie betrachtet werden. Die Parkbremsansteuerung kann basierend auf einer Weg-Bremsmoment-Kennlinie erfolgen. Auch dies kann als synonymer Begriff für eine Bremsmoment-Weg-Kennlinie betrachtet werden.

Durch die bremsmomentbasierte Positionssteuerung der Parkbremse ergeben sich insbesondere die Vorteile einer erhöhten Hanghaltesicherheit, der fehlenden Notwendigkeit einer Top-of-Force-Kompensation mit zugehöriger Reduktion des Softwareaufwands, einer Vermeidung von erhöhtem Überspannen des Systems mit Reduktion des Lastprofils durch präzisere Ansteuerung und Reduktion der Ro- bustheitsanforderung unter Erhöhung der Zyklenzahl, sowie diverse Diagnosemöglichkeiten.

Weitere Merkmale und Vorteile wird der Fachmann dem nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel entnehmen. Dabei zeigt:

Fig. 1 : eine Bremsanordnung,

Fig. 2: die Bremsanordnung von Fig. 1 in einer anderen Ansicht,

Fig. 3: eine Bremsmoment-Weg-Kennlinie, und

Fig. 4: ein Blockschaltbild.

Fig. 1 zeigt eine Bremsanordnung BA mit einer Trommelbremse TB und einer Steuerungsvorrichtung SV. Die Steuerungsvorrichtung SV ist dazu konfiguriert, ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß einer Ausführung auszuführen. Hierauf wird weiter unten näher eingegangen.

Die Trommelbremse TB kann insbesondere als Betriebsbremse mit Feststellbremsfunktion verstanden werden.

Die Trommelbremse TB weist eine Rückenplatte a auf, auf welcher Bremsbacken b, c gelagert sind. Diese sind innerhalb einer Bremstrommel f angeordnet. Die Trommelbremse TB weist des Weiteren eine Spreizeinheit g auf, welche die Bremsbacken b, c an die Innenseite der Bremstrommel f drückt. Reaktionskräfte der Bremsbacken b, c stützen sich dabei an Abstützlagern d, e ab. Diese sind mit Kraftsensoren ausgerüstet, wodurch durch Verrechnung der beiden von den Kraftsensoren gelieferten Größen ein Bremsmoment ermittelt werden kann.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Trommelbremse TB. Darin ist zu erkennen, dass die Spreizeinheit g zum Antrieb einen Aktuator h aufweist, welcher wiederum einen Motorpositionssensor i aufweist. Der Aktuator h ist beispielhaft als bürstenloser Gleichstrommotor ausgeführt, der elektrisch kommutiert wird. Die Messung des Bremsmoments bildet eine Voraussetzung für die weiteren hierin offenbarten Verfahrensschritte und kann beispielsweise auch auf andere Art und Weise umgesetzt werden.

Durch die Messung der beiden Größen Bremsmoment und Motorposition ist die Ermittlung einer Motorpositions-Bremsmoment-Kennlinie, auch als Bremsmo- ment-Weg-Kennlinie bezeichnet, während der Nutzung der Betriebsbremse (während der Fahrt) möglich. Diese kann permanent kalibriert werden, insbesondere während Betriebsbremsungen, da aufgrund von Verschleiß und Reibwertvariation eine Veränderung der Kennlinie auftreten kann. Die während der Fahrt ermittelten Kennlinien stellen eine Grenzsituation in der Bremsmoment-Weg-Kennlinie dar, bei der in Abhängigkeit der Motorposition ein eindeutiges Bremsmoment erzeugt wird. Dies ist beispielsweise in Fig. 3 dargestellt. Dieses ist für den aktuellen Zustand (Verschleiß, Reibwert) des maximal möglichen Bremsmoments an gegebener Position gültig. Im Stillstand (Parken) ist dieser Zusammenhang nicht mehr gegeben, da das von der Bremse erzeugte Bremsmoment nur so hoch ist wie das von außen wirkende Lastmoment (insbesondere Hangabtriebsmoment). Somit ist das erzeugte Bremsmoment im Stillstand nicht durch die Motorposition zu beeinflussen, solange sich der aktuelle Zustand unterhalb der Grenzkennlinie befindet. Dieser Bereich ist in Fig. 3 als „sicheres Halten“ bezeichnet.

Ist für ein Fahrzeug eindeutig definiert, welches Bremsmoment in der jeweiligen Situation für Sicheres Halten erforderlich ist, ist somit auch die entsprechende Motorposition bekannt. Diese kann über einen Motorpositionsregler eingeregelt werden, so dass die Parkbremse diese Position dauerhaft stromlos hält.

Durch die Bremsmoment-Weg-Kennlinie kann eine Prädiktion des sicher gehaltenen Bremsmoments ermöglicht werden. Nachspannstrategien werden bei dem Verfahren typischerweise nicht mehr benötigt. Ein Überspannen des Systems wird ebenfalls verhindert, insbesondere aufgrund der präzisen Voraussage und Ansteuerung. Durch die Messung von Motorposition, Bremsmoment und Strom kann eine Überprüfung des Systems ermöglicht werden, wodurch eine Diagnosefähigkeit gegeben ist. Hierdurch ist zum Beispiel bei zu hohem Strombedarf ein Rückschluss auf den Wirkungsgrad zu ziehen.

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild des Verfahrens. Dabei ist oben zunächst eine Kalibrierung während einer Betriebsbremsung dargestellt. Über einen Momentensensor und einen Motorpositionssensor wird eine Kennlinie ähnlich zu derjenigen von Fig. 3 ermittelt, welche das Bremsmoment einer jeweiligen Motorposition, auch als Weg bezeichnet, zuordnet.

Im untenstehenden Block ist die Funktion einer Parkbremse dargestellt. Zunächst wird ein Zielmoment vorgegeben, welches letztlich das gewünschte maximale Bremsmoment zum Halten des Fahrzeugs im Stillstand darstellt. Basierend auf der weiter oben ermittelten Kennlinie wird eine Soll-Motorposition ermittelt. Diese wird einem Regler zugeführt, welcher wiederum einen Aktuator ansteuert. Der Aktuator kann insbesondere als Elektromotor ausgebildet sein. Er wird durch einen Motorpositionssensor überwacht, welcher eine Eingangsgröße des Reglers liefert. Ist die Soll-Motorposition erreicht, ist ein sicherer Fahrzeugzustand gegeben.

Insgesamt kann durch die hierin beschriebene Vorgehensweise Aufwand eingespart werden und es kann trotzdem ein sicheres Halten des Kraftfahrzeugs im Stand sichergestellt werden.

Erwähnte Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens können in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Sie können jedoch auch in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden, soweit dies technisch sinnvoll ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer seiner Ausführungen, beispielsweise mit einer bestimmten Zusammenstellung von Schritten, in der Weise ausgeführt werden, dass keine weiteren Schritte ausgeführt werden. Es können jedoch grundsätzlich auch weitere Schritte ausgeführt werden, auch solche welche nicht erwähnt sind. Es sei darauf hingewiesen, dass in den Ansprüchen und in der Beschreibung Merkmale in Kombination beschrieben sein können, beispielsweise um das Verständnis zu erleichtern, obwohl diese auch separat voneinander verwendet werden können. Der Fachmann erkennt, dass solche Merkmale auch unabhängig vonei- nander mit anderen Merkmalen oder Merkmalskombinationen kombiniert werden können.

Rückbezüge in Unteransprüchen können bevorzugte Kombinationen der jeweiligen Merkmale kennzeichnen, schließen jedoch andere Merkmalskombinationen nicht aus.

Bezugszeichenliste

BA Bremsanordnung

TB Trommelbremse SV Steuerungsvorrichtung a Rückenplatte b, c Bremsbacken d, e Abstützlager f Bremstrommel g Spreizeinheit h Aktuator i Motorpositionssensor