EPB - Funktionsweise

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Durch die immer weiter fortschreitende Entwicklung der Elektronik bietet es sich an, Elektronik für fortschrittlichste Sicherheitseinrichtungen zu verwenden, wie beispielsweise das EPB (Electric Parking Brake) oder "elektrische Parkbremse".

Die elektrische Parkbremse hat folgende Vorteile:

  • durch die Verwendung eines Schalters anstelle des herkömmlichen Hebels wird zum Lösen der Handbremse wenigerKraft benötigt,
  • die Seilzüge der Handbremse sind durch elektrische Kabel ersetzt, so dass nicht mehr das Problem mit dem Einfrieren der Handbremsseile besteht,
  • höhere Sicherheit dank einer dem ABS ähnlichen Software, die verhindert, dass die Handbremse bei fahrendem Fahrzeug die Hinterräder blockiert,
  • maximale Bremsleistung unter beliebigen Einsatzbedingungen,
  • kindersicher.



Das System "Autoapply" hat grundsätzlich zwei Funktionen:

  • automatisches Anziehen der Handbremse nach dem Abstellen des Motors. Wenn der Motor abgestellt wird, wird die Parkbremse angezogen und kann erst wieder mit dem entsprechenden Schalter gelöst werden (Sicherheitsmaßnahme). Erst nach einem erneuten Anlassen des Motors kann die Handbremse gelöst werden. Über das zentrale Display kann der Fahrer diese Funktion für einen Zyklus deaktivieren, indem dem System mitgeteilt wird, die Handbremse nach dem Abstellen des Motors nicht automatisch anzuziehen.
  • automatisches Anziehen der Handbremse nach dem Öffnen der Fahrertür bei laufendem Motor. Hält der Fahrer das Fahrzeug an, ohne den Motor abzustellen und steigt aus dem Fahrzeug aus, so wird das der Elektronik über den Schalter an der Fahrertür gemeldet und die Handbremse wird automatisch angezogen.


Ist die Funktion "Autoapply" deaktiviert und der Motor wird abgestellt, wird die Handbremse erst angezogen, wenn die Taste für die Handbremse gedrückt wird.


DAA (Drive Away Assistent = Helfer beim Wegfahren)


Das System Drive Away Assistent, auch "Hillholder" genannt, ermöglicht das Anfahren an einer Steigung, ohne dass dabei das Fahrzeug nach hinten zu rollen beginnt. Wird das Fahrzeug an einer Steigung oder an einem Gefälle angehalten und die Handbremse zieht sich an, so wird diese beim anschließenden Druck auf das Gaspedal automatisch gelöst, ohne Eingriffe durch den Fahrer.

Ein in die Elektronik integrierter Neigungssensor erkennt die Bewegung der geneigten Karosserie und löst beim Anfahren die Handbremse. Die Software der Elektronik wurde so programmiert, dass die Handbremse an einem Gefälle langsamer gelöst wird als bei einer Steigung. Dieses System bietet den Vorteil, dass bei einem versehentlichen Druck auf das Gaspedal, der Fahrer noch genug Zeit hat, um das Fahrzeug anhalten zu können.

RWU (Rear Wheel Unlogger)

Der Hauptvorteil dieses Systems liegt darin, die Räder dynamisch und unabhängig voneinander bremsen zu können. Wird beim Fahren der Handbremsschalter gedrückt, nimmt die Elektronik, die das Signal erhält, an, dass es sich um einen "Notfall" handelt (z.B. beim Ausfall der hydraulischen Bremse) und greift ein, um das Fahrzeug abzustoppen. Dazu werden die Hinterräder abwechselnd abgebremst, um zu vermeiden, dass das Fahrzeug durch ein Blockieren der Hinterachse ausbricht.
Bei einem Ausfall der hydraulischen Bremsanlage garantiert das RWU-System ein sicheres Anhalten des Fahrzeugs.

Wenn ABS oder EBD bereits vor dem Anziehen der Handbremse aktiv werden, wird das dynamische Abbremsen nicht durchgeführt, solange diese Systeme noch aktiv sind.


Zündung

Motorstart (cranking) bei gedrücktem Gaspedal. Unter dieser Bedingung (Motrorstart mit gedrücktem Gaspedal), ist es nicht möglich anzufahren (drive away), da das EPB System keine Zustimmung für das Aushaken der Bremsen gibt. Es genügt, den Fuss vom Gaspedal zu nehmen (es genügen 100 msek), um normal anzufahren (während des gleichen Manövers, ohne das Triebwerk aus- und wieder einzuschalten)

Key-Off-Manöver

Manöver Key-off (mit folgendem auto-applay) und Motorstart mit schnellem Anfahren (innerhalb 1,2 Sek.). Unter dieser Bedingung kann das Anfahren (drive away) schwierig sein. Das Problem bildet sich, da das EPB-System bei Key-off etwa 1,2 Sekunden benötigt, um die Hinterräder zu blockieren: dies ist eine "physische" Zeit, die auf den Zeitbedarf der elektrischen Aktoren zurückzuführen ist. Wenn der Fahrer während der Phase des Schliessens der Bremsen (auto apply) versucht, anzufahren (cranking und schnelles Anfahren), kann er dies nicht tun, da er Schwierigkeiten während des Manöbvers drive away haben wird. Dies, da der Zustand des EPB-Systems noch der vorherige ist: Schliessen der Bremsen an Stelle Öffnen derselben. Es ist ausreichend, einige Sekunden zu warten, um korrekt das Manöver drive away auszuführen (auch dies innerhalb des selben Manövers, ohne dass das Triebwerk aus- und eingeschaltet werden muss).

Systembauteile

Die elektrische Handbremse besteht grundsätzlich aus vier Hauptkomponenten:

Steuerelektronik                                                Bremssattel Typ Colette





 

 

 

 

 

 

 

Steller                                                                  Bedienschalter






Blockschaltbild

1 Bedienschalter
2 Signal HIGH oder LOW-SPEED CAN-Leitung
3 Informationen vom Fahrzeug
4 Systemzustand
5 rote Kontrollleuchte
6 Signal Schlüssel On/Off
7 Instrumententafel
8 Fehlerleuchte (gelb)
9 Steuerelektronik (ECU)
10 Eingang/Ausgang HIGH-SPEED CAN-Leitung
11 Neigungssensor
12 Motor für hinteren rechten Bremssattel + Getriebe
13 Hauptbatterie
14 Zusatzbatterie
15 Motor für hinteren linken Bremssattel + Getriebe

 

 

Das Lösen der Handbremse kann durch die Betätigungstaste erfolgen oder durch Lösen der Hinterradbremsen, wenn der Fahrer das Gaspedal betätigt und einen Gang einlegt, um das zuvor geparkte und noch stehende Fahrzeug in Bewegung zu setzen.

Das Anziehen der Handbremse auf Anforderung durch den Benutzer bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit > 0 km/h erfolgt über die elektromechanischen Steller, welche die Fahrzeugstabilität unter allen Bodenhaftungsbedingungen und geforderten Fahrleistungen sicher stellt. Die Funktion steht auch bei bewegtem Fahrzeug zur Verfügung, wenn wieder angefahren werden soll.

Steuerelektronik

Aufgabe der Steuerelektronik ist das Verarbeiten der Eingangssignale vom Hallsensor, vom Schalter der Handbremse und vom CAN-Bus des Fahrzeugs, um den E-Motor anzusteuern, der sich im Steller befindet.

Die beiden Motoren (Steller) werden von einer getrennten Elektronik angesteuert.

Die Elektronik befindet sich im Kofferraum des Fahrzeugs in einem eigenen Gehäuse.

Wenn der Motor läuft, ist die Elektronik im aktiven Zustand und führt ständig Selbstüberprüfungen durch. Eine bestimmte Zeit nach dem Abstellen des Motors wechselt die Elektronik in den "Schlaf"-Zustand um Energie zu sparen (Schlafzustand mit Energieeinsparung), aus dem sie durch Betätigen des Schalters oder Wiederanlassen des Motors "geweckt" wird.

Das EPB-System wird über zwei getrennte, jeweils durch eine 20 A-Sicherung abgesicherte Kabel mit Strom versorgt. Die Elektronik wird von beiden Kabeln über jeweils eine Diode mit Strom versorgt, so dass auch bei Ausfall eines der beiden Kabel eine weitere Funktion gewährleistet ist. Jeder Steller arbeitet unabhängig, so dass beim Auftreten eines Fehlers an einem der Steller der andere uneingeschränkt weiter funktioniert.




Eingangssignale:

•    Stellung Zündschlüssel
•    Absicht des Fahrers (über Schalter)
•    Stellung des E-Motors (über Hall-Sensor)

Ausgangssignale:

•    Störungsleuchte im Fahrzeuginneren
•    Funktionskontrollleuchte im Fahrzeuginneren
•    Steuerung des E-Motors im Steller

Die Elektronik ist auch mit dem CAN-Netz (Fahrzeuggeschwindigkeitssignal) und der Stromversorgung verbunden.
Schlüssel auf MARCIA: die Verbindung zum CAN-Netz muss bestehen
Motor läuft: Impuls vom Hall-Sensor
Die Fahrgeschwindigkeit sinkt: Steigung oder Schalter der Handbremse wurde betätigt
Die Fahrgeschwindigkeit ändert sich: Signal aus Neigungssensor.
Für fehlende Signale werden - wenn möglich - Ersatzwerte eingesetzt. Wenn das Signal für die Fahrzeuggeschwindigkeit aus dem CAN-Netz fehlt, wird das auf geeignete Art gefilterte Signal aus dem Neigungssensor verwendet.





 

 

 

1. CAN-Leitung
2. Stromversorgung
3. Störungsleuchte
4. Funktionskontrollleuchte

 

 

 

 

 

 

 


Bremssattel

Eigenschaften
Bei den Bremssätteln handelt es sich um schwimmende Sättel des Typs Colette mit einem Bremskolben. Die hydraulische Funktion des Bremssattels unterscheidet sich nicht von der herkömmlicher Bremsanlagen.

Wenn die Betriebsbremse betätigt wird, bildet sich in der Bremsanlage ein bestimmter Hydraulikdruck. Dieser Druck wirkt auf den Bremskolben, der sich bewegt und den inneren Bremsklotz gegen die Bremsscheibe drückt.

Dieser Druck verschiebt den Sattel auf den Führungsbolzen und drückt den äußeren Bremsklotz gegen die Bremsscheibe.

Die Einstellung des Bremsklotzes hinsichtlich des Spiels zur Bremsscheibe erfolgt durch ein Verfahren, das dem bei fest stehenden Bremssätteln gleicht und durch kontrollierte Verformung der Bremskolbendichtung verursacht wird.

Anweisungen zur Sicherheit
Aus Sicherheitsgründen darf das Regelungssystem niemals zerlegt werden.



Wenn das System beschädigt ist, muss das ganze Gehäuse ausgewechselt werden.

Arbeitsweise

Um den Bremsklotz gegen die Bremsscheibe zu drücken und somit die Bremsung zu beginnen, muss sich der Bremskolben zur Bremsscheibe hin bewegen. Bei einer normalen Bremsanlage erfolgt diese Bewegung durch den von der Bremsflüssigkeit auf den Bremskolben ausgeübten Druck. Damit die Handbremse unabhängig von diesem Vorgang betätigt werden kann, muss dieser Effekt mechanisch erfolgen, bei der EPB durch eine auf einer Gewindespindel angebrachten Führungsmutter.

Die Führungsmutter ist in den Bremskolben integriert. Die Führungsmutter ist flach ausgebildet und entspricht in ihrer Form der des Bremskolbens, so dass sie keinem Torsionseinfluss unterliegt.

Wenn sich die Gewindespindel an ihrem Anschluss zum Stellergetriebe dreht, bewegt die Führungsmutter den Bremskolben in Richtung des Bremsklotzes und drückt diesen an die Bremsscheibe: die Bremse wird betätigt. Durch die Selbstsicherungseigenschaften des Gewindes kann die Bremse nur gelöst werden, wenn sich die Gewindespindel dreht und in ihre Ausgangsstellung zurück kehrt.






Die Führungsmutter ist flach ausgebildet und entspricht in ihrer Form der des Bremskolbens, so dass sie keinem Torsionseinfluss unterliegt.

Das Gegenmoment liefert der Dichtring des Bremskolbens.




1 - Kolben
2 - Führungsmutter
3 - Gewindespindel

 

 

 

 

Steller

Der Motor treibt einen Zahnriemen an, der das Antriebsrad eines schrägverzahnten Getriebes betätigt. Das Getriebe ist direkt mit der Gewindespindel der Bremse verbunden.

Der Steller mit dem Zahnriemen und dem schrägverzahnten Getriebe hat ein Untersetzungsverhältnis von ca. 1:150, d.h., dass für eine Umdrehung der Gewindespindel (entspricht einer Betätigung um 1 mm) der Motor 150 Umdrehungen ausführen muss.

Das Stellergehäuse besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff mit einer Wandstärke von 3 mm.

Die Hauptfunktionen des Gehäuses sind:

  • Abdichtung des System
  • Schutz vor Steinschlag und der Hitze, die durch eine heiße Bremse und die elektrischen Bauteile im Steller entsteht

Auf der Motorachse befindet sich ein Hall-Sensor, der eine Steuerung des sich drehenden Motors sowie die Einstellung des Spiels erlaubt. Bei einer Betätigungskraft gleich Null, stellt sich ein Spiel von 0,5 mm ein, entsprechend 75 Umdrehungen.

Bedienschalter

Der Bedienschalter befindet sich in der Mittelkonsole neben dem Schalthebel. Es handelt sich um eine weich zurückkehrende Taste. Die Funktionskontrollleuchte im Fahrzeugdisplay zeigt dem Fahrer an, dass die Handbremse angezogen ist.




Zusätzlicher Schalter zum Lösen der Handbremse

Aufgabe dieses Schalters ist, die Handbremse in Notfällen zu lösen, d.h. wenn aus irgendeinem Grund der Hauptschalter nicht funtioniert. Durch Drücken des Notlöseschalters im Kofferraum oberhalb oder in der Nähe der Zusatzbatterie werden die Bremssättel entsperrt.

Jedes Mal, wenn der Zündschlüssel von MARCIA auf STOP gedreht wird, wird die elektrische Handbremse automatisch angezogen, auch dann, wenn bei laufendem Motor die Fahrertür geöffnet wird. Der Mikroschalter an der Tür meldet der Elektronik, dass jemand aus dem Fahrzeug aussteigen möchte, so dass - auch bei laufendem Motor - die Elektronik automatisch die Handbremse betätigt.


Kontrollleuchten

Dem Fahrer stehen drei Kontrollanzeigen zur Verfügung.





1 - Funktionskontrollleuchte (rot)
2 - Fehlerleuchte (gelb)
3 - akustische Anzeige (Summer)

 

 

 

Die Fehlerleuchte leuchtet, wenn das System Funktionsstörungen erkennt (unabhängig von der Schwere des Fehlers). Bei Fehlern auf dem CAN-Netz, die automatisch korrigiert werden können, erlischt die Fehlerleuchte ohne Eingriffe durch den Fahrer. Die anderen Fehler werden beim Abstellen des Motors gespeichert und werden beim erneuten Anlassen des Motors kurzzeitig gelöscht, damit die Software diese nicht schon beim ersten Prüfzyklus meldet, wenn diese in der Zwischenzeit beseitigt wurden.

Liegt ein Fehler vor, bleibt die Fehlerleuchte auch 20 Minuten nach Abstellen des Motors eingeschaltet, danach wechselt die Elektronik in den "Schlaf"-Zustand. Wird die Elektronik durch Druck auf die Betätigungstaste "geweckt", zeigt die Fehlerleuchte den Fehler für weitere 20 Minuten an.

Jedes Mal, wenn der Betätigungsschalter gedrückt wird und ein Fehler vorliegt, wird der Summer im Fahrzeug eingeschaltet, um den Fahrer darauf hinzuweisen, dass ein Fehler besteht und er die Fahrt vorsichtig fortsetzen muss.

Die rote Kontrollleuchte wird eingeschaltet, wenn die maximale Betätigungskraft erreicht wird und erlischt, wenn die Handbremse gelöst wird und wieder Spiel hat. Im Unterschied zu herkömmlichen Handbremssystemen, bei denen die Kontrollleuchte schon nach einem kurzen Hebelweg aufleuchtet, leuchtet die Kontrollleuchte des EPB-Systems nur, wenn die Handbremse vollständig angezogen wurde.

Wenn die Handbremse nicht die erforderliche Kraft erreichen kann (z.B. bei zu niedriger Batteriespannung), blinkt die Funktionskontrollleuchte. Wenn die Fehlerleuchte durchgebrannt ist, meldet die rote Kontrollleuchte durch Blinken dem Fahrer den Fehler.

Bei Zündschlüssel auf STOP (wenn während des Übergangs von MARCIA auf STOP ein Fehler aufgetreten ist), bleibt die Kontrollleuchte für 15 Minuten eingeschaltet, die rote Kontrollleuchte der Bremsanlage beginnt für 30 Sekunden zu blinken und der Summer wird eingeschaltet. Beim nachfolgenden Schlüssel auf MARCIA, wird die gelbe Kontrollleuchte wie bei einem Anlagenfehler eingeschaltet.

Notbetrieb

Die Anlage kann im Fehlerfall mit drei Verhaltensweisen reagieren:

  • Tolerierbare Fehler: Fehlen Daten/Informationen, kann die Anlage Werte berechnen, die das Fortsetzen der Funktion mit verminderter Funktionalität ermöglichen. Durch optische/akustische Meldungen wird der Fahrer aufmerksam gemacht.
  • Ein Kanal blockiert (hinterer Bremssattel links/rechts): die Anlage setzt ihre Funktion mit dem verbleibenden Bremssattel fort. Durch optische/akustische Meldungen wird der Fahrer aufmerksam gemacht.
  • Blockieren der Anlage: mehr als ein Fehler führt zum Blockieren der Anlage. Durch optische/akustische Meldungen wird der Fahrer aufmerksam gemacht.


kann die Hauptbatterie nicht verwendet werden, bietet die Zusatzbatterie Energie für weitere zehn Anzieh-/Lösevorgänge, anschließend ist sie entladen und die Bremssättel bleiben blockiert. Bei einem Fehler am Haupt-Betätigungsschalter, können die hinteren Bremssättel über einen zweiten Schalter entsperrt werden, der sich im Kofferraum an der Zusatzbatterie befindet.

 

 

Quelle: Lancia eLearn CD ® all rights reserved




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