DE102007035541A1 - Electromechanically operated parking brake for a vehicle comprises devices for changing the current consumption of an electromechanical actuator so that certain values of the locking force are determined beforehand - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromechanisch betätigbare Feststellbremse für Kraftfahrzeuge mit mindestens einem elektromechanischen Aktuator, dessen Rotationsbewegung von einer Betätigungseinheit in eine Translationsbewegung umgesetzt wird und wenigstens ein Bremsglied derart verschiebt, dass mindestens ein mit dem Bremsglied verbundener Bremsbelag mit einer Feststellkraft gegen einen mit einem Kraftfahrzeugrad fest verbundenen Rotor gepresst wird, wobei beim Zuspannen und/oder Lösen der Feststellbremse, die Stromaufnahme des elektromechanischen Aktuators ermittelbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb der elektromechanisch betätigbaren Feststellbremse.The The present invention relates to an electromechanically operable one Parking brake for Motor vehicles with at least one electromechanical actuator, the rotational movement of which is converted by an actuating unit in a translational movement is and at least one brake member shifts so that at least a brake pad connected to the brake member with a locking force pressed against a fixedly connected to a motor vehicle rotor is, wherein during the application and / or release of the parking brake, the current consumption of the electromechanical actuator can be determined. It also concerns the invention a method for operating the electromechanically actuated Parking brake.
Eine allgemeine Aufgabe vorbekannter Verfahren einer elektromechanisch betätigbaren Feststellbremse ist es, eine ausreichende Feststellkraft möglichst genau einzustellen. Für eine ausreichende Feststellkraft ist in der Regel mindestens ein Kraftniveau erforderlich, welches ausreicht, das Kraftfahrzeug mit zulässigem Gesamtgewicht an einem Hang mit 30% Steigung sicher und dauerhaft zu halten. Hierzu steht die Messgröße „Strom", mit dem der elektromechanische Aktuator betrieben wird als Strom/Zeit-Verlauf zur Verfügung. Stehen weitere Messgrößen wie zum Beispiel ein Drehgeberwert vom elektromechanischen Aktuator oder der zurückgelegte Stellweg zur Verfügung, so können diese Informationen zur Erhöhung der Stellgenauigkeit genutzt werden. Diese Zusatzinformationen stehen jedoch häufig nicht zur Verfügung, da diese Zusatzinformationen aufgrund der weiteren Sensoren, die für diese weiteren Messgrößen notwendig sind, zusätzliche Kosten verursachen.A general task of prior art method of electromechanical actuated Parking brake is it, as far as possible a sufficient locking force to adjust exactly. For a sufficient locking force is usually at least one Force level required, which is sufficient, the motor vehicle permissible Total weight on a slope with 30% slope safe and durable to keep. For this purpose, the measured variable "current" with which the electromechanical actuator stands operated as stream / time history available. Stand other measures such as for example, a rotary encoder value from the electromechanical actuator or the traveled Travel available, so can this information to increase the positioning accuracy can be used. This additional information is available however often not available, because this additional information due to the other sensors, the for this additional measured variables necessary are, additional Cause costs.
Aus
der
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Feststellbremsanlage der eingangs genannten Gattung und ein Verfahren zu deren Betrieb dahingehend zu verbessern, dass unabhängig von der Umgebungstemperatur ein sicherer Betrieb und ein zuverlässiges Einstellen der Feststellkraft lediglich auf Grundlage der ermittelten Stromaufnahme des elektromechanischen Aktuators ermöglicht wird.It is therefore an object of the present invention, a parking brake system of the type mentioned and a method for their operation to the effect to improve that independently from the ambient temperature safe operation and reliable setting the locking force only on the basis of the determined current consumption of the electromechanical actuator is enabled.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass Mittel vorgesehen sind, die die Stromaufnahme des elektromechanischen Aktuators derart verändern, dass vorab bestimmte Werte der Feststellkraft ermittelbar sind. Die Mittel sind dabei derart ausgebildet, dass sie eine signifikante Änderung der Stromaufnahme des elektromechanischen Aktuators beim Zuspannen oder beim Lösen der Feststellbremse bewirken, die auf einen vorab bestimmten Wert der Feststellkraft schließen lässt.These Task is inventively characterized solved, that means are provided which reduce the current consumption of the electromechanical Change the actuator in such a way that certain values of the locking force can be determined beforehand. The funds are designed such that they have a significant change the current consumption of the electromechanical actuator during application or when loosening effect the parking brake to a predetermined value Close the locking force leaves.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Mittel durch mindestens ein vorgespanntes Federelement gebildet, das die Steifigkeit der Feststellbremse beeinflusst. Das mindestens eine Federelement ist bei einer bevorzugten Weiterbildung als vorgespanntes Tellerfederpaket im Kraftfluss der Feststellbremse oder als vorgespannte Drehfeder im Drehmomentenfluss der Feststellbremse ausgebildet.at an advantageous development, the funds are at least a prestressed spring element is formed, which reduces the rigidity of the Parking brake influenced. The at least one spring element is at a preferred embodiment as a biased plate spring package in the power flow of the parking brake or as a preloaded torsion spring formed in the torque flux of the parking brake.
Alternativ werden die Mittel durch mindestens eine Rutschkupplung gebildet.alternative the means are formed by at least one slip clutch.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird verfahrensgemäß dadurch gelöst, dass die Stromaufnahme des elektromechanischen Aktuators beim Zuspannen und/oder Lösen der Feststellbremse dahingehend ausgewertet wird, dass vorab bestimmte Werte der Feststellkraft ermittelt werden.The Object of the present invention is according to the method thereby solved, that the current consumption of the electromechanical actuator when tightening and / or solving the parking brake is evaluated so that previously determined values the locking force can be determined.
Dabei ist vorgesehen, dass die Ermittlung der vorab bestimmten Werte durch Ermittlung von Wendepunkten im Signalverlauf der Stromaufnahme des elektromechanischen Aktuators erfolgt, die auf eine Bestimmung der eingestellten Feststellkraft und/oder auf eine Positionsbestimmung des Bremsglieds hin ausgewertet werden.there is provided that the determination of the predetermined values by Determination of inflection points in the signal curve of the current consumption of the electromechanical actuator, which is based on a determination of set locking force and / or to a position determination be evaluated out of the brake member.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Steigung des Signalverlaufs der Stromaufnahme des elektromechanischen Aktuators ermittelt werden und auf eine Bestimmung der eingestellten Feststellkraft und/oder auf eine Positionsbestimmung des Bremsgliedes hin ausgewertet werden.at a preferred embodiment the method according to the invention the slope of the waveform is the current consumption of the electromechanical Actuators are determined and based on a determination of the set Locking force and / or to a position determination of the brake member be evaluated.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der absolute Stromwert der Stromaufnahme des elektromechanischen Aktuators ermittelt wird und zur Plausibilisierung des ermittelten Feststellkraftwertes herangezogen wird.In an advantageous development of the method according to the invention, it is provided that the absolute current value of the current consumption of the electromechanical actuator is determined and is used for plausibility of the determined Feststellkraftwertes.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Zuspannen und/oder Lösen der Feststellbremse in Phasen unterteilt wird, wobei die Stromaufnahme des elektromechanischen Aktuators zur Phasenerkennung ausgewertet wird.A particularly advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the application and / or release of the parking brake in Phases is divided, the current consumption of the electromechanical Actuator is evaluated for phase detection.
Dabei wird das Zuspannen der Feststellbremse in eine Anlaufphase, eine Freilaufphase, eine Anlegephase, eine Zuspannphase und eine Sicherheitsphase unterteilt, während das Lösen der Feststellbremse in eine Anlaufphase, eine Rückstellphase, eine Lüftspielphase, eine Freilaufphase und eine Anschlagphase unterteilt.there is the application of the parking brake in a start-up phase, a Freewheeling phase, a landing phase, an application phase and a safety phase divided while the release the parking brake in a start-up phase, a reset phase, a Lüftspielphase, divided a freewheeling phase and a stop phase.
Die Phasen werden mit Hilfe eines Modells bestimmt, dem ein Lernverfahren zugeführt wird, um Alterungs- und Verschleißprozesse zu berücksichtigen. In dem eben genannten Modell werden weitere Einflussparameter wie Umgebungstemperatur und die Temperatur des Rotors berücksichtigt und deren Einflüsse minimiert.The Phases are determined using a model, which is a learning process supplied to take account of aging and wear processes. In the model just mentioned, other influencing parameters such as Ambient temperature and the temperature of the rotor taken into account and their influences minimized.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The The invention will be described below with reference to two exemplary embodiments closer with the enclosed drawing explained. In the drawing show:
Die vorliegende Erfindung umfasst sowohl elektromechanisch betätigbare Feststellbremsen, die auf eine Scheibenbremse wirken, wie auch Feststellbremsen, die auf eine Trommelbremse wirken. Entsprechend ist das erfindungsgemäße Verfahren auf diese unterschiedlichen Feststellbremsen anwendbar.The The present invention includes both electromechanically operable ones Parking brakes acting on a disc brake, as well as parking brakes, which act on a drum brake. The process according to the invention is corresponding applicable to these different parking brakes.
Anhand
von
Um
einen Feststellbremsvorgang durchführen zu können, ist entweder das Untersetzungsgetriebe
Sofern
das Kraftfahrzeug an einem Hang abgestellt wird, erfolgt nach der
Einstellung der gewünschten
Zuspannkraft, eine geringfügige
Bewegung des Kraftfahrzeugs in Richtung der Hangabtriebskraft. Dabei
dreht sich auch die Bremstrommel
Wie eingangs bereits erwähnt, beziehen sich die Erfindung und das erfindungsgemäße Verfahren auch auf eine elektromechanisch betätigbare Feststellbremse, die auf eine Scheibenbremse wirkt. Dabei wird das Bremsglied durch einen Bremskolben gebildet, der von einer als Gewindemutter-Spindel-Einheit ausgebildete Betätigungseinheit verschoben wird, wodurch ein mit dem Bremskolben verbundener Bremsbelag gegen die als Rotor wirkende Bremsscheibe gepresst wird.As already mentioned at the beginning, The invention and the method according to the invention also relate on an electromechanically actuated Parking brake acting on a disc brake. This is the Brake member formed by a brake piston, which is designed as a threaded nut spindle unit operating unit is shifted, whereby a brake pad connected to the brake pad is pressed against the rotor acting as a brake disc.
In
Zu
Beginn des in
Zum
Zeitpunkt t5 hin erreicht die Stromaufnahme
I den maximal zur Verfügung
stehenden Stromwert Imax. Gleichzeit findet
keine weitere Verschiebung bzw. Spreizung der Bremsbacken
Entscheidend
ist, dass durch das Federpaket
Die
eben beschriebene signifikante Änderung
der Stromaufnahme des elektromechanischen Aktuators
Eine
weitere Möglichkeit,
eine signifikante Änderung
der Stromaufnahme des elektromechanischen Aktuators
Die
Ermittlung der Positionen
Übersteigt
die Stromaufnahme des elektromechanischen Aktuators
Es
sind während
eines Zuspann- und Lösevorganges
jeweils 5 Phasen zu durchfahren. Die Phase 5, die Anschlagphase,
während
eines Lösevorganges
ist sehr wichtig, um eindeutig zu erkennen, dass die Feststellbremse
vollständig
gelöst
hat. Der Nachteil dabei ist, dass die zum Zuspannen benötigte Zeit
dadurch länger
wird und auch die Haltbarkeit des elektromechanischen Aktuators
Die
Phase 5 in einem Lösevorgang
soll gesetzt werden, wenn ein vollständiges Lösen der Bremse nicht eindeutig
ist, oder zum Lernen der Luftspielzeit z.B. nach bestimmter Betätigungsanzahl. Um
die Zuspannzeit trotz Phase 5 während
eines Lösevorgangs
zu verkürzen,
wird der elektromechanische Aktuator
Der
elektromechanische Aktuator
Während einer
Systementwicklung werden neben der Messung der Stromaufnahme des
elektromechanischen Aktuators
Dieses Gesamtmodell berücksichtigt die Einflussparameter wie Rotortemperatur, Außentemperatur, Lastkollektiv, Spannungsversorgung, in dem beispielsweise Strom-Feststellkraft-Drehzahl-Kennlinien unter verschiedenen, äußeren Bedingungen aufgezeichnet werden.This Overall model considered the influencing parameters such as rotor temperature, outside temperature, load collective, Voltage supply, in the example, current-Feststellkraft-speed characteristics under different external conditions to be recorded.
- 11
- Schraubradscrew gear
- 22
- Betätigungseinheit/SpreizschlossActuator / expanding lock
- 33
- Bremsbacke/BremsgliedBrake shoe / brake member
- 44
- Bremsbacke/BremsgliedBrake shoe / brake member
- 55
- Bremstrommel/RotorBrake drum / rotor
- 66
- Gewindemutterthreaded nut
- 77
- Spindelspindle
- 88th
- Gewindemutter-SpindeleinheitThreaded nut-spindle unit
- 99
- Federelementspring element
- 1010
- Bremsbelagbrake lining
- 1111
- Bremsbelagbrake lining
- 1212
- UntersetzungsgetriebeReduction gear
- 1313
- DruckstückPressure piece
- 1414
- DruckstückPressure piece
- 1515
- Elektromechanischer Aktuatorelectromechanical actuator
- 1616
- AbstützvorrichtungSupport device
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- 2007-07-28 DE DE102007035541A patent/DE102007035541A1/en not_active Withdrawn
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