Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugbremssystem mit einer hydraulisch ansteuerbaren Scheibenbremseinrichtung, die eine elektromechanische Betätigungseinrichtung zur Aktivierung einer Feststellbremsfunktion aufweist, wobei das Fahrzeugbremssystem einen Hydraulikkreis mit einer Hydraulikdruckquelle sowie ansteuerbaren hydraulischen Funktionselementen aufweist, um nach Maßgabe einer Betriebsbremsaktion eines Fahrers oder einer automatischen Aktivierung die Scheibenbremseinrichtung hydraulisch anzusteuern, wobei das Fahrzeugbremssystem ferner eine Steuereinrichtung aufweist, um nach Maßgabe einer Feststeilbremsaktion des Fahrers oder einer automatischen Aktivierung der Feststellbremsfunktion die elektromechanische Betätigungseinrichtung anzusteuern. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Ansteuern eines Fahrzeugbremssystems der vorstehend beschriebenen Art.

Fahrzeugbremssysteme sind in vielfältiger Weise aus dem Stand der Technik bekannt. Konkret beschreibt das Dokument DE 10 2005 051 082 AI ein Fahrzeugbremssystem mit einer Schreiben bremse, die als Schwimmsattel-Scheibenbremse ausgeführt ist. Dabei ist eine Reibbelaganordnung mit zwei gegenüberliegenden Reibbelägen beidseits einer Bremsscheibe vorgesehen. Der eine Bremsbelag liegt an einem Schwimmsattel an, wohingegen der andere Bremsbelag sich relativ zum Schwimmsattel über einen Betätigungskolben hydraulisch verlagern lässt. In Folge einer hydraulischen Beaufschlagung eines Betätigungskolbens wird der bewegliche Bremsbelag auf die Bremsscheibe zu verlagert. Der schwimmsattelfeste Bremsbelag wird in an sich bekannter Weise über die Schwimmsattelfunktion von der anderen Seite gegen die Bremsscheibe gezogen, so dass beidseits auf die Bremsscheibe eine Bremskraft einwirkt.

Zusätzlich zu dieser längst bekannten Schwimmsattelfunktion sieht dieser Stand der Technik darüber hinaus aber auch eine elektromechanische Betätigungsvorrichtung vor. Diese wird dazu verwendet, um eine Feststellbremsfunktion zu realisieren. Bei entsprechender Ansteuerung lässt sich neben der hydraulischen Verlagerung die Scheibenbremse auch noch elektromechanisch betätigen. Die elektromechanische Betätigungsvorrichtung ist üblicherweise mit einer Selbsthemmung versehen, so dass dann, wenn die Feststellbremsfunktion aktiviert und die Bremse zugespannt wurde, das System im Feststellbremszustand verharrt und sich nicht selbstständig aus diesem löst. Dadurch ist gewährleistet, dass nach dem Abstellen des Fahrzeugs und bei aktivierter Feststellbremse dieser Zustand aufrechterhalten bleibt. Zum Lösen der Feststellbremsfunktion muss die Selbsthemmung dann überwunden werden.

Es hat sich aber gezeigt, dass es beim Lösen der Feststellbremsfunktion zu Problemen kommen kann, wenn mittels der elektromechanischen Betätigungseinrichtung die Selbsthemmung überwunden werden soll. Dies liegt daran, dass sich die Feststellbremsfunktion bei Erreichen oder Überschreiten der erforderlichen Betätigungskraft zur Überwindung der Selbsthemmung ruckartig beziehungsweise schlagartig löst. Dies spürt der Fahrer als abruptes Lösen der Feststellbremse, was als Komfortverlust bei Anfahrvorgängen empfunden werden kann, insbesondere dann, wenn der Anfahrvorgang bergabwärts erfolgt. Bei einem abrupten Lösen der Feststellbremse kommt es zu einer entsprechend starken Beschleunigung, die durch die Hangabtriebskraft verstärkt wird. Um dies zu vermeiden müsste der Fahrer mit einem aktiven Bremsvorgang eingreifen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Scheibenbremseinrichtung der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen, bei der ein abruptes Lösen der Feststellbremsfunktion wirkungsvoll verhindert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse der eingangs bezeichneten Art gelöst, bei der vorgesehen ist, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, wenigstens eines der hydraulischen Funktionselemente derart anzusteuern, dass zum Lösen der Feststellbremsfunktion durch Ansteuern der elektromechanischen Betätigungseinrichtung ein in den Scheibenbremseinrichtungen vorhandenes Hydraulikfluidvolumen zum Erzeugen eines vorbestimmten Hydraulikdrucks hydraulisch während des Lösens der Feststellbremsfunktion mittels der elektromechanischen Betätigungseinrichtung isolierbar bzw. einsperrbar ist.

Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass vor dem Lösen der Feststellbremsfunktion das im Hydraulikkreis bzw. in den Scheibenbremseinrichtungen vorhandene Hydraulikfluidvolumen isoliert wird. Beim Lösen der Feststellbremsfunktion durch

Aktivieren der elektromechanischen Betätigungseinrichtung verkleinert sich das Volumen in der Scheibenbremseinrichtung, wodurch ein bestimmter Hydraulikdruck aufgebaut wird. Wird also beim Lösen der Feststellbremsfunktion eine hinreichend große Betätigungskraft aufgebracht, so dass die Selbsthemmung überwunden wird, so löst sich die Feststellbremse zunächst soweit, bis der Betätigungskolben der Scheibenbremseinrichtung sozusagen vom herrschenden Hydraulikdruck in der Scheibenbremseinrichtung aufgefangen wird. Dies bedeutet, dass sich die Scheibenbremseinrichtung bei Überwindung der Selbsthemmung nicht abrupt vollständig lösen kann, sondern aufgrund des herrschenden Hydraulikdrucks, der durch das isolierte beziehungsweise eingesperrte Hydraulikfluidvolumen bestimmt wird, noch in einem hydraulisch gespannten Zustand gehalten wird. Wird sodann das isolierte (eingesperrte) Hydraulikfluidvolumen schrittweise, kontinuierlich oder geregelt anhand einer bestimmten Kennlinie freigegeben, so lässt sich die Feststellbremsfunktion sanft lösen, was letztendlich abrupte Vorgänge vermeidet. Fährt der Fahrer beispielsweise bergabwärts an, so kann dieses sanfte Lösen der Feststellbremsfunktion verhindern, dass das Fahrzeug abrupt beschleunigt.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Hydraulikkreis eine Mehrzahl von ansteuerbaren Ventilen aufweist, um wahlweise in einzelnen Scheibenbremseinrichtungen des Fahrzeugbremssystems gemäß vorstehender Schilderung beim Lösen der Feststellbremsfunktion Hydraulikdruck durch Isolieren des Hydraulikfluidvolumens aufzubauen. Üblicherweise werden die Ventile im Rahmen einer Betriebsbremsung nach Maßgabe der Vorgaben eines Schlupfregelsystems angesteuert. In diesem Zusammenhang kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Ventile über die Steuereinrichtung derart ansteuerbar sind, dass lediglich diejenigen Scheibenbremseinrichtungen des Fahrzeugbremssystems hydraulisch isolierbar sind, die mit einer mechanischen Betätigungseinrichtung ausgeführt sind. Dies sind in der Regel die Scheibenbremseinrichtungen an den Hinterrädern.

Wie vorstehend bereits angedeutet, ist es erfindungsgemäß möglich, dass die Steuereinrichtung mit einer Schlupfregelfunktion ausgebildet ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Hydraulikvolumen zum Lösen der Feststellbremsfunktion mittels wenigstens eines der Schlupfregelfunktion zugeordneten Ventils isolierbar ist. Bei dem Ventil kann es sich beispielsweise um ein Bremskreis-Absperrventil oder ein ABS- Einlassventil eines Schlupfregelsystems handeln.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Ansteuern eines Fahrzeugbremssystem zum Lösen einer Feststellbremsfunktion der vorstehend beschriebenen Art, umfassend die folgenden Schritte:

Erfassen eines Befehls zum Lösen einer aktivierten Feststellbremsfunktion, Isolieren eines in den Scheibenbremseneinrichtungen vorhandenen Hyd- raulikfluidvolumens durch Ansteuern des Hydraulikkreises, um beim Lösen der Feststellbremsfunktion einen Hydraulikdruck in den Scheibenbremseinrichtungen auszuüben,

Aktivieren der elektromechanischen Betätigungseinrichtung zum Lösen der Feststellbremsfunktion und

Freigeben des Hydraulikvolumens.

Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren kann vorgesehen sein, dass das Freigeben des Hydraulikfluidvolumens nach Maßgabe eines vorgegebenen oder variierbaren Gradienten durchgeführt wird. Der Gradient kann beispielsweise in der elektronischen Steuereinrichtung des Fahrzeugs oder des Fahrzeugbremssystems gespeichert sein. Es kann sich aber auch um einen variablen Gradienten oder um ein Kennlinienfeld handeln, das je nach aktueller Betriebssituation den Verlauf der Freigabe des Hydraulikfluidvolumens bestimmt. Im Einzelnen kann die Freigabe des Hydraulikfluidvolumens über einen längeren oder kürzeren Zeitraum und mit linearem, progressiven oder degressiven Verlauf erfolgen.

In diesem Zusammenhang kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass der Gradient nach Maßgabe bestimmter Parameter einstellbar ist, insbesondere basierend auf Parametern, die den Anfahrvorgang repräsentieren. Im einzelnen kann vorgesehen sein, dass die Parameter aktuelle Werte oder/und den zeitlichen Verlauf der Betätigung des Gaspedals oder/und der Betätigung der Kupplung oder/und der Drehzahl des Antriebsmotors oder/und des Moments des Antriebsmotors oder/und der Neigung der Fahrbahn umfassen.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Fahrzeugbremssystems, wobei schematisch eine Scheibenbremseinrichtung für ein Vorderrad und eine Scheibenbremseinrichtung für ein Hinterrad gezeigt ist;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Detailansicht der Scheibenbremseinrichtung für das Hinterrad gemäß Fig. 1 mit entsprechender Feststellbremseinrichtung; Fig. 3 den Schaltplan gemäß Fig. 1 im Falle einer Ansteuerung zum Lösen der Feststellbremsfunktion nach dem Einspeisen von Hydraulikfluid; und

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Erfindung.

In Fig. 1 ist schematisch ein Schaltplan für ein erfindungsgemäßes Fahrzeugbremssystem 100 gezeigt. Dieses umfasst eine Druckquelle 102, die mit einem Bremskraftverstärker 104, einem Reservoir 106, einem Hauptbremszylinder 108 und einem vom Fahrer betätigbaren Bremspedal 110 ausgebildet ist. Die Druckquelle 102 ist hydraulisch mit einem hydraulischen Bremskreis 112 gekoppelt. Dieser weist eine motorisch ansteuerbare Pumpe 114 auf, sowie einen Druckspeicher 116. Man erkennt ferner zwei Scheibenbremseinrichtungen, nämlich eine Scheibenbremseinrichtung 10 für ein Hinterrad, sowie eine Scheibenbremseinrichtung 11 für ein Vorderrad.

Den Scheibenbremseinrichtungen 10, 11 sind jeweils über eine nicht gezeigte Steuereinrichtung ansteuerbare Ventile 118, 120, 122, 124 zugeordnet. Ferner erkennt man noch Einlassventile 126 und 128, die es ermöglichen, den hydraulischen Bremskreis 112 von der vom Fahrer betätigbaren Druckquelle 102 hydraulisch abzukoppeln.

Hinsichtlich der Betriebsbremsfunktion arbeitet das schematisch gezeigte Fahrzeugbremssystem 100 in an sich bekannter Weise. Die nicht gezeigte Steuereinrichtung bietet ferner eine Schlupfregelfunktion, um Antiblockierregelungen (ABS), Antriebsschlupfregelungen (ASR), Fahrdynamikregelungen (ESP) sowie automatische Bremsungen, z.B. für eine adaptive Geschwindigkeitsregelung (ACC), durchführen zu können.

Im Folgenden wird zum besseren Verständnis im Detail auf den Aufbau der Scheibenbremseinrichtung 10 am Hinterrad eingegangen.

In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Scheibenbremseinrichtung 10 in Teilschnittansicht dargestellt. Diese umfasst einen über einen nicht gezeigten Bremsenträger in üblicher Weise schwimmend gelagerten Bremssattel 12, der eine mit einem Fahrzeugrad drehfest gekoppelte Bremsscheibe 14 überspannt. In dem Bremssattel 12 ist eine Bremsbelaganordnung vorgesehen, die einen am Bremssattel 12 anliegenden

Bremsbelag 16 und einen an einem Betätigungskolben 22 anliegenden Bremsbelag 18 aufweist. Die beiden Bremsbeläge 16 und 18 sind einander zugewandt und in der in Fig. 2 gezeigten Lösestellung mit geringem Lüftspiel beidseits der Bremsscheibe 14 angeordnet, so dass keine nennenswerten Restschleifmomente auftreten. Der bewegbare Bremsbelag 18 ist über einen Bremsbelagträger 20 an einem Betätigungskolben 22 zur gemeinsamen Bewegung angeordnet. Der Betätigungskolben 22 ist in einem zylindrischen Hohlraum 24 im Bremssattel 12 verschiebbar gelagert. Im bremsscheibennahen Bereich dieses Hohlraums 24 ist eine umlaufende Aufnahmenut 26 vorgesehen, in der ein ringförmiges Dichtungselement 28 aufgenommen ist.

Man erkennt ferner, dass der Betätigungskolben 22 an seinem in Fig. 2 linken, der Bremsscheibe 14 zugewandten Ende mit einem umlaufenden Balg 30 versehen ist, der verhindert, dass Schmutz in den Bereich zwischen dem Betätigungskolben 22 und die den Aufnahmehohlraum 24 des Bremssattels 12 definierende umlaufende Wand eindringen kann.

In Fig. 2 erkennt man ferner, dass der Betätigungskolben 22 hohl ausgebildet ist. In diesem ist ein Druckstück 32 einer elektromechanischen Betätigungsanordnung 34 aufgenommen. Die elektromechanische Betätigungsanordnung 34 umfasst eine Antriebsbaugruppe 36 mit einem Elektromotor und einer Getriebeanordnung. Eine Ausgangswelle 38 dieser Antriebsbaugruppe 36 treibt eine über ein Axiallager 40 abgestützte Antriebsspindel 42 an, die in einer Gewindeaufnahme 44 des Druckstücks 32 gewindemäßig aufgenommen ist.

Das Druckstück 32 weist in seinem in Fig. 2 linken der Bremsscheibe 14 zugewandten Bereich einen konischen Abschnitt 46 auf, der mit einer komplementär konischen Innenoberfläche 48 des Betätigungskolbens 22 in Anlage bringbar ist. In der in Fig. 2 gezeigten Lösestellung besteht ein Spiel zwischen den beiden konischen Flächen 46 und 48.

Wird nun die Bremse vom Fahrer über das Bremspedal oder automatisch über ein Fahrassistenzsystem (z.B. ACC oder Hill-hold mit Bergan- bzw. Bergabfahrhilfe) oder ein Sicherheitssystem (z.B. ESP) hydraulisch betätigt, so wird in dem Hohlraum 24 in an sich bekannter Weise ein Hydraulikdruck aufgebaut, so dass sich der Betätigungskolben 22 entlang der Längsachse A in Fig. 1 nach links verlagert. In der Folge wird mit der Schwimmsattelanordnung in an sich bekannter Weise der Bremsbelag 18 auf die Bremsscheibe 14 gedrückt und dabei der Bremsbelag 16 durch entsprechende Verlagerung des Bremssattels 12 auf der anderen Seite der Bremsscheibe 14 gegen diese gezogen. Durch die Beaufschlagung des Innenraums 24 mit unter Druck stehendem Hydraulik- fluid wird der Betätigungskolben 22 in Fig. 2 entlang der Längsachse A nach links verschoben, so dass es zu einer Bremswirkung kommt. Das radial äußere Dichtelement 28 verformt sich unter dem anliegenden Druck und durch die Bewegung des Betätigungskolbens 22 elastisch in den Bereich einer fasenförmigen Aussparung 29 hinein.

Wird nun beispielsweise durch Freigeben des Bremspedals oder Deaktivierung des Fahrassistenz- bzw. Sicherheitssystems der hydraulische Druck im Innenraum 24 des Bremssattels 12 reduziert, so kann sich das Dichtelement 28 wieder elastisch entspannen und nimmt seine Ausgangsform entsprechend Fig. 2 ein. Dies bedeutet, dass es im Rahmen seiner elastischen Entspannung den Betätigungskolben 22 aus der Betätigungsstellung aufgrund der gegenseitigen Reibanlage wieder zurückzieht und so die Scheibenbremseinrichtung in ihren Ausgangszustand versetzt. Dies entspricht der an sich bekannten Rollback-Funktion, die bei herkömmlichen Bremsen über die Außendichtung 28 am Außenumfang des Betätigungskolbens 22 erzielt wird.

Hinsichtlich einer Aktivierung der Feststellbremsfunktion sind zwei Fälle zu unterscheiden: Sofern kein hydraulischer Druck im Inneren 24 der Scheibenbremseinrichtung 10 anliegt und den Betätigungskolben 22 vorspannt, wird gemäß der Erfindung zur Aktivierung der Feststellbremsfunktion allein die elektromechanische Betätigungseinrichtung 34 angesteuert. Liegt allerdings ein hydraulischer Druck an der Scheibenbremseinrichtung 10 an und spannt den Betätigungskolben 22 vor, beispielsweise weil ein Fahrer vor Aktivierung der Feststellbremsfunktion das Bremspedal niedergedrückt hat oder eine automatische Bremsung durchgeführt wurde, so wird der betriebsbremsungsbedingt herrschende Druckzustand im Innenraum 24 zur Aktivierung der Feststellbremsfunktion ausgenützt.

Dabei wird die elektromechanische Betätigungseinrichtung 24 angesteuert. Unter der Wirkung der elektromechanischen Betätigungseinrichtung 24 verlagert sich das Druckstück 32 nach vorne, bis das Spiel aufgebraucht ist und sich die konische Fläche 46 an die korrespondierende konische Fläche 48 im Inneren des Betätigungskolbens 22 anlegt. Dadurch wird erreicht, dass sich der Betätigungskolben 22 über das Druckstück 32 und das Axiallager 40 am Gehäuse des Bremssattels 12 axial abstützt. Sodann bewegt das Druckstück 32 den Betätigungskolben 22 weiter nach vorne, um die gewünschte Feststellbremswirkung zu erreichen. Der Feststellbremszustand wird aufgrund der Position des Druckstücks 44 und der Selbsthemmung (beispielsweise durch ein selbsthemmendes Getriebe zwischen Spindel 42 und Aufnahme 44) aufrechterhalten. Die gegen die Bremsscheibe 14 drückenden Bremsbeläge 16, 18 stützen sich über das Druckstück 32 ab.

Soll nun der Feststellbremszustand wieder gelöst werden, so wird die im Selbsthemmungszustand befindliche elektromechanische Betätigungseinrichtung 34 angesteuert. Die Vorgänge zum Lösen des Feststellbremszustands sind im Einzelnen in Fig. 4 anhand von Kurven gezeigt, wobei die Kurve Ki (Punktlinie) die mit der elektrome- chanischen Betätigungseinrichtung erzeugte Spannkraft repräsentiert, die Kurve K ₂ (Strichpunktlinie) die durch Isolieren von Hydraulikfluid erzeugte Spannkraft repräsentiert und die Kurve K ₃ (Strichlinie) die aktuell vorliegende Gesamtspannkraft repräsentiert.

Wie in Fig. 4 gezeigt wird zum Zeitpunkt ΤΊ durch Aktivierung der elektromechani- schen Betätigungseinrichtung 34 zum Lösen der Feststellbremsfunktion gemäß Kurve K ₂ ein Hydraulikfluidvolumen in dem Innenraum 24 isoliert, in dem das Bremskreis- Absperrventil 128 abgesperrt wird, wie in Fig. 3 dargestellt. Dadurch wird der herrschende Hydraulikdruck im Innenraum 24 zunächst aufrechterhalten. Wird nun die elektromechanische Betätigungseinrichtung 34 weiter angesteuert, so erreicht diese zum Zeitpunkt T ₂ eine Betätigungskraft, die die vorstehend genannte Selbsthemmung überwindet. Es kommt in der Folge zum Lösen der Feststellbremsfunktion.

Sobald die Selbsthemmung überwunden ist, neigt das System unter der Wirkung der elektromechanischen Betätigungsvorrichtung 34 dazu, sich relativ schnell zu lösen. Allerdings kommt es mit der Erfindung zu keinem unerwünscht starken oder abrupten Lösevorgang, weil der Betätigungskolben 22 von dem im Innenraum 24 herrschenden Hydraulikdruck an einer abrupten Rückstellbewegung gehindert wird. Er wird sozusagen von dem im Innenraum 24 eingesperrten Hydraulikfluidvolumen und dem herrschenden Hydraulikdruck aufgefangen, wie durch den Verlauf der Kurve K ₃ gezeigt. Mit anderen Worten kann das Hydraulikfluid durch Schließen des Bremskreis-Absperrventils 128 (TC-Iso) zunächst eingesperrt (isoliert) werden. Optional kann auch das der Scheibenbremseinrichtung 11 zugeordnete Einlassventil 124 (ABS- Iso) geschlossen werden, wie in Fig. 3 dargestellt. Der Feststellbremswirkung wird also zu einem bestimmten Grad hydraulisch trotz Lösen der Selbsthemmung aufrechterhalten. Sodann ist es möglich, ab dem Zeitpunkt T ₃ diese hydraulisch aufrechterhaltene Feststellbremsfunktion je nach aktueller Betriebssituationen mehr oder weniger schnell abzubauen. Hierzu kann das Bremskreis-Absperrventil 128 (TC- Absperrventil) nach Maßgabe einer vorgegebenen oder variablen Kennlinie angesteuert und entsprechend geöffnet werden. Nach Maßgabe der Öffnung wird das eingesperrte Hydraulikfluid freigegeben und damit der herrschende Hydraulikdruck abgebaut, bis zum Zeitpunkt T ₄ keine Bremskraft mehr anliegt. Die Kennlinie kann anhand bestimmter aktueller Parameter, wie beispielsweise dem aktuellen Wert oder dem Verlauf einer Betätigung des Gaspedals oder/und der Kupplung oder/und des Bremspedals verändert werden. Weitere Parameter können sein: die aktuelle Drehzahl oder das aktuelle Drehmoment des Antriebsmotors oder auch die Neigung der Fahrbahn.

Dadurch ist es möglich, das Lösen der Feststellbremsfunktion an den aktuellen Betriebszustand anzupassen. So kann beispielsweise bei einem Anfahrvorgang bergaufwärts die Feststellbremse wesentlich schneller gelöst werden, als bei einem Anfahrvorgang bergabwärts. Diese Charakteristik kann durch das Fahrverhalten noch verändert werden, beispielsweise in Abhängigkeit davon, wie stark der Fahrer das Gaspedal nieder drückt oder wie schnell er die Kupplung freigibt.