DE102010002648A1 - Electromechanically actuated parking brake for motor vehicles and operating method for a parking brake - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektromechanisch betätigbare Feststellbremse für Kraftfahrzeuge, und ein zugehöriges Betriebsverfahren, umfassend mindestens eine elektronische Steuereinheit (ECU), die eine implementierte Software umfassend eine Regelstrategie zwecks gesteuerter oder geregelter elektrischer Versorgung der Feststellbremse aufweist, und zu diesem Zweck elektrisch mit wenigstens einem reversierbaren Aktuator (15), sowie mit einem oder mit mehreren Sensoren (S) und/oder Gebern (G) zur Informationsversorgung verbunden ist, um unter Anwendung der Regelstrategie eine rotatorische Antriebsdrehbewegung einer Betätigungseinheit (2) in eine translatorische Abtriebsbewegung derart umzuwandeln, dass Bremsbacken (3, 4) mit definierter Zuspannkraft gegen einen Rotor (5) gepresst werden, oder umgekehrt.
Zur Verbesserung bekannter Regelstrategien, unter Vermeidung einer unmittelbaren Messung der Zuspannkraft F, ist vorgesehen, dass der Steuereinheit (ECU) wenigstens eine Information über eine Stromaufnahme des Aktuators sowie eine Drehinformation des Aktuators zur Kalkulation einer fiktiven Zuspannkraft (25) zugeführt wird, und dass die ermittelte fiktive Zuspannkraft (25), oder eine davon abgeleitete Regelgröße, zur Ansteuerung der Betätigungseinheit (2) herangezogen wird.The invention relates to an electromechanically actuated parking brake for motor vehicles, and an associated operating method, comprising at least one electronic control unit (ECU) having implemented software comprising a control strategy for controlled or regulated electrical supply of the parking brake, and for this purpose electrically with at least one reversible Actuator (15), as well as with one or more sensors (S) and / or encoders (G) is connected to the information supply in order to convert a rotational drive rotational movement of an actuating unit (2) in a translatory driven movement such that brake shoes ( 3, 4) with a defined clamping force against a rotor (5) are pressed, or vice versa.
To improve known control strategies, while avoiding immediate measurement of the application force F, it is provided that the control unit (ECU) is supplied with at least information about a current consumption of the actuator and a rotational information of the actuator for calculating a fictitious application force (25), and that determined fictitious application force (25), or a controlled variable derived therefrom, is used to control the actuating unit (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromechanisch betätigbare Feststellbremse für Kraftfahrzeuge und ein zugehöriges Betriebsverfahren.The The present invention relates to an electromechanically operable one Parking brake for motor vehicles and a related Operating procedures.

In Hinblick auf elektromechanisch betätigbare Feststellbremsen (EPB) stehen einige konstruktiv sehr unterschiedlich aufgebaute technische Systeme zueinander in Konkurrenz, die jeweils ganz unterschiedliche konstruktiv begründete Vorzüge und auch Eigenschaften aufweisen. Beispielhaft seien die elektromechanischen Bremsen (EMB), die sogenannten Seilzug-Aktuatoren (CP für „cable-pull”) und die bei einem hydraulischen Bremssattel integrierte elektromechanische Parkbremsaktuatorik (EPB-Ci, Ci für „caliper integrated”) genannt. Eine besondere Variante stellen sogenannte elektromechanisch betätigbare Duo-Servo-Feststellbremssysteme dar, weil diese eine integrierte Verstärkungsfunktion und beispielsweise in drum-in-hat-Ausführung zusätzlich zu einer Scheibenbremse für die Feststellbremsfunktion eine vollständig redundant, gesondert zur Betriebsbremse vorgesehene, Radbremsvorrichtung aufweisen.In With regard to electromechanically actuated parking brakes (EPB) are structurally very differently structured technical systems in competition with each other, each quite different constructively justified advantages and also properties exhibit. Exemplary are the electromechanical brakes (EMB), the so-called cable pull actuators (CP for "cable-pull") and the electromechanical integrated with a hydraulic caliper Parking brake actuator (EPB-Ci, Ci for "caliper integrated") called. A special variant make so-called electromechanical operable duo servo parking brake systems, because these an integrated gain function and for example in drum-in-hat execution in addition to one Disc brake for the parking brake function a complete redundant, provided separately to the service brake, wheel brake exhibit.

Der besonderere konstruktive Vorzug von Duo-Servo-Feststellbremssystemen ist ein drehrichtungsunabhängiger Selbstverstärkungseffekt, so dass mit verhältnismäßig geringen Zuspannkräften hohe Bremskräfte erzeugt werden können, wobei ein sogenannter C*-Wert um ein wesentliches größer als bei Scheibenbremsen ist. Dadurch ist diese konstruktive Variante ganz besonders für schwere Personenkraftfahrzeuge, Geländefahrzeuge wie auch für Lieferwagen und leichte Lastkraftwagen aber auch beispielhaft für elektromotorisch angetriebene Kraftfahrzeuge prädestiniert, die infolge rekuperativem Bremsbetrieb ggf. auf Hochleistungs-Scheibenbremssysteme (auf einer oder mehreren Achse) verzichten können. Derartige Systeme verfügen weiterhin im Vergleich mit einer Kombination enhaltend sogenannten Kombisättel (hydraulisch betätigbarer Betriebsbremssattel mit einer Feststellbetätigungsvorrichtung) und Seilzug-Aktuatoren, deren Feststellbremsvorrichtung auf ohnehin vorhandene Bremsscheiben eines Betriebsbremssystems einwirken, über den prinzipiellen Vorteil, dass nach dem Abstellen des Fahrzeuges mit heißer Bremse prinzipiell kein Zuspannkraftverlust infolge thermischer Schwindungsprozesse als Folge der thermischen Abkühlung eintritt. Mit anderen Worten ist die Gefahr durch unzureichend fest gesicherte Fahrzeuge minimiert, und sogenannte Nachspannstrategien beim Heißabstellen sind grundsätzlich rationalisiert. Durch Entfall des Nachspannens ist die Gesamtanzahl der Betätigungszyklen des elektromechanischen Feststellbremssystems reduziert. Ein weiterer grundsätzlicher Vorteil besteht darin, dass das elektrische Fahrzeugbordnetz, einschließlich dessen elektrische Versorgung durch die integrierte Selbstverstärkung geschont wird, weil die Stromaufnahme abgesenkt ist.Of the Special design advantage of duo-servo parking brake systems is a direction-independent self-boosting effect, so that with relatively little Zuspannkräften high braking forces are generated can, with a so-called C * value to an essential larger than with disc brakes. This is this constructive variant especially for heavy Passenger vehicles, off-road vehicles as well as for Vans and light trucks but also exemplary for electric motor driven vehicles predestined, possibly due to recuperative braking operation on high performance disc brake systems (on one or more axis) can do without. such Systems still have in comparison with a combination including so-called combination calipers (hydraulically actuated Service brake caliper with a locking actuator) and cable actuators whose parking brake device on anyway existing brake discs of a service brake system act over the principal advantage that after parking the vehicle in principle no brake application force with a hot brake due to thermal shrinkage processes as a result of thermal Cooling occurs. In other words, the danger is through minimized tightly secured vehicles, and so-called Post-tensioning strategies when hot off are basically rationalized. By omitting the re-tensioning is the total number the actuation cycles of the electromechanical parking brake system reduced. Another fundamental advantage exists in that the electric vehicle electrical system, including its electrical supply through the integrated self-amplification is spared, because the power consumption is lowered.

Anhand der WO 2008/017613 A1 wurde eine elektromechanisch betätigbare Feststellbremse vom Duo-Servo-Typ, sowie eine Regelung vorgeschlagen, wobei eine Feststellkraft auf Grundlage des zeitlichen Verlaufs einer einzigen gemessenen Größe, nämlich auf Grundlage einer geänderten Stromaufnahme über der Zeit (geändertes Stromprofil) des elektrischen Aktuators, eingestellt wird, und wobei in dem System der Feststellbremse mindestens ein vorgespanntes Federelement vorgesehen ist, welches die Steifigkeit der Feststellbremse beeinflusst. Dadurch wird ein gesicherter Betrieb des Duo-Servo-Feststellbremssystems, unabhängig von thermischen Umgebung- und Betriebsbedingungen, ermöglicht. In diesem Zusammenhang wurde (vgl. WO 2008/017613 , Seite 13, letzter Absatz) eine Modellbildung derart vorgeschlagen, dass während der Entwicklung des Bremssystems im Sinne einer Referenz, Kennlinien von Stromaufnahme, Motordrehzahl und Zuspannkraft des Aktuators aufgenommen und in einer elektronischen Steuereinheit abgespeichert werden, so dass während des Betriebs eines Feststellbremssystems ausschließlich mit Strommessung gearbeitet werden kann.Based on WO 2008/017613 A1 has proposed a duo-servo type electromechanically actuable parking brake, and a control wherein a locking force is adjusted based on the time course of a single measured quantity, namely based on a changed current consumption over time (modified current profile) of the electric actuator, and wherein in the system of the parking brake at least one biased spring element is provided, which influences the stiffness of the parking brake. This allows for secure operation of the duo-servo parking brake system, regardless of thermal environment and operating conditions. In this context (cf. WO 2008/017613 , Page 13, last paragraph) proposed a model formation such that recorded during the development of the brake system in terms of a reference, characteristics of current consumption, engine speed and clamping force of the actuator and stored in an electronic control unit, so that during operation of a parking brake system exclusively with Current measurement can be worked.

Aus der DE 103 61 042 B3 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Feststellbremse bekannt, wobei eine Steuereinheit zum Erzielen einer vorbestimmten Zuspannkraft die Größe eines Abschaltstroms eines Elektromotors in Abhängigkeit einer Ereigniszahl eines gezählten Ereignis – wie insbesondere einer Anzahl von Bremsbetätigungen – variiert.From the DE 103 61 042 B3 a method for controlling a parking brake is known, wherein a control unit for achieving a predetermined application force, the size of a cut-off current of an electric motor in dependence on an event number of a counted event - such as in particular a number of braking operations - varies.

Unter worst-case-Betrachtung sind jedoch besondere Betätigungsfälle möglich, die in Verbindung mit einer elektromechanisch betätigbaren Feststellbremse vom Duo-Servo-Typ eine anspruchsvolle Problemlösung erfordern, die bei Feststellbremssystemen vom Scheibenbremstyp, und insbesondere den bremssattelintegrierten konstruktiven Lösungen (EPB-Ci), prinzipiell nicht gegeben sind. Denn wenn ein Fahrzeug umfassend ein Duo-Servo-Feststellbremssystem unter besonders tiefen Umgebungstemperaturen von beispielsweise minus 40°C mit besonders heißer Betriebsbremse von beispielsweise mehreren Hundert °C abgestellt wird, hat dies abgeänderte Auswirkungen auf die Feststellbremsfunktion und insbesondere die Änderung der Zuspannkraft zur Folge. Denn die räumliche Nähe der Komponenten von Betriebs- und Feststellbremse zueinander und die bevorzugte Anordnung der Feststellbremse in einem Topf der Scheibenbremse (drum-in-hat) bewirkt eine Aufheizung der Feststellbremsbauteile – insbesondere von der Bremstrommel – obwohl diese prinzipiell an einer Betriebsbremsung nicht beteiligt sind. An einen Abstell- und Zuspannvorgang der Feststellbremse schließen sich Abkühlprozesse der Bremstrommel an, die zu einem unerwünscht hohen Anstieg der Zuspannkräfte der Duo-Servo-Feststellbremse führen können. Eine weiterhin unerwünschte und dennoch prinzipiell mögliche, mithin nachteilige, Folge von diesen Zusammenhängen besteht darin, dass das Lösen der Feststellbremse nach Spannkraftzunahme bei einem besonders niedrigen elektrischen Bordspannungspotential (erschöpfte Batterie) – beispielsweise unter Tieftemperaturbedingungen – erschwert sein kann. Eine weitere Eigenheit der Duo-Servo-Bremssysteme besteht darin, dass der Reibwert der Reibbeläge auf die Feststellbremsfunktion optimal einstellbar ist, wobei dieser Reibwert über dessen Lebensdauer hinweg jedoch vergleichsweise unterschiedliche Reibbedingungen aufweisen kann. Dies wird beispielsweise hervorgerufen, weil die Reibbeläge des Feststellbremssystems weitgehend ausschließlich für die Feststellbremsfunktion eingesetzt werden, daher kaum verschleißen, und deshalb zu Verglasung neigen können. Also wirken sich Reibwertschwankungen vergleichsweise stark aus.Under worst-case consideration, however, special actuation cases are possible which, in conjunction with an electromechanically actuated parking brake of the duo-servo type require a sophisticated problem solving, in parking brake systems of the disc brake type, and in particular the brake integrated integrated design solutions (EPB-Ci), in principle are not given. Because if a vehicle comprising a duo-servo parking brake system is parked under particularly low ambient temperatures of, for example, minus 40 ° C with a particularly hot service brake, for example, several hundred ° C, this has changed effects on the parking brake function and in particular the change of the clamping force result. Because the spatial proximity of the components of service and parking brake to each other and the preferred arrangement of the parking brake in a pot of the disc brake (drum-in-hat) causes heating of the parking brake components - in particular of the brake drum - although these are not involved in principle to a service braking , At a parking and application process of the parking brake cooling processes close Brake drum, which can lead to an undesirably high increase in the clamping forces of the duo-servo parking brake. A further undesirable, yet possible in principle, therefore disadvantageous, consequence of these relationships is that the release of the parking brake after clamping force increase at a particularly low electrical on-board voltage potential (exhausted battery) - may be difficult - for example, under low temperature conditions. Another peculiarity of the duo-servo brake systems is that the coefficient of friction of the friction linings on the parking brake function is optimally adjustable, but this coefficient of friction can have comparatively different friction conditions over its service life. This is caused, for example, because the friction linings of the parking brake system are used largely exclusively for the parking brake function, therefore hardly wear, and therefore may tend to glazing. So friction fluctuations are comparatively strong.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine intelligent verbesserte Ansteuerung einer Feststellbremse zu ermöglichen, die die Nachteile bekannter Systeme beseitigt, eine präzisere Positionierung und Zuspannkraftdosierung der involvierten Stellmittel ermöglicht, und auch unter worst-case-Gesichtspunkten wie insbesondere bei Tieftemperaturen einen gesicherten Betrieb eines Duo-Servo-Feststellbremssystems ermöglicht. In diesem Zusammenhang soll insbesondere den Besonderheiten eines Duo-Servo-Feststellbremssystems, vorzugsweise in thermischer Hinsicht, mit einer dennoch kostengünstigen Lösung Rechnung getragen werden.It An object of the present invention is to intelligently improve To enable control of a parking brake, the Disadvantages of known systems eliminated, a more precise positioning and Zuspannkraftdosierung the adjusting means involved, allows and also under worst-case aspects, in particular at low temperatures a secure operation of a duo-servo parking brake system allows. In this context, in particular the Special features of a duo-servo parking brake system, preferably in thermal terms, with a nevertheless cost-effective Solution be taken into account.

Zur Lösung des Problems wird erfindungsgemäß eine elektromechanische Feststellbremse vorgeschlagen, wobei der reversierbare Aktuator Mittel zur Erfassung einer Drehinformation aufweist, welche einer elektronischen Steuereinheit zugeführt werden, dass die elektronische Steuereinheit Mittel zur Erfassung der elektrischen Stromaufnahme des Aktuators aufweist, welche der elektronischen Steuereinheit zugeführt werden, und dass zumindest diese Informationen im Rahmen eines regelungstechnischen Feststellbremsmodells prädiktiv zur Kalkulation einer fiktiven Zuspannkraft zwecks Steuerung oder Regelung der Bestromung des Aktuators für den Zuspann- und/oder Löseprozess herangezogen werden. Erfindungsgemäß wird die Funktion des Systems durch Verwendung von wenigstens zwei gemessenen Systemgrößen eine erhöhte Stellgenauigkeit erzielt wird. Ein weiterer Wesentlicher Vorteil besteht darin, dass bei verbesserter Funktion auf eine unmittelbare Kraftmessung mit Hilfe eines gesonderten Kraftsensors verzichtet werden kann, so dass eine verbesserte und dennoch kostengünstige Problemlösung gegeben ist.to Solution to the problem according to the invention a Electromechanical parking brake proposed, the reversible Actuator has means for detecting a rotation information, which be supplied to an electronic control unit that the electronic control unit means for detecting the electrical Current consumption of the actuator, which of the electronic Control unit to be supplied, and that at least this Information as part of a closed-loop control parking brake model predictive for the calculation of a fictitious application force for the purpose Control or regulation of the energization of the actuator for the Zuspann- and / or dissolution process are used. According to the invention, the function of the system by using at least two measured system sizes an increased positioning accuracy is achieved. Another The main advantage is that with improved function to an immediate force measurement with the help of a separate force sensor can be dispensed with, so that improved, yet cost-effective Problem solving is given.

Ein korrelierendes Verfahren zum Betrieb einer elektromechanischen Feststellbremse sieht vor, dass der reversierbare Aktuator auf Grundlage eines fiktiven Spannkraftmodells gesteuert oder geregelt wird, und dass zur prädiktiven Bildung eines regelungstechnischen Zuspannkraftmodells in einer elektronischen Steuereinheit wenigstens eine gemessene Drehinformation des Aktuators, wie insbesondere eine Aktuatordrehzahl, und wenigstens zusätzlich eine gemessene Stromaufnahme des Aktuators herangezogen wird.One Correlated method for operating an electromechanical parking brake provides that the reversible actuator based on a fictitious Clamping force model is controlled or regulated, and that to the predictive Formation of a control-technical clamping force model in one electronic control unit at least one measured rotation information of the actuator, such as in particular an actuator speed, and at least additionally used a measured current consumption of the actuator becomes.

Erfindungsgemäß wird also im laufenden Betrieb vom Aktuator periodisch wiederholend unter Heranziehung der beschriebenen Größen modellhaft jeweils eine fiktive Zuspannkraft prädiktiv bestimmt, und eine geänderte Stellgröße wird dem Regelsystem auf dieser Grundlage zugeführt. Das gleiche gilt sinngemäß umgekehrt für jeden beabsichtigten Löseprozess von dem Feststellbremssystem, jeweils mit dem Ziel einer dosierten Zuspannkraftreduktion, so dass der Zuspannbetätigungsprozess gewissermaßen reversiert, mit veränderten Vorzeichen, durchgeführt wird.According to the invention so during operation of the actuator periodically repeated under Using the described sizes model each determines a fictitious application force predictively, and a modified manipulated variable is the control system supplied on this basis. The same applies mutatis mutandis vice versa for any intended release process from the parking brake system, each with the aim of a metered Zuspannkraftreduktion so that reverses the application process in a sense, with changed sign, is performed.

Der Wesentliche Punkt der vorliegenden Erfindung besteht folglich darin, das physikalische Analogon zur mechanisch geleisteten Arbeit (Kraft × Weg), nämlich die elektrisch geleistete Arbeit (Spannung × Stromaufnahme) auf Grundlage von entsprechenden Messgrößen zur Bildung eines Regelungsmodell der Zuspannkraft eines Aktuators für eine Feststellbremse heranzuziehen.Of the The essential point of the present invention is consequently the physical analogue to the mechanical work done (force × path), namely the electrically performed work (voltage × current consumption) based on corresponding measurands for Forming a control model of the clamping force of an actuator for to use a parking brake.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist jeweils vorgesehen, dass das Spannkraftmodell iterativ periodisch gebildet wird, und dass für die iterative Berechnung die jeweilig erfassten oder gemessenen Momentanwerte des Systems herangezogen werden.In Another embodiment of the invention is provided in each case that the clamping force model is formed iteratively periodically, and that for the iterative calculation the respectively recorded or measured instantaneous values of the system are used.

Vorteilhafterweise ist eine Taktfrequenz für die periodisch wiederholte Kalkulation auf Grundlage des Spannkraftmodells fest vorgebbar oder variabel definiert. Es ist insbesondere prinzipiell denkbar die Taktfrequenz während ablaufender Zuspann- oder Löseprozesse nach bestimmten Vorgaben, wie beispielsweise auf Grundlage einer jeweils ermittelten oder gemessenen Regelabweichung zu variieren, um insbesondere besonders große Regelabweichungen besonders schnell zu eliminieren.advantageously, is a clock frequency for the periodically repeated calculation Based on the clamping force model fixed specifiable or variable defined. In particular, it is conceivable in principle the clock frequency during expiring Zuspann- or release processes for certain Specifications, such as based on a respectively determined or measured deviation to vary in particular particularly to quickly eliminate large control deviations.

Es versteht sich, dass das Zuspannverfahren gewissermaßen reversiert ausführbar ist, um einen Löseprozess durchzuführen, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.It is understood that the Zuspannverfahren to some extent Reversible is executable to a dissolving process to carry out without the basic idea of the invention leave.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus Unteransprüchen zusammen mit der Beschreibung anhand der Zeichnung hervor.Further Details of the invention are composed of subclaims with the description with reference to the drawing.

In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:

1 eine schematische Darstellung einer elektromechanisch betätigbaren Feststellbremse vom Duo-Servo-Typ für Kraftfahrzeuge am Beispiels von 1 der WO 2008/017613 A1 , 1 a schematic representation of an electromechanically actuated parking brake of the duo-servo type for motor vehicles on the example of 1 of the WO 2008/017613 A1 .

2 schematisch ein Wirkungsplan des Regelkreises eines elektromechanischen Aktuators einer Feststellbremse, 2 1 schematically shows an action plan of the control circuit of an electromechanical actuator of a parking brake,

3 schematisch ein Diagramm mit Kennlinienschar zur qualitativen Verdeutlichung des Kraft-Weg-Verlaufs für verschiedene thermische Betriebszustände, einschließlich worst-case-Kennlinien (hot/cold), 3 schematically a diagram with a family of characteristics for the qualitative clarification of the force-displacement curve for various thermal operating states, including worst-case characteristics (hot / cold),

4 Diagramm wie in 3 ausschließlich mit zwei worst-case-Kennlinien (hot/cold), 4 Diagram as in 3 exclusively with two worst-case characteristics (hot / cold),

5 qualitativ-modellhaftes Schaubild zur Verdeutlichung von Stromaufnahme I, Zuspannkraft F und Spannung U, jeweils über dem Weg s eines Stellglieds, beim Spannvorgang eines elektromechanischen Aktuators. 5 Qualitative model diagram to illustrate current consumption I, clamping force F and voltage U, respectively over the path s of an actuator, during the clamping operation of an electromechanical actuator.

Anhand von 1 wird beispielhaft eine elektromechanisch betätigbare Feststellbremse beschrieben, die im Wesentlichen eine an sich bekannte Radbremse vom Trommelbremstyp der konstruktiven Ausführung „Duo-Servo” sowie einen elektromechanischen Aktuator 15 aufweist. Diese Trommelbremse ist aus der 1 der WO 2008/017613 A1 prinzipiell bekannt, und deren Offenbarungsgehalt wird, auch in Hinblick auf das prinzipielle Betriebsverfahren und die Erläuterungen begleitend, ausdrücklich in den Offenbarungsgehalt einbezogen.Based on 1 By way of example, an electromechanically actuated parking brake is described which essentially comprises a drum brake type wheel brake known per se of the construction design "duo-servo" and an electromechanical actuator 15 having. This drum brake is out of the 1 of the WO 2008/017613 A1 is known in principle, and its disclosure content, including in view of the basic operating method and the explanations accompanying, explicitly included in the disclosure.

Obwohl ein erfindungsgemäßes Regelungsverfahren primär am konstruktiven Beispiel einer elektromechanisch betätigbaren Duo-Servo-Feststellbremsvorrichtung mit einem elektromechanischen Aktuator erläutert wird, scheint eine Übertragung auf andere elektromechanische Betriebsbrems- oder Feststellbremssysteme grundsätzlich möglich und sinnvoll.Even though a control method according to the invention primarily on the constructive example of an electromechanically actuated Duo-servo parking brake device with an electromechanical Actuator is explained, a transmission seems to other electromechanical service brake or parking brake systems basically possible and useful.

Im Einzelnen verdeutlicht 1 eine elektromechanisch betätigbare Trommelbrems-Feststellbremse vom „Duo-Servo”-Typ enthaltend eine Betätigungseinheit 2 in Gestalt eines Spreizschloss mit einem elektromechanischen Aktuator 15. Ein Rotor 5, in Gestalt einer Bremstrommel, ist fest mit einem Kraftfahrzeugrad verbunden und wird nur teilweise gezeigt. In bevorzugter Ausführungsform verfügt der Rotor 5 zusätzlich über einen Reibring für eine Betriebsbremsvorrichtung vom Scheibenbremstyp (drum-in-hat-Bauweise). Bremsbacken 3, 4 verfügen über Reibbeläge 10, 11. Die Betätigungseinheit 2 dient zur Wandlung einer rotatorischen Antriebs-Drehbewegung des elektromechanischen Aktuators 15 in eine translatorische Zuspannbewegung der Bremsbacken 3, 4. Inder Folge werden die Reibbeläge 10, 11 der Bremsbacken 3, 4 mit einer Reibfläche des Rotors 5 in Eingriff gebracht. Ein charakteristisches Merkmal einer Trommelbremse vom Typ „Duo-Servo” ist eine schwimmend zwischen den Bremsbacken 3, 4 angeordnete Abstützvorrichtung 16, welche dem Spreizschloss 2 parallel gegenüber liegend angeordnet ist. Die Betätigungseinheit 2 umfasst im Wesentlichen eine Gewindemutter-Spindel-Anordnung 8 und zwei Druckstücke 13, 14. Das Druckstück 13 wirkt mit der Spindel 7 zusammen, und das Druckstück 14 wirkt mit der Gewindemutter 6 zusammen.Explained in detail 1 an electromechanically actuatable drum brake parking brake of the "duo-servo" type comprising an actuating unit 2 in the form of an expansion lock with an electromechanical actuator 15 , A rotor 5 , in the form of a brake drum, is firmly connected to a motor vehicle wheel and is only partially shown. In a preferred embodiment, the rotor has 5 additionally via a friction ring for a service brake device of the disc brake type (drum-in-hat design). brake shoes 3 . 4 have friction linings 10 . 11 , The operating unit 2 is used to convert a rotary drive rotary motion of the electromechanical actuator 15 in a translational application movement of the brake shoes 3 . 4 , In the result, the friction linings become 10 . 11 the brake shoes 3 . 4 with a friction surface of the rotor 5 engaged. A characteristic feature of a "Duo-Servo" type drum brake is one floating between the brake shoes 3 . 4 arranged supporting device 16 , which the expanding lock 2 is arranged parallel opposite. The operating unit 2 essentially comprises a threaded nut spindle arrangement 8th and two plungers 13 . 14 , The pressure piece 13 works with the spindle 7 together, and the pressure piece 14 works with the threaded nut 6 together.

Wie in 1 verdeutlicht, wird die Gewindemutter-Spindel-Anordnung 8 von einem Antriebsrad 1 betätigt, das vom elektromechanischen Aktuator 15 unter Zwischenschaltung eines schematisch verdeutlichten Untersetzungsgetriebes 12 angetrieben wird. Zu diesem Zweck weist die Gewindemutter 6 am Umfang eine Verzahnung auf, die parallel zur Achse der Gewindemutter 6 verläuft. Mit dieser Geradverzahnung der Gewindemutter 6 bildet das eben erwähnte Antriebsrad 1 ein Antriebsgetriebe. Der Drehantrieb des Antriebsrad 1 versetzt die Gewindemutter 6 in eine Rotationsbewegung. Die Drehbewegung der Gewindemutter 6 wird durch die Spindel 7 der Gewindemutter-Spindel-Anordnung 8 in die gewünschte Translationsbewegung umgewandelt, und bringt die beiden Bremsbacken 3, 4 mit der gewünschten Zuspannkraft mit den Reibflächen vom Rotor 5 in Eingriff.As in 1 clarifies, the threaded nut spindle assembly 8th from a drive wheel 1 This is actuated by the electromechanical actuator 15 with the interposition of a schematically illustrated reduction gear 12 is driven. For this purpose, the threaded nut 6 on the periphery of a toothing, which is parallel to the axis of the threaded nut 6 runs. With this straight toothing of the threaded nut 6 forms the just mentioned drive wheel 1 a drive gear. The rotary drive of the drive wheel 1 displaces the threaded nut 6 in a rotational movement. The rotational movement of the threaded nut 6 is through the spindle 7 the nut-spindle arrangement 8th converted into the desired translational movement, and brings the two brake shoes 3 . 4 with the desired clamping force with the friction surfaces of the rotor 5 engaged.

Zur stromlosen Verriegelung einer elektromotorisch ausgeführten Feststellbremsbetätigung, ist entweder das Untersetzungsgetriebe 12 oder die Gewindemutter-Spindel-Anordnung 8 selbsthemmend ausgebildet. In Hinblick auf andere Bremssysteme können grundsätzlich Kugel-Gewindetriebe zum Einsatz kommen.For electroless locking of an electric motor-operated parking brake actuator, either the reduction gear 12 or the nut assembly 8th self-locking trained. With regard to other brake systems, basically ball screw drives can be used.

Die WO 2008/017613 A1 beschreibt, dass beim Abstellen am Hang der Mechanismus eintritt, dass nach Abbau einer (meist hydraulisch hervorgerufenen) Betriebsbremswirkung im Betriebsbremssystem eine Übernahme des Feststellbremssystems durch elektromechanische Zuspannbremsbetätigung der Feststellbremse erfolgt. Bei konventionellen Duo-Servo Bremssystemen erfolgt in diesem Zusammenhang eine kaum merkliche Rückrolltendenz des Kraftfahrzeugs in Richtung Hangabtriebskraft. In diesem Prozess dreht sich der Rotor 5 geringfügig um einen bestimmten Winkelbetrag, bis unvermeidliche Setzerscheinungen abeschlossen sind, und die Reibbeläge in Umfangsrichtung drehfest abgestützt sind. Als nachteilige Folge einer Rückrolltendenz ist es dadurch prinzipiell möglich, dass die eingestellte elektromechanische Zuspannkraft zumindest geringfügig beeinflusst, nämlich reduziert wird. Als Gegenmaßnahme ist daher gemäß WO 2008/017613 A1 vorgeschlagen worden, dass in dem Kraftfluss zwischen der Gewindemutter-Spindel-Anordnung 8 und dem, mit der Gewindemutter 6 zusammenwirkenden, Druckstück 14 ein Federelement 9 angeordnet ist, das eine Reduktion der Zuspannkraft kompensiert.The WO 2008/017613 A1 describes that when stopping on the slope of the mechanism occurs that after removal of a (mostly hydraulically induced) service brake effect in the service brake system, a takeover of the parking brake system by electromechanical Zuspannbremsbetätigung the parking brake. In conventional duo-servo brake systems takes place in this context, a barely noticeable Rückrolltendenz the motor vehicle in the direction of downhill power. In this process, the rotor rotates 5 slightly by a certain angle, until unavoidable settling phenomena are concluded, and the friction linings are rotatably supported in the circumferential direction. As a disadvantageous consequence of a tendency to roll back, it is thereby possible in principle that the set electromechanical clamping force is at least slightly influenced, namely reduced. As a countermeasure is therefore according to WO 2008/017613 A1 have been suggested that in the power flow between the nut-spindle arrangement 8th and that, with the threaded nut 6 cooperating, pressure piece 14 a spring element 9 is arranged, which compensates for a reduction of the clamping force.

Zur Verdeutlichung der Funktion ist in 5 ein schematisierter Kennlinienverlauf einer Zuspannkraft F, ein Kennlinienverlauf einer Stromaufnahme I sowie ein Kennlinienverlauf einer Spannung U jeweils in Abhängigkeit vom Weg s eines Stellglieds beim Zuspannen der Feststellbremse aufgetragen. Kennzeichnungen mit beziehen sich jeweils auf Kennlinien, Daten, Werte, Bezugsziffern oder andere Angaben in Verbindung mit geänderten Kennlinienverläufen, wie insbesondere eine worst-case-Kennline (heiße Kennlinie) bei veränderten Randbedingungen gemäß 4 (rechter Kennlinienverlauf). Derartig veränderte Randbedingungen können durch abgenutzte Reibbeläge 10, 11 und abgenutzten Rotor 5, verschlechterte Reibwerte, heißem Bremssystem oder ähnlichen Betriebsbedingungen verursacht sein. Die qualitative Auswirkung auf Kraft-Weg-Kennlinien ist aus den 3 und 4 ersichtlich. Dabei verdeutlicht 3 eine Kennlinienschar zur Verdeutlichung vieler, prinzipiell denkbarer, Kurvenverläufe und 4 zwei Extremfälle sowie gestrichelt den Zuspann- und den Löseprozess anhand der gesetzten Trigger T. Dabei ist eine Referenzkennlinie (abgenommen im Rahmen einer Bremsen-Kalibrierung im Neuzustand bei Raumtemperatur) im Vergleich zu einer worst-case-Kennlinie als kritischen Grenzfall bei kritischsten Randbedingungen am rechten Diagrammrand ersichtlich. Die qualitative Auswirkung aller negativen Einflussgrößen besteht demnach darin, dass eine Kennlinie, in Abhängigkeit von der Betriebseinflussgrößen und Randbedingung, in den Diagrammen jeweils nach rechts in Richtung verlängerte Betätigungswege verschoben ist. Dies motiviert die vorliegende Erfindung in Hinblick auf eine verbesserte, sowie in dem Zuspann- oder Löseprozess verbessert Steuerung oder Regelung des Aktuators 15. Die erfindungsgemäß Regelstrategie ermöglicht die Berücksichtigung der oben beschriebenen Randbedingungen und Einflussgrößen im Sinne einer Präzisierung und Korrektur bisher verwendeter idealer Modelle, indem die fiktiven Zuspannkraft auf Grundlage der elektrischen Arbeit kalkuliert wird, was nachstehend im Einzelnen näher erläutert wird.To clarify the function is in 5 a schematic curve of a Zuspannkraft F, a characteristic curve of a current consumption I and a characteristic curve of a voltage U respectively depending on the path s of an actuator when applying the parking brake applied. Markings with refer in each case to curves, data, values, reference numbers or other information in connection with changed characteristic curves, such as in particular a worst-case characteristic (hot characteristic curve) under changed boundary conditions according to 4 (right characteristic curve). Such changed boundary conditions can be due to worn friction linings 10 . 11 and worn rotor 5 , impaired friction, hot braking system or similar operating conditions. The qualitative effect on force-displacement curves is from the 3 and 4 seen. It clarifies 3 a family of characteristics to illustrate many, conceivable in principle, curves and 4 Two extreme cases and dashed lines the application and the release process based on the set trigger T. Here is a reference characteristic (taken in the context of a brake calibration in new condition at room temperature) compared to a worst-case characteristic as a critical limit case in the most critical conditions on the right Diagram border visible. The qualitative effect of all negative influencing variables therefore consists in the fact that a characteristic curve is shifted to the right in the diagrams in the direction of extended actuation paths, depending on the operating factors and the boundary condition. This motivates the present invention with regard to an improved control or regulation of the actuator as well as in the tightening or releasing process 15 , The control strategy according to the invention makes it possible to take account of the boundary conditions and influencing variables described above in order to specify and correct previously used ideal models, by calculating the notional application force on the basis of the electrical work, which will be explained in more detail below.

Zu Beginn jeder Zuspann-Betätigung befindet sich die Feststellbremse in einem gelösten Zustand, d. h. die Position der Bremsbacken 3, 4 beträgt „null” und die Zuspannkraft F beträgt „null”, wie es gemäß Wegmarke s₀ in der Zeichnung dargestellt ist. Gemäß 3 korreliert dieser Zustand der vorgeschlagenen Regelstrategie auf Fzero (3) auf Grundlage einer fiktiven, negativ angenommenen Zuspannkraft zwischen den Wegmarken so, s1 und s2 und auf der Annahme, dass ein Kennlinienzweig mit negativem Vorzeichen und einer konstant angenommenen Steigung α2 der Zuspannkraft F über dem Weg s vorliegt. Dadurch ist ein erstes regelungstechnisches Korrektiv gegeben. Im Anschluss an s0 in 5 verdeutlicht der weitere Kurvenverlauf im Abschnitt A das Ingang-Setzen des Aktuators 15 zu Beginn eines Zuspannvorgangs, der einen vergleichsweise hohen Anlaufstrom I mit abnehmender Tendenz erfordert, was insbesondere eine Überwindung mechanischer Trägheits- und Reibkräfte widerspiegelt. Daran schließt sich zwischen Wegmarke s1 und s2 gewissermaßen eine Leerlauf- und Anlegephase B an, in der beispielsweise Lüftspiele mit geringstem Strombedarf aufgefahren und die Reibbeläge 10, 11 schließlich an den Rotor 5 angelegt werden. Entsprechend Wegmarke s₂ sind die Reibbeläge 10, 11 im Wesentlichen zur Anlage an den Rotor 5 gelangt, ein Trigger T1 wird gesetzt und die Zuspannkraft F steigt an. Die Zuspannkraft F steigt während der folgenden Zuspannphase C bis zur Wegmarke s₃ mit einer etwa proportional verlaufenden Steigung an. Dies korreliert in 3 mit dem Kraftverlauf der Steigung α2. zwischen 0 und F1. Nahezu parallel zu dem beschriebenen Kurvenverlauf in 5 erstreckt sich die Kennlinie der ansteigenden Stromaufnahme I. Beginnend mit Wegmarke s₃ knickt die Steigung der Zuspannkraft F während der Phase D ab – auch der Kennlinienverlauf der Stromaufnahme I beschreibt im Wesentlichen ab s₃ einen Wendepunkt. Der Trigger T2 wird gesetzt. In der Phase D zwischen s₃ und s₄ wird das elastische Element in Gestalt von wenigstens einem Federelement 9 komprimiert. Da das Federelement 9 definiert vorgespannt ist, ist auch bekannt, wie groß die mit der Wegmarke s₃ korrelierende Referenzkraft F1 ist. Die zusätzliche Aufschaltung des Federelementes 9 ist in 3 durch einen Kennlinienteil verdeutlicht, der mit einer geänderten, konstant angenommenen, Steigung α1 korreliert. Mit fortlaufendem Weg s führt die fortgesetzte Spreizung der Bremsbacken 3, 4 zur fortschreitenden Kompression des Federelementes 9. In diesem Zusammenhang ist die Zunahme der Zuspannkraft F zwischen den Wegmarken s₃ und s₄ folglich reduziert, weil die mechanische Arbeit zumindest teilweise reversibel in dem Federelement 9 zwischengespeichert wird. Beginnend mit Wegmarke s₄ ist das Federelement 9 vollständig komprimiert, beziehungsweise auf Block gepresst. Daher beschreibt die Stromaufnahme in der Phase E beginnend mit der Wegmarke s₄ in 5 erneut einen Wendepunkt. Im Anschluss an diesen Wendepunkt (Wegmarke s₄) verläuft die weitere Spannkraftzunahme in dem Abschnitt E mit erhöhter Steigung, was mit einem Kennlinienbereich oberhalb von F2 in 3 korreliert. Wie zu ersehen ist, erfolgt die Zuspannkraftzunahme in der Phase E nach Abschaltung der elektrischen Versorgung.At the beginning of each application operation, the parking brake is in a released state, ie the position of the brake shoes 3 . 4 is "zero" and the application force F is "zero", as shown according to waypoint s ₀ in the drawing. According to 3 This state of the proposed control strategy on Fzero ( 3 ) on the basis of a fictitious, negative assumed clamping force between the waymarks so, s1 and s2 and on the assumption that a characteristic branch with a negative sign and a constant assumed slope α2 of the application force F over the path s is present. This provides a first regulatory corrective. Following s0 in 5 The further course of the curve in section A illustrates the start-up of the actuator 15 at the beginning of a Zuspannvorgangs that requires a comparatively high starting current I with decreasing tendency, which in particular reflects an overcoming of mechanical inertia and frictional forces. This is followed, between waymark s1 and s2, to a certain extent an idling and application phase B, in which, for example, the airguns are driven up with the lowest possible power consumption and the friction linings 10 . 11 finally to the rotor 5 be created. According to waymark s ₂ are the friction linings 10 . 11 essentially for engagement with the rotor 5 arrives, a trigger T1 is set and the clamping force F increases. The application force F increases during the following Zuspannphase C to the waypoint s ₃ with an approximately proportional slope. This correlates in 3 with the force curve of the slope α2. between 0 and F1. Almost parallel to the described curve in 5 extends the characteristic of the rising current consumption I. Starting with the waypoint s _3, the slope of the application force F buckles during phase D - and the characteristic curve of the current consumption I essentially describes a turning point from s ₃ . Trigger T2 is set. In phase D between s ₃ and s ₄ , the elastic element in the form of at least one spring element 9 compressed. Because the spring element 9 is biased defined, it is also known how large is the reference mark F1 correlating with the waypoint s ₃ . The additional connection of the spring element 9 is in 3 indicated by a characteristic part, which correlates with a changed, constantly assumed, slope α1. With continuous path s leads the continued spread of the brake shoes 3 . 4 for progressive compression of the spring element 9 , In this connection, the increase in the application force F between the distance marks s ₃ and s _{4 is} consequently reduced because the mechanical work is at least partially reversible in the spring element 9 is cached. Starting with way mark s ₄ is the spring element 9 completely compressed, or pressed on block. Therefore, the current consumption in phase E begins with the s ₄ in mark 5 another turning point. Subsequent to this inflection point (waypoint s ₄ ), the further increase in clamping force in the section E proceeds with an increased gradient, which results in a characteristic range above F 2 in FIG 3 correlated. As can be seen, the Zuspannkraftzunahme occurs in the phase E after switching off the electrical supply.

Mit der Wegmarke s₅ erreicht die Zuspannkraft F schließlich einen. Gleichzeit findet keine weitere Verschiebung bzw. Spreizung der Bremsbacken 3, 4 statt und die Position S der Bremsbacken 3, 4 verändert sich nach der Wegmarke s₅ im Wesentlichen nicht mehr.With the mark s ₅ the Zuspann reached Finally, one. At the same time there is no further displacement or spreading of the brake shoes 3 . 4 instead of and the position S of the brake shoes 3 . 4 essentially does not change after the waypoint s ₅ .

Es hat sich erwiesen, dass Bedarf besteht, eine verbesserte Regelung der Zuspann- und Lösevorgänge einer Feststellbremse vom Duo-Servo-Typ in Hinblick auf ein verbesserten Regelungsmodell zu ermöglichen.It It has been proven that there is a need for improved regulation the application and release operations of a parking brake of the duo-servo type with regard to an improved control model to enable.

Nachstehend wird daher näher auf 2 eingegangen, die einen bevorzugt softwaretechnisch realisierte, und in einer elektronischen Steuereinheit ECU der Feststellbremsvorrichtung integriert ausgebildete, elektronische Regelvorrichtung und einen entsprechenden Regelungsprozess näher beschreibt. Entsprechend 2 weist ein erfindungsgemäß ausgebildeter Regelkreis eine Führungsgröße 20 auf, die nachstehend als angeforderte Zuspannkraft Freq bezeichnet ist. Die Führungsgröße 20 wird einem Reglermodul 17 zur Steuerung oder Regelung vom elektrischen Motor 18/M aufgeprägt. Daneben ist ein Reglermodul 19 ersichtlich, das eine Softwaremaßnahme mit einem Algorithmus umfasst, welcher die Zuspannkraft modellhaft abbildet, und prinzipiell dazu dient eine virtuelle Zuspannkraftabschätzung oder eine davon abgeleitete Regelgröße zur Auswertung einer Regelabweichung prädiktiv, sowie periodisch-zyklisch mit einer vorgegeben festen oder variierbaren Taktfrequenz im Wesentlichen in Echtzeit auf Grundlage eingespeister Daten, Werte oder Informationen bereitzustellen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der ECU, und insbesondere deren Reglermodul 19 die aktuelle Stromaufnahme 24, eine Information über eine Motorwellendrehzahl 23, sowie die anliegende Versorgungsspannung 22 zugeführt wird. Im Sinne einer Rückführung wird die derart modellhaft gebildete, prädiktive (fiktive) Zuspannkraft 21 im Summationspunkt von der Führungsgröße 20 abgezogen. Die gebildete Differenz wird der Regelstrecke aufgeprägt. Das derart gebildete Modell für eine Zuspannkraftregelung anhand einer fiktiven Zuspannkraft 25 beinhaltet demzufolge zumindest eine gemessene oder ermittelte Systemgröße, welche die aktuelle Stromaufnahme I und eine gemessene oder ermittelte Systemgröße welche die aktuelle Motordrehzahl n vom Aktuator 15 repräsentiert. Störgrößen 26, die insbesondere infolge von Reibungs- und Verschleißeinflüssen auftreten können, sind auf Grundlage dieses fiktiven Zuspannkraftmodells nicht sensorisch erfasst, und werden prinzipiell ignoriert oder anderweitig summarisch berücksichtigt, beispielsweise modellhaft anhand eines gesonderten Regelungsmoduls. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass diese Störgrößen 26 insbesondere auf Grundlage der Systemalterung einen erhöhten Stellenwert erlangen können, auf Basis von Erfahrungswerten in einem gesonderten Reglermodul vorgehalten, in einem gesonderten nichtflüchtigen, durch die ECU elektrisch lösch- und wiederbeschreibbaren Speicherbaustein 30 abgelegt, und nach Bedarf gesondert der Regelvorrichtung aufgeschaltet werden, ohne die Erfindung zu verlassen. Der Speicherbaustein 30 ist zu diesem Zweck bevorzugt als EEPPROM oder Flash-Baustein ausgebildet. Am Ausgang der derart gebildeten Regelstrecke ist die Regelgröße 27 in Gestalt der Zuspannkraft F ersichtlich. Ein Pfeil 28 verdeutlicht einen Bereich des Regelsystems, in dem Daten und Informationen mit Hilfe von intern integriert vorgesehenen oder extern der ECU angeordnete Sensoren S, Gebern G oder ähnlichen Maßnahmen konkret gemessen oder ermittelt werden, während der Pfeil 29 einen Systembereich verdeutlicht, in dem Daten und Informationen vorliegen, die nicht sensorisch gemessen oder ermittelt werden, sondern auf anderer Grundlage zur Verfügung gestellt werden. Zur Überwachung des Stillstandszustands stehen Sensoren S zur Verfügung die eine Bewegung des Fahrzeugs überwachen, wie insbesondere Raddrehsensoren, die ohnehin für ein Stabilitätsregelungsprogramm ESP erforderlich sind.The following will therefore be closer 2 which describes a preferably implemented software, and in an electronic control unit ECU of the parking brake device integrated trained, electronic control device and a corresponding control process describes in more detail. Corresponding 2 a control circuit designed according to the invention has a reference variable 20 hereinafter referred to as requested application force Freq. The reference variable 20 becomes a regulator module 17 for controlling or regulating the electric motor 18 / M imprinted. Next to it is a regulator module 19 can be seen, which includes a software measure with an algorithm, which maps the clamping force model, and in principle serves a virtual Zuspannkraftabschätzung or a derived variable for the evaluation of a control error predictive, as well as periodic cyclic with a predetermined fixed or variable clock frequency substantially in real time Provide input data, values or information. According to the invention, it is provided that the ECU, and in particular its regulator module 19 the current current consumption 24 , an information about a motor shaft speed 23 , as well as the applied supply voltage 22 is supplied. In the sense of repatriation, the model-formed, predictive (fictitious) application force is used 21 in the summation point of the reference variable 20 deducted. The difference formed is impressed on the controlled system. The model thus formed for a Zuspannkraftregelung based on a fictitious Zuspannkraft 25 Accordingly, at least one measured or determined system size, which includes the current current consumption I and a measured or determined system size which the current engine speed n from the actuator 15 represents. disturbances 26 , which may occur in particular as a result of friction and wear, are not sensed on the basis of this fictitious Zuspannkraftmodells, and are ignored in principle or otherwise summarized, for example, modeled on a separate control module. It can be provided, for example, that these disturbances 26 based on experience in a separate controller module, in a separate non-volatile, electrically erasable and rewritable by the ECU memory module 30 stored, and separately switched to the control device as needed, without departing from the invention. The memory chip 30 is for this purpose preferably designed as EEPPROM or flash module. At the output of the controlled system thus formed is the controlled variable 27 in the form of the application force F can be seen. An arrow 28 illustrates a portion of the control system in which data and information are actually measured or determined by means of sensors S, encoders G or similar measures internally integrated or external to the ECU, while the arrow 29 Explains a system area in which data and information are provided that are not sensed or determined but are provided on a different basis. To monitor the standstill state, sensors S are available which monitor a movement of the vehicle, in particular wheel rotation sensors, which are required in any case for a stability control program ESP.

Erfindungsgemäß ist zusammenfassend jeweils vorgesehen, dass sowohl eine Drehinformation, beispielsweise eine Motorwellendrehzahl und zusätzlich die Stromaufnahme I vom Motor 18/M zur Bildung einer fiktiven Zuspannkraft ermittelt oder gemessen wird. In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist ein inkremental arbeitender Drehgeber für die Drehinformation vorgesehen.According to the invention, it is provided in each case in summary that both a rotation information, for example a motor shaft speed and additionally the current consumption I from the motor 18 / M is determined or measured to form a fictitious clamping force. In a preferred embodiment of the invention, an incrementally operating rotary encoder is provided for the rotation information.

Die Steuereinheit ECU für das Feststellbremssystem kann räumlich gesondert im Fahrzeug vorgesehen und elektronisch mit einer ESP-Regeleinheit ESP-ECU vernetzt sein. Alternativ ist es möglich, die ECU als integrierter Bestandteil einer ohnehin notwendigen ESP-Steuereinheit einer Betriebsbremsvorrichtung vorzusehen, was den Aufwand für eine mittelbare oder unmittelbare, gesonderte, elektronische Versorgung und Vernetzung sowie Anbindung an extern vorgesehene Geber G und Sensoren S vereinfacht und zur Rationalisierung beiträgt.The Control unit ECU for the parking brake system can be spatially provided separately in the vehicle and electronically with an ESP control unit Be networked ESP-ECU. Alternatively, it is possible to use the ECU as an integral part of an already necessary ESP control unit provide a service brake device, which is the cost of a direct or indirect, separate, electronic supply and networking as well as connection to externally provided encoders G and Sensors S simplifies and contributes to rationalization.

Es versteht sich, dass die elektronische Steuereinheit ECU eine Plausiblisierungsstufe aufweist, wobei eine Fehlermeldung an eine geeignete Mensch Maschine Schnittstelle MMI ausgebbar ist, falls Fehlerzustände detektiert wurden.It it is understood that the electronic control unit ECU is a plausibility stage having an error message to a suitable human machine Interface MMI can be output, if error conditions detected were.

11

Antriebsraddrive wheel

22

Betätigungseinheit/SpreizschlossActuator / expanding lock

33

Bremsbacke/BremsgliedBrake shoe / brake member

44

Bremsbacke/BremsgliedBrake shoe / brake member

55

Rotor/BremstrommelRotor / drum

66

Gewindemutterthreaded nut

77

Spindelspindle

88th

Gewindemutter-SpindeleinheitThreaded nut-spindle unit

99

Federelementspring element

1010

Reibbelagfriction lining

1111

Reibbelagfriction lining

1212

UntersetzungsgetriebeReduction gear

1313

DruckstückPressure piece

1414

DruckstückPressure piece

1515

Elektromechanischer Aktuatorelectromechanical actuator

1616

AbstützvorrichtungSupport device

1717

ReglermodulControl module

1818

Motor/MMotor / M

1919

ReglermodulControl module

2020

Führungsgrößecommand variable

2121

Zuspannkraft/FClamping force / F

2222

Versorgungspannungsupply voltage

2323

Motorwellendrehzahl [1/min]Motor shaft speed [1 / min]

2424

Stromaufnahme/I [A]Current consumption / I [A]

2525

fiktive Zuspannkraftfictitious clamping force

2626

Störgrößedisturbance

2727

Regelgrößecontrolled variable

2828

Pfeilarrow

2929

Pfeilarrow

3030

Speicherbausteinmemory chip

A, B, C, D, EA, B, C, D, E

Phasephase

ECUECU

elektronische Steuereinheitelectronic control unit

FF

Kraft [N]force [N]

II

Stromaufnahme [A]current consumption [A]

UU

Spannung [V]tension [V]

PWMPWM

PulsweitenmodulationPulse Width Modulation

F1F1

Referenzkraft (Vorpannkraft des Federelementes 9 erreicht)Reference force (preload force of the spring element 9 reached)

K1K1

Verstärkungsfaktorgain

ΔST.DELTA.St

Verstellweg [mm]adjustment [Mm]

FSoll = Freq.FSOLL = Freq.

SollzuspannkraftSollzuspannkraft

MM

Motorengine

MMIMMI

Mensch Maschine Schnittstellehuman Machine interface

GG

Gebergiver

SS

Sensorsensor

T1, T2T1, T2

Triggertrigger

ss

Weg [mm]path [Mm]

sxsx

Wegmarkemilestone

αα

Steigungpitch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• - WO 2008/017613 A1 [0004, 0017, 0022, 0027, 0027] WO 2008/017613 A1 [0004, 0017, 0022, 0027, 0027]
• - WO 2008/017613 [0004] - WO 2008/017613 [0004]
• - DE 10361042 B3 [0005] - DE 10361042 B3 [0005]

Claims (12)

Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse für Kraftfahrzeuge, und Betriebsverfahren dazu, umfassend mindestens eine elektronische Steuereinheit (ECU), die eine implementierte Software umfassend eine Regelstrategie zwecks gesteuerter oder geregelter elektrischer Versorgung der Feststellbremse aufweist, und zu diesem Zweck elektrisch mit wenigstens einem reversierbaren Aktuator (15), sowie mit einem oder mit mehreren Sensoren (S) und/oder Gebern (G) zur Informationsversorgung verbunden ist, um unter Anwendung der Regelstrategie eine rotatorische Antriebsdrehbewegung einer Betätigungseinheit (2) in eine translatorische Abtriebsbewegung derart umzuwandeln, dass Bremsbacken (3, 4) mit definierter Zuspannkraft gegen einen Rotor (5) gepresst werden, oder umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (ECU) wenigstens ein Reglermodul (19) aufweist, dem wenigstens eine Information über eine Stromaufnahme des Aktuators (15) sowie eine Drehinformation des Aktuators (15) zur Kalkulation einer fiktiven Zuspannkraft (25) zugeführt werden, und dass die ermittelte fiktive Zuspannkraft (25), oder eine davon abgeleitete Regelgröße, zur Ansteuerung der Betätigungseinheit (2) herangezogen wird.Electromechanically actuatable parking brake for motor vehicles, and method of operation therefor, comprising at least one electronic control unit (ECU) having implemented software comprising a control strategy for controlled or regulated electrical supply of the parking brake, and for this purpose electrically connected to at least one reversible actuator ( 15 ), as well as with one or more sensors (S) and / or encoders (G) is connected to the information supply in order to use the control strategy, a rotary drive rotational movement of an operating unit ( 2 ) in a translational output movement such that brake shoes ( 3 . 4 ) with a defined application force against a rotor ( 5 ), or vice versa, characterized in that the control unit (ECU) has at least one control module ( 19 ), the at least one information about a power consumption of the actuator ( 15 ) and a rotational information of the actuator ( 15 ) for the calculation of a fictitious application force ( 25 ), and that the determined fictitious application force ( 25 ), or a controlled variable derived therefrom, for actuating the actuating unit ( 2 ) is used. Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse und Betriebsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalkulation der fiktiven Zuspannkraft (25), oder der abgeleiteten Regelgröße, iterativ-zyklisch, insbesondere periodisch, auf Grundlage einer vorgegebenen definierten Taktfrequenz im Wesentlichen in Echtzeit durch die Steuereinheit (ECU) vorgenommen wird.Electromechanically actuated parking brake and operating method according to claim 1, characterized in that the calculation of the fictitious application force ( 25 ), or the derived controlled variable, iteratively-cyclically, in particular periodically, based on a predetermined defined clock frequency substantially in real time by the control unit (ECU) is made. Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse und Betriebsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalkulation der fiktiven Zuspannkraft (25) iterativ-variabel auf Grundlage einer veränderbaren Taktfrequenz im Wesentlichen in Echtzeit durch die Steuereinheit (ECU) vorgenommen wird, und dass die Taktfrequenz im Bereich von Endlagen eines Stellglieds erhöht ist.Electromechanically actuated parking brake and operating method according to claim 1, characterized in that the calculation of the fictitious application force ( 25 ) iterative-variable based on a variable clock frequency substantially in real time by the control unit (ECU) is made, and that the clock frequency is increased in the range of end positions of an actuator. Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse und Betriebsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (ECU) Mittel zur Messung der Stromaufnahme des Aktuators (15) aufweist, und dass einem Reglermodul (19) der Steuereinheit (ECU) Drehimpulse zur Kalkulation der fiktiven Zuspannkraft (25) zugeführt werden.Electromechanically actuable parking brake and operating method according to claim 1, characterized in that the control unit (ECU) means for measuring the current consumption of the actuator ( 15 ), and that a regulator module ( 19 ) of the control unit (ECU) rotational pulses for the calculation of the fictitious clamping force ( 25 ). Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse und Betriebsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelstrategie eine Plausibilisierungslogik aufweist, wobei überprüft wird, ob die kalkulierte fiktive Zuspannkraft (25) oder die abgeleitete Regelgröße, und die Informationen betreffend Stromaufnahme sowie Drehinformation plausibel sind, und wobei im Falle fehlender Plausibilität von der Steuereinheit (ECU) eine Fehlermeldung ausgegeben wird.Electromechanically actuable parking brake and operating method according to claim 1, characterized in that the control strategy has a plausibility logic, wherein it is checked whether the calculated fictitious application force ( 25 ) or the derived controlled variable, and the information regarding current consumption and rotational information are plausible, and in the event of lack of plausibility of the control unit (ECU) an error message is issued. Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reglermodul (19) der Steuereinheit (ECU) wenigstens einen nichtflüchtigen, elektronischen Speicherabschnitt oder Speicherbaustein (30) aufweist, und dass in dem Speicherabschnitt oder Speicherbaustein definierte Mess-, Kenn-, Referenz- oder Betriebswerte der Feststellbremse lesbar abgelegt sind.Electromechanically actuated parking brake according to claim 1, characterized in that the control module ( 19 ) of the control unit (ECU) at least one nonvolatile electronic memory section or memory module ( 30 ), and that in the memory section or memory module defined measurement, Kenn-, reference or operating values of the parking brake are stored legible. Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherabschnitt oder Speicherbaustein (30) durch die Steuereinheit (ECU) löschbar und/oder beschreibbar ausgebildet ist.Electromechanically actuated parking brake according to claim 6, characterized in that the memory section or memory module ( 30 ) is formed by the control unit (ECU) erasable and / or writable. Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherbaustein (30) als EEPROM oder Flash-EEPROM ausgebildet ist.Electromechanically actuable parking brake according to claim 6 or 7, characterized in that the memory module ( 30 ) is designed as EEPROM or flash EEPROM. Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse und Betriebsverfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Auslösung einer Parkbremsbetätigung die Regelstrategie eine Kalkulation auf Grundlage der Formel F_soll = F₁ + k₁·Δs_T aufweist, mit Fsoll = Zuspannkraftsollwert = gesetzl. definiert, F1 = Referenzkraft = bekannt, k1 = Verstärkungsfaktor, ΔST = unbekannt.Electromechanically actuable parking brake and operating method according to one or more of the preceding claims, characterized in that when a parking brake actuation, the control strategy has a calculation based on the formula F _soll = F ₁ + k ₁ · Δs _T , with Fset = Zuspannkraftsollwert = lawl. defined, F1 = reference force = known, k1 = gain factor, ΔST = unknown. Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse und Betriebsverfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erkennung einer Zuspannkraft der Höhe F1, die Regelstrategie eine Kalkulation auf Grundlage der Formel F_ist = F₁ + k₁·Δs_akt aufweist.Electromechanically actuated parking brake and operating method according to one or more of the preceding claims, characterized in that, after detection of a clamping force the height F1, the control strategy a calculation based on the formula F _is having = F ₁ + k ₁ · .DELTA.s _Curr. Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse und Betriebsverfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (ECU) gesondert zu einem Steuereinheit eines ESP-Regelsystems (ESP-ECU) vorgesehen, und mit diesem ESP-Regelsystem elektronisch vernetzt vorgesehen ist, oder dass die Steuereinheit (ECU) als ein integrierter Teilbestandteil, Baustein oder Reglermodul mindestens teilweise räumlich in einer Steuereinheit eines Stabilitätsregelungsprogramms (ESP-ECU) integriert vorgesehen ist.Electromechanically actuated parking brake and method of operation according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the control unit (ECU) separate to a control unit of an ESP control system (ESP-ECU) and electronically networked with this ESP control system is provided, or that the control unit (ECU) as an integrated Partial component, module or controller module at least partially spatially in a control unit of a stability control program (ESP-ECU) is integrated. Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse und Betriebsverfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, eine elektronische Steuereinheit (ECU) umfassend wenigstens eine unmittelbare elektrische Verbindung zu wenigstens einen Geber (G), und/oder Sensor (S) und/oder eine ESP-ECU oder durch wenigstens eine mittelbare elektrische Verbindung zu wenigstens einen Geber (G) und/oder einen Sensor (S) jeweils unter Zwischenschaltung einer Steuereinheit eines Stabilitätsregelungsprogramms (ESP-ECU).Electromechanically actuable parking brake and operating method according to one or more of the preceding claims, characterized by an electronic control unit (ECU) comprising at least one direct electrical connection to at least one transmitter (G), and / or sensor (S) and / or an ESP-ECU or by at least one indirect electrical connection to at least one transmitter (G) and / or a sensor (S) each with the interposition of a control unit of a stability control program (ESP-ECU).