Die elektromechanische Feststellbremse

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1 Die elektromechanische Feststellbremse
Service Training, VK-21 Die elektromechanische Feststellbremse Die Feststellbremse wird im Kundendienst elektromechanische Feststellbremse genannt. Teilweise wird der Begriff EPB (elektromechanische Parkbremse) genutzt.

2 Elektromechanische Feststellbremse (EPB)
Taster

3 Elektromechanische Feststellbremse (EPB)
Service Training, VK-21 Elektromechanische Feststellbremse (EPB) Gesamtübersicht Taster „EPB“ Taster „Auto Hold“ sensierter Kupplungsgeber-zylinder Bremssattel mit integriertem Aktuator Sensorcluster = Geber für Drehrate und Längsbeschleunigung ESP-Steuergerät EPB-Steuergerät mit integriertem ESP-Sensorcluster E-Leitungen

4 Elektromechanische Feststellbremse (EPB)
Service Training, VK-21 Elektromechanische Feststellbremse (EPB) Gesamtübersicht J104 J540 Bremsaktuatoren Im neuen Passat wird in allen Ausstattungsvarianten eine elektromechanische Feststellbremse verbaut. Die Ablösung der herkömmlichen Handbremse durch eine elektromechanische Parkbremse bietet eine Vielzahl von Vorteilen, wie z.B. größere Freiheiten in der Innenraumgestaltung (Entfall Handbremshebel), erweiterte Funktionalitäten für den Kunden, aber auch Vorteile im Fertigungsprozess des Fahrzeugs. Darüber hinaus sind die Eigendiagnosefähigkeiten elektronischer und elektromechanischer Systeme denen rein mechanischer Systeme weit überlegen, so dass die Verfügbarkeit des Systems dem Fahrer transparenter darstellbar ist. Zur Realisierung der Vorstellungen und Ziele wurde zusammen mit TRW Automotive eine elektromechanische Feststellbremse entwickelt. Kupplungs- positionsgeber Taster für Auto Hold

5 Hinterrad - Bremsaktuatoren
Service Training, VK-21 Elektromechanische Feststellbremse (EPB) Hinterrad - Bremsaktuatoren Elektromotor Zahnriemengetriebe 3:1 Taumelscheibengetriebe 50:1 Zentrale Bestandteile der EPB sind die beiden Hinterrad-Bremsaktuatoren, die mit Hilfe der Komponenten Elektromotor, mehrstufiges Getriebe sowie Spindeltrieb (Wandlung der Drehbewegung in eine lineare Bewegung) den elektromechanischen Antrieb realisieren. Dabei ist der Spindelmechanismus selbsthemmend ausgeführt, so dass nach einem Zufahren der EPB das System im stromlosen Zustand verriegelt bleibt. Spindeltrieb Bremskolben

6 Taumelscheibengetriebe
Service Training, VK-21 Elektromechanische Feststellbremse (EPB) Taumelscheibengetriebe Zahnscheibe, groß (Eingang Taumelscheibengetriebe) Nase Welle Das Taumelrad ist durch die zwei Nasen verdrehsicher im Gehäuse gelagert. Taumelrad 51 Zähne Abtriebsrad 50 Zähne Nase

7 Taumelscheibengetriebe
Service Training, VK-21 Elektromechanische Feststellbremse (EPB) Taumelscheibengetriebe Eingriff der Zähne Taumelrad/Abtriebsrad Nabe Winkelversatz Position1 Position2 Welle Während einer Umdrehung der großen Zahnscheibe kommen immer jeweils zwei Zähne von Taumelrad und Abtriebsrad zum Eingriff. Der Eingriff passiert immer an der Stelle, an der die Nabe die geringste Materialstärke hat. So kommt das Zahnradpaar Taumelrad / Abtriebsrad nach einer halben Umdrehung der großen Zahnscheibe in der Position 2 des Taumelrades zum Eingriff. Eingriff der Zähne Taumelrad/Abtriebsrad

8 Elektromechanische Feststellbremse (EPB)
Service Training, VK-21 Elektromechanische Feststellbremse (EPB) Spindeltrieb Druckmutter Bremskolben Spindel Die Druckmutter ist in Längsrichtung gleitend gelagert. Durch die innere Formgebung des Bremskolbens und der Druckmutter ist die Druckmutter verdrehgesichert. Das Spindelgewinde ist ein Rechtsgewinde und selbsthemmend ausgeführt. Spindelgewinde

9 Funktion der Hinterrad Bremsaktuatoren
Service Training, VK-21 Elektromechanische Feststellbremse (EPB) Funktion der Hinterrad Bremsaktuatoren elektromechanisch Dichtring Dichtring Spindel Taumelscheiben getriebe Druckmutter Die Spindel wird vom Elektromotor über das Getriebe angetrieben. Durch die Drehbewegung der Spindel bewegt sich die Druckmutter nach vorn. Die Druckmutter kommt am Bremskolben zur Anlage und drückt diesen gegen die Bremsbelege. Durch den Druck erhöht sich die Stromaufnahme des Elektromotors. Übersteigt die Stromaufnahme einen bestimmten Wert, schaltet das Steuergerät die Stromzufuhr ab. Elektromotor Bremskolben Druckmutter Bremsscheibe Bremskolben Bremsbelag

10 Funktion der Hinterrad Bremsaktuatoren
Service Training, VK-21 Elektromechanische Feststellbremse (EPB) Funktion der Hinterrad Bremsaktuatoren hydraulisch Dichtring Dichtring Hydraulikanschluss Bremsleitung Hydraulikanschluss Bremsleitung Bremsflüssigkeit Bremskolben Bremskolben Bremsscheibe Bremsbelag

11 Elektromechanische Feststellbremse (EPB)
Service Training, VK-21 Elektromechanische Feststellbremse (EPB) Systemübersicht Feststellmotor links V282 Kupplungs- positionsgeber G476 J540 E538 Feststellmotor rechts V283 E540 K213 K118 E 538 Taster für elektromechanische Feststellbremse E540 Taster für Auto Hold J540 Steuergerät für elektromechanische Feststellbremse J104 Steuergerät für ABS K213 Kontrollleuchte für elektromechanische Feststellbremse K118 Kontrollleuchte für Bremsanlage K214 Fehlerlampe für elektromechanische Feststellbremse K237 Kontrollleuchte für Auto Hold J104 K214 K237

12 Geber für Kupplungsposition
Service Training, VK-21 Elektromechanische Feststellbremse (EPB) Geber für Kupplungsposition Lagerbock Stößel Kolben mit Dauermagnet Stößel Kupplungs- geberzylinder Hallgeber 1 Hallgeber 2 Hallgeber 3 Geber für Kupplungsposition Geber für Kupplungsposition Der Geber für Kupplungsposition ist an den Geberzylinder angeclipst. Kolben mit Dauermagnet Pedalweg

13 Geber für Kupplungsposition
Service Training, VK-21 Elektromechanische Feststellbremse (EPB) Geber für Kupplungsposition Signalspannung an das Motorsteuergerät Steckerausgang Motorsteuergerät Platine Signal an das Steuergerät für elektromechanische Feststellbremse Hallgeber 1 Steuergerät für elektromechanische Feststellbremse Hallgeber 2 Hallgeber 3 Hallgeber 1 ist ein digitaler Geber. Das Signal bewirkt ein Abschalten der Geschwindigkeits-Regelanlage. Hallgeber 2 ist ein analoger Geber. Er sendet ein PWM-Signal an das Steuergerät für elektromechanische Feststellbremse. Das Steuergerät wertet die Stellung sowie die Betätigungsgeschwindigkeit des Kupplungspedals aus und berechnet den optimalen Öffnungszeitpunkt der Feststellbremse beim dynamischen Anfahren. Hallgeber 3 ist ein digitaler Geber. Dieses Signal ist Voraussetzung für den Motorstart.(Interlock-Funktion) Bordnetzsteuergerät Signalspannung an das Bordnetzsteuergerät

14 Elektromechanische Feststellbremse (EPB)
Service Training, VK-21 Elektromechanische Feststellbremse (EPB) Taster Auto Hold ist eine M-Ausstattung für Fahrzeuge mit Schaltgetriebe. Taster für elektromechanische Feststellbremse Taster für AUTO HOLD E538 E540

15 Elektromechanische Feststellbremse (EPB)
Service Training, VK-21 Elektromechanische Feststellbremse (EPB) Kontrollleuchten Kontrollleuchte für elektromechanische Feststellbremse K 213 Die Kontrollleuchte für elektromechanische Feststellbremse befindet sich im Taster für elektromechanische Feststellbremse. Wird der Taster gedrückt und die Feststellbremse aktiviert, leuchtet diese Kontrollleuchte auf. Kontrollleuchte für Bremsanlage K 118 Die Kontrollleuchte für Bremsanlage befindet sich im Schalttafeleinsatz. Wird die Feststellbremse aktiviert, leuchtet diese Kontrollleuchte auf.

16 Elektromechanische Feststellbremse (EPB)
Service Training, VK-21 Elektromechanische Feststellbremse (EPB) Kontrollleuchten Fehlerlampe für elektromechanische Feststellbremse K 214 Die Fehlerlampe für elektromechanische Feststellbremse befindet sich im Schalttafeleinsatz. Liegt eine Störung der Bremsanlage vor leuchtet diese Fehlerlampe auf und es ist umgehend eine Fachwerkstatt aufzusuchen. Kontrollleuchte für AUTO HOLD K 237 Die Kontrolllampe für AUTO HOLD befindet sich im Taster für AUTO HOLD. Wird der Taster gedrückt und die AUTO HOLD Funktion aktiviert, leuchtet diese Kontrollleuchte auf.

17 Elektromechanische Feststellbremse (EPB)
Service Training, VK-21 Elektromechanische Feststellbremse (EPB) Steuergerät J540 Im Steuergerät für elektromechanische Feststellbremse ist der Sensor-Cluster integriert Die Signale des Sensor-Cluster ( Quer-,Längs- und Gierratensensor)werden sowohl für die Feststellbremse als auch für das ESP genutzt. Aus dem Signal für Längsbeschleunigung wird der Neigungswinkel abgeleitet.

18 Elektromechanische Feststellbremse (EPB)
Service Training, VK-21 Elektromechanische Feststellbremse (EPB) CAN- Datenbus Die Datenübertragung beträgt beim CAN-Datenbus elektromechanische Feststellbremse 500 kbit/s Das Steuergerät elektromechanische Feststellbremse ist über einen privaten Bus mit dem ESP-Steuergerät verbunden, das eine Gateway-Funktion darstellt und das Steuergerät elektromechanische Feststellbremse somit mit dem Antriebs-CAN vernetzt.; eine wesentliche Voraussetzung aller Komfort- und Sicherheitsfunktionen der EPB. Darüber hinaus integriert das EPB Steuergerät das Sensor-Cluster (Quer-, Längs- und Gierratensensor) dessen Signale sowohl für die EPB als auch die ESP-Regelfunktionen eingesetzt werden. Steuergerät für ABS Diagnose- Interface für Datenbus Steuergerät für elektromechanische Feststellbremse

19 Elektromechanische Feststellbremse (EPB)
Service Training, VK-21 Elektromechanische Feststellbremse (EPB) Funktionen Bremsbeginn 7 km/h Fahrzeugstillstand Parkbremsfunktion Dynamischer Anfahrassistent Dynamische Notbremsfunktion elektromechanische Bremsung AUTO HOLD Funktion hydraulische Bremsung

20 Dynamische Notbremsfunktion
Service Training, VK-21 Elektromechanische Feststellbremse (EPB) Dynamische Notbremsfunktion Funktionsablauf Taster betätigen und Halten Warnsignal optisch und akustisch Fahrzeugverzögerung 6m/s² Bremslichtansteuerung Fahrzeuge mit konventioneller Handbremse können bei z.B. einem Bremspedaldefekt über die Handbremshebel durch den Fahrer notverzögert werden. Dabei ist eine weitaus leistungsfähigere Notbremsfunktion realisiert worden, da die Fahrzeugverzögerung über einen aktiven Bremsdruckaufbau an allen 4 Rädern durchgeführt wird. Das Ergebnis ist eine sichere – je nach Fahrsituation auch ABS/ESP-geregelte – Fahrzeugverzögerung mit 6 m/s2. Die Verzögerungsanforderung wird während eines Betätigens des-Tasters E538 bei Geschwindigkeiten über 7km/h durch die Kommunikation von Steuergerät elektromechanische Feststellbremse und ESP umgesetzt. Zeitgleich wird das Antriebsmoment des Motors ausgeblendet sowie Assistenzfunktionen wie GRA oder ACC deaktiviert. Beim Loslassen des Tasters wird die Verzögerung sofort abgebrochen.

21 Dynamischer Anfahrassistent
Service Training, VK-21 Elektromechanische Feststellbremse (EPB) Dynamischer Anfahrassistent Voraussetzung Fahrertür geschlossen Sicherheitsgurt angelegt Motor läuft Parameterauswertung Neigungswinkel Motormoment Gaspedalstellung Kupplungspedalsensor Fahrtrichtung Der dynamische Anfahrassistent erlaubt dem Fahrer aus dem Zustand des geparkten Fahrzeugs ein ruck- und rückrollfreies Anfahren. Der Fahrer wird damit von der Aufgabe entlastet die Parkbremse dosiert öffnen zu müssen, während er z.B. an einer Steigung gleichzeitig gefühlvoll Kupplung und Fahrpedal bedienen muss um sich in den laufenden Verkehr einzufädeln zu können. Das Öffnen der elektromechanische Feststellbremse erfolgt dabei voll automatisch sobald der Fahrer den Anfahrvorgang startet und das Vortriebsmoment des Fahrzeugs größer als das vom Steuergerät elektromechanische Feststellbremse berechnete Hangabtriebsmoment ist. Während bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe die Information über die eingelegte Gangstufe auf den CAN verfügbar ist, muss bei Handschaltern zusätzlich der zeitliche Verlauf der Kupplungsbetätigung ausgewertet werden. Hierfür wurde ein spezieller Kupplungssensor (Hall-Prinzip) in das bestehende Kupplungsgebermodul integriert. Voraussetzung für die Aktivierung des DAA ist die Anwesenheit des Fahrers im Fahrzeug, die über eine Abfrage des angelegten Sicherheitsgurtes und der geschlossenen Fahrertür gewährleistet wird. Lösen Wenn Antriebsmoment größer als berechnetes Hangabtriebsmoment

22 Stop-and-Go Assistent
Service Training, VK-21 Auto Hold Auto Hold aktivieren Fahrertür geschlossen Sicherheitsgurt angelegt Motor läuft Anfahrassistent Automatisches Parken Stop-and-Go Assistent Zur weiteren Steigerung der Fahrsicherheit und des -komforts wird der neue Passat mit der so genannten Auto-Hold Funktion ausgestattet. Eine Assistenzfunktionalität, die den Fahrer beim Fahrzeugstillstand und bei Anfahrvorgängen unterstützt. Die Auto-Hold Funktion gewährleistet ein automatisches und geregeltes Halten des Fahrzeugs über die beiden unterschiedlichen im Fahrzeug integrierten Bremssysteme (ESP und EPB). Wünscht der Fahrer nach einer Haltephase wieder anzufahren, wird dies durch das System erkannt und die Bremsen werden automatisch geöffnet. Der Fahrer wird damit komfortabel von der Aufgabe entlastet, das Fahrzeug über die Betriebsbremse halten zu müssen. Darüber hinaus ist beim Anfahren an einer Steigung die Gefahr des Rückrollens – insbesondere bei Fahrzeugen mit manuellem Getriebe – auf ein Minimum reduziert, was einen weiteren Beitrag zur Erhöhung der aktiven Fahrsicherheit darstellt. Voraussetzungen für Realisierung und Integration der Auto-Hold Funktion ist das Elektronische Stabilitätssystem (ESP) in Verbindung mit der elektromechanische Feststellbremse . Das ESP übernimmt in weiten Teilen die Fahrzeughaltefunktion über Bremsmomente an allen vier Rädern. Die elektromechanische Feststellbremse dient unter anderem als wichtige „letzte Instanz“, die bei allen Abschalt- und Deaktivierungsvorgängen, oder auch bei Fehlfunktionen von benötigten Systemen das Fahrzeug stets sicher und dauerhaft parken kann; auch automatisiert ohne Eingreifen des Fahrers. Ein Systemmerkmal, das sowohl aus dem Blickwinkel der Sicherheit als auch des Komforts unverzichtbar ist Die Auto-Hold Funktion wird vom Fahrer mittels eines separaten Tasters in der Mittelkonsole aktiviert. Bedingungen/Kriterien für die Aktivierung von Auto-Hold: Fahrer befindet sich im Fahrzeug. Damit wird sichergestellt, dass der Fahrer stets die Kontrolle über sein „automatisch gehaltenes Fahrzeug“ behalten kann und z.B. keine Fehlöffnungen durch Kinder im Fahrzeug zu befürchten sind. Abgesichert wird die Anwesenheit des Fahrers –wie bereits beim DAA- über die geschlossene Fahrertür und den angelegten Fahrergurt. Verbrennungsmotor läuft. Der eingeschaltete Verbrennungsmotor stellt über die Lichtmaschine eine ausreichende elektrische Energieversorgung sicher, sodass in allen Fällen ein Schließen der EPB zum sicheren Parken des Fahrzeugs möglich ist. Auto-Hold ist danach für den gesamten Zündungslauf aktiv, sofern die oben beschriebenen Aktivierungsbedingungen aufrechterhalten werden.

23 Auto Hold Service Training, VK-21 03.2005
Auto-Hold sorgt für ein automatisches Halten des Fahrzeugs, sofern das Fahrzeug zuvor in den Stillstand gekommen ist; dies sowohl bei Vorwärts- als auch bei Rückwärtsfahrt, bergauf und bergab. Im Normalfall wird dies durch den Fahrer in Form einer Verzögerung durch die Betriebsbremse initiiert. Nach dem erkannten Stillstand übernimmt Auto-Hold das Fahrzeughalten. Der Fahrer kann das Bremspedal lösen. Die vier Radbremsen bleiben sicher geschlossen, indem der hydraulische Bremsdruck vom System aufrechterhalten wird. Die Fahrzeugstillstandsdauer ist dabei unbegrenzt; auf Wunsch kann der Fahrer mehrer Minuten (oder Stunden) von Auto-Hold gehalten werden. Während der gesamten Haltephase beobachtet Auto-Hold das Fahrzeug über das Stillstandsmanagement (durch Überwachung der vier Raddrehzahlsignale). Wird eine Kriechbewegung erkannt (z.B. bei plötzlicher Erhöhung des Fahrzeuggewichtes infolge des Ankuppelns eines schweren Anhängers oder des Beladens des Kofferraums) erhöht das System automatisch und bedarfsgerecht das Bremsmoment an wahlweise den hinteren oder allen vier Radbremsen. Die Ansteuerung der ESP Motor/Pumpeneinheit zur Bremsdruckerhöhung erfolgt dabei situationsadaptiv, abhängig von Größen wie z.B. Hangneigung, Fahrzeugkriechverhalten, Bremsmoment etc. Erkennt das System den Fahrerwunsch „Anfahren“, werden die Bremsmomente abhängig vom Anfahrvorgang abgebaut; das Anfahrmanagement übernimmt dabei das bedarfsgerechte Lösen der Bremsen. Wird der Anfahrvorgang vom Fahrer abgebrochen, z.B. weil er sich an einer Steigung in den fließenden Verkehr einfädeln wollte und die freie Lücke war doch zu klein, und das Fahrzeug hat noch keine nennenswerte Fahrgeschwindigkeit aufgenommen, werden die Bremsen automatisch wieder geschlossen und das Fahrzeug steht wieder sicher. Der Fahrer muss dies nicht selbst initiieren; der nächste Anfahrvorgang kann sofort erfolgen.

24 Service Training, VK-21 Auto Hold Nach 3 Minuten erfolgt die Übergabe an die elektromechanische Feststellbremse

25 Lüftspiel-Nachstellung
Service Training, VK-21 Lüftspiel-Nachstellung Es wird eine neue Nulllage gelernt. Beim Anlegen der Bremsbelege schaltet der Aktuator bei einer Stromaufnahme von 15A ab und fährt dann über ein festgelegtes Zeitfenster zurück.

26 Service Training, VK-21 Modus Belagwechsel

27 Service Training, VK-21 Tüv Modus

28 Elektromechanische Feststellbremse (EPB)
Service Training, VK-21 Elektromechanische Feststellbremse (EPB) Funktionsplan