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Dokumentenidentifikation DE19947204B4 08.11.2007
Titel Ansteuerung einer hilfskraftbetätigten Feststellbremse
Anmelder AUDI AG, 85057 Ingolstadt, DE
Erfinder Kühner, Volker, Dipl.-Ing., 85716 Unterschleißheim, DE
DE-Anmeldedatum 01.10.1999
DE-Aktenzeichen 19947204
Offenlegungstag 13.06.2001
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 08.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.11.2007
IPC-Hauptklasse B60T 7/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B60T 13/66(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   B60T 13/74(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer für ein Kraftfahrzeug bestimmten hilfskraftbetätigten Feststellbremse, durch das bei einer Störung der Feststellbremse im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges ein unerwünschter Eingriff der Feststellbremse verhindert wird.

Ein solches Verfahren ist durch die DE 196 31 345 A1 bekannt, die eine entsprechend ansteuerbare Feststellbremse beschreibt. Hierbei ist eine Notentkopplung des Elektromotors vorgesehen, bei der der gesamte Antrieb der Feststellbremse entriegelt wird, so dass sich der Antrieb in eine Lösestellung bewegen kann. Der Eingriff der Feststellbremse auf die Räder des Kraftfahrzeuges aufgrund einer Störung im Fahrbetrieb wird dadurch ausgeschlossen.

Als problematisch hat sich in der Praxis bei einem solchen Verfahren erwiesen, dass dieses im Zusammenhang mit einer durch eine Hilfskraft betätigbaren Feststellbremse unter Umständen zu unbefriedigenden Ergebnissen führt. Zum einen steht die Feststellbremse zur Unterstützung der Bremswirkung der Betriebsbremse des Kraftfahrzeuges nach der Notauslösung nicht mehr zur Verfügung und kann auch nicht mehr ohne weiteres aktiviert werden. Daher könnte ein Totalausfall der Steuerungselektronik, der sowohl die Feststellbremse als auch die Betriebsbremse betrifft, dazu führen, dass keinerlei Bremsmöglichkeit mehr gegeben ist. Zum anderen führt eine im Stillstand des Kraftfahrzeuges bewirkte Notauslösung dazu, dass der Wagen unter dem Einfluss der Schwerkraft wegrollen und dadurch erheblichen Schaden verursachen kann. Die sich gegenüberstehenden Zielsetzungen, wobei sicherzustellen ist, dass einerseits im Stillstand die Bremswirkung nicht unerwünscht aussetzt, andererseits im Fahrbetrieb die Bremswirkung nicht unerwünscht einsetzt und dadurch zu unkontrollierbaren Fahreigenschaften führt, sind daher durch den genannten Stand der Technik bei hilfskraftbetätigten Feststellbremsen nicht realisierbar.

In der DE 196 20 344 A1 ist ein Verfahren bekannt, das bei Ausfall des Hinterachsbremskreises eine Notfeststellung aktiviert, bei der der Vorderradbremskreis über eine Betätigungseinrichtung mit hydraulischem Druck beaufschlagt wird. Bei diesem Verfahren können die zugespannten Vorderradbremsen durch ein bestromtes geschlossenen Ventil vom Vorderradbremskreis abgetrennt werden, so dass die Vorderradbremsen im Notfall als, hydraulische Feststellbremse fungiert, die über eine Fremdenergiebetätigungsmechanismus aktiviert wird. Hierbei kann die Fremdenergiebetätigung der Feststellbremse radindividuell oder kreisindividuell eingestellt werden.

Nachteilig hierbei ist jedoch, dass ein derartiges Verfahren sehr aufwendig ist, nur bei Ausfall des Hinterachsbremskreises funktioniert und bei einem Verlust von Betriebsdaten zu nachteiligen Fahreigenschaften führt.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass die bei einer Störung einsetzende Ansteuerung auch bei hilfskraftbetätigbaren Feststellbremsen einen zuverlässigen Einsatz ermöglicht. Dabei soll insbesondere auch dann ein wirksamer Eingriff durch die Feststellbremse erfolgen, wenn weitere Betriebsdaten nicht verfügbar sind.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren derart vorgesehen, dass bei Störung der Feststellbremse im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges eine Bremskraft auf ein Rad einer Seite des Kraftfahrzeuges übertragen wird, während auf ein dem ersten Rad gegenüberliegendes Rad der anderen Seite des Kraftfahrzeuges im wesentlichen keine Bremskraft übertragen wird. Hierdurch wird bei einer Störung eine ausreichende Bremskraft auf das Rad übertragen, die allein zu einer wirksamen Verzögerung des Kraftfahrzeuges führt oder die Betriebsbremse des Kraftfahrzeuges in ihrer Bremswirkung unterstützt. Dabei führt selbst ein Totalverlust von Betriebsdaten nicht zu einem fehlerhaften oder nachteiligen Eingriff der Feststellbremse. Die Fahreigenschaften des Kraftfahrzeuges bleiben dabei zumindest soweit erhalten, dass die Kontrolle über das Kraftfahrzeug jederzeit gewährleistet ist, da hierzu die Führung und Bodenhaftung des durch die Feststellbremse unbeeinflussten Rades der anderen Seite des Kraftfahrzeuges genutzt wird. Zugleich ist das erfindungsgemäße Verfahren bei der Störung unabhängig davon, ob sich das Fahrzeug im Fahrbetrieb oder im Stillstand befindet, so dass eine vorhergehende Erfassung des jeweiligen Betriebszustandes nicht erforderlich ist und daher der Eingriff mittels der Feststellbremse identisch ist. Die Ansteuerung bei einer Störung im Stillstand zum Schutz gegen eine unbeabsichtigte Rollbewegung erfordert lediglich eine Bremswirkung auf einer Seite des Kraftfahrzeuges. Daher können die sich gegenüberstehenden Zielsetzungen einerseits im Stillstand und andererseits im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges durch dieselbe Ansteuerung erfüllt werden, so dass hierdurch mögliche Fehlerquellen ausgeschlossen sind und die Betriebssicherheit wesentlich erhöht werden kann.

Hierbei ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung dadurch gegeben, dass die aufzubringende Bremskraft einen vorbestimmten Wert aufweist und unabhängig vom Fahrbetrieb oder vom Stillstand des Kraftfahrzeuges bei einer Störung der Feststellbremse übertragen wird. Die Ansteuerung der Feststellbremse ist hierdurch derart auf einen vorbestimmten Wert festgelegt, dass dieser ohne Erfassung weiterer Betriebsumstände, die möglicherweise bei einem Ausfall der zentralen Datenerfassung nicht mehr verfügbar sind, das Kraftfahrzeug zuverlässig abbremst, ohne dass die übertragene Bremskraft ihrerseits aufgrund der dadurch veränderten Fahreigenschaften zu einer Gefährdung führen kann. Die erforderliche Bremskraft wird daher unabhängig von weiteren Eingangsgrößen einer Steuereinheit des Kraftfahrzeuges mittels der Feststellbremse erreicht, so dass ein Höchstmaß an Betriebssicherheit realisierbar ist.

Die Bremskraft kann derart bemessen sein, dass der Maximalwert auf das angesteuerte Rad übertragen und dieses dadurch blockiert wird, weil der Fahrbahnkontakt des gegenüberliegenden Rades auch hierbei eine ausreichende Führung und somit beherrschbare Fahreigenschaften gewährleistet. Eine andere besonders wirkungsvolle Weiterbildung der Erfindung wird hingegen auch dann erreicht, wenn die Bremskraft derart bemessen ist, dass im Stillstand des Kraftfahrzeuges ein ausreichender Schutz gegen Wegrollen und im Fahrbetrieb eine ausreichende Verzögerung des Kraftfahrzeuges sichergestellt ist. Hierdurch wird die Bremskraft durch die Eigenschaften des Kraftfahrzeuges bestimmt, um so eine maximale, über die Blockierung des Rades hinausgehende Verzögerung des Kraftfahrzeuges zu erreichen. Die definierte Bremskraft ist dabei abhängig von kraftfahrzeugspezifischen Daten, die unabhängig von den Fahrbedingungen einen wesentlichen Einfluss auf die Verzögerung und die Fahreigenschaften des Kraftfahrzeuges haben.

Dabei ist eine besonders empfehlenswerte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch dadurch gegeben, dass die Bremskraft ausschließlich auf eines der beiden hinteren Räder des Kraftfahrzeuges übertragen wird. Hierdurch bleibt die Lenkfähigkeit des Kraftfahrzeuges im wesentlichen uneingeschränkt erhalten, so dass auch ein plötzlich erforderlicher Lenkeingriff bei zugleich mittels der Feststellbremse auf das Hinterrad wirkender Bremskraft problemlos durch den Kraftfahrzeugführer vorgenommen werden kann. Insbesondere ist dabei kein Gegensteuern durch den Kraftfahrzeugführer erforderlich. Die Betriebssicherheit und der Wirkungsgrad der Feststellbremse kann dadurch weiter erhöht werden.

Besonders vorteilhaft ist auch eine Weiterbildung der Erfindung, bei der lediglich bei einem der hinteren Räder des Kraftfahrzeuges eine Blockierung zuverlässig ausgeschlossen wird. Hierdurch kann auf die verbleibenden Räder des Kraftfahrzeuges die maximale Bremskraft übertragen werden, um so eine hohe Verzögerung des Kraftfahrzeuges zu erreichen. Das hierbei nicht blockierte hintere Rad ermöglicht dabei eine ausreichende Seitenführung der Karosserie, die so zu einem im wesentlichen geradlinigen Bremsweg führt, wobei das Rad seinerseits beispielsweise durch die Betriebsbremse eine Verzögerung erfahren kann, die jedoch aufgrund der Ansteuerung nicht zu einer Blockierung des Rades führt.

Eine andere besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens wird auch dadurch erreicht, dass die Übertragung der Bremskraft auf mehrere, einander nicht gegenüberliegende Räder beider Seiten des Kraftfahrzeuges erfolgt. Die derart diagonale Ansteuerung, bei der auf beiden Seiten des Kraftfahrzeuges jeweils zumindest auf ein Rad eine Bremskraft übertragen wird und ein weiteres Rad keine mittels der Feststellbremse aufgebrachte Bremskraft erfährt, ermöglicht eine weitgehende Stabilisierung des Kraftfahrzeuges, bei der insbesondere Seitenkräfte gegeneinander ausgeglichen werden können.

Eine weiter verbesserte Ansteuerung des Kraftfahrzeuges ist bei dem Verfahren auch dann realisierbar, wenn die Auswahl des Rades, auf welches die Bremskraft übertragen wird, in Abhängigkeit von vor Auftreten der Störung erfassten Betriebsdaten erfolgt. Demnach erfolgt die Auswahl des im Falle der Störung zu bremsenden Rades bereits vor dem Eintritt der Störung, wobei wesentliche Betriebsdaten des Kraftfahrzeuges erfasst werden, und daraufhin eine Vorauswahl des Rades getroffen wird. Mit hoher Wahrscheinlichkeit haben sich bei Eintritt der Störung wichtige, unmittelbar zuvor erfasste Betriebsdaten nur unwesentlich verändert, so dass die jeweils effektivste Ansteuerung mit einer vergleichsweise hohen Zuverlässigkeit erfolgen kann.

Die Betätigung der Feststellbremse kann hydraulisch oder mechanisch erfolgen. Besonders sinnvoll ist es hingegen auch, wenn die Feststellbremse elektrisch betätigt wird. Hierdurch wird die Zuverlässigkeit des Verfahrens weiter erhöht, indem eine Notfallversorgung durch eine unmittelbare Kontaktierung mit der elektrischen Energiequelle des Kraftfahrzeuges auch bei einem Ausfall der Kraftfahrzeugelektrik gewährleistet ist. Die Ansteuerung wird hierbei insbesondere durch eine unabhängige und beispielsweise auch mit einer separaten Energieversorgung versehene Steuereinheit erreicht. Die zur Übertragung der Bremskraft erforderlichen elektrischen Stellelemente können dabei zugleich Bestandteil der Betriebsbremse sein, so dass zugleich der Herstellungsaufwand reduziert werden kann.

Weiterhin kann das Verfahren auch derart ausgeführt werden, dass bei einer fehlerhaften Übertragung der Bremskraft ein redundantes oder auf ein weiteres Rad wirkendes elektrisches Stellelement an die Stelle des zunächst ausgewählten Stellelementes tritt, um so die Zuverlässigkeit zu erhöhen.


Anspruch[de]
Verfahren zur Ansteuerung einer für ein Kraftfahrzeug bestimmten hilfskraftbetätigten Feststellbremse, durch das bei einer Störung der Feststellbremse im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges ein unerwünschter Eingriff der Feststellbremse verhindert wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Störung der Feststellbremse im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges eine Bremskraft auf ein Rad einer Seite des Kraftfahrzeuges übertragen wird, während auf ein dem ersten Rad gegenüberliegendes Rad der anderen Seite des Kraftfahrzeuges im wesentlichen keine Bremskraft übertragen wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aufzubringende Bremskraft einen vorbestimmten Wert aufweist und unabhängig vom Fahrbetrieb oder vom Stillstand des Kraftfahrzeuges bei einer Störung der Feststellbremse übertragen wird. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft derart bemessen ist, dass im Stillstand des Kraftfahrzeuges ein ausreichender Schutz gegen Wegrollen, und im Fahrbetrieb eine ausreichende Verzögerung des Kraftfahrzeuges sichergestellt ist. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft ausschließlich auf eines der beiden hinteren Räder des Kraftfahrzeuges übertragen wird. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich bei einem der hinteren Räder des Kraftfahrzeuges eine Blockierung zuverlässig ausgeschlossen wird. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Bremskraft auf mehrere, einander nicht gegenüberliegende Räder beider Seiten des Kraftfahrzeuges erfolgt. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl des Rades, auf welches die Bremskraft übertragen wird, in Abhängigkeit von vor Auftreten der Störung erfassten Betriebsdaten erfolgt. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellbremse elektrisch betätigt wird.






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