WO2009053430A1 - Feststellbremse und verfahren zum betreiben derselben - Google Patents

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WO2009053430A1
WO2009053430A1 PCT/EP2008/064358 EP2008064358W WO2009053430A1 WO 2009053430 A1 WO2009053430 A1 WO 2009053430A1 EP 2008064358 W EP2008064358 W EP 2008064358W WO 2009053430 A1 WO2009053430 A1 WO 2009053430A1
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WO
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motor
parking brake
control unit
application
derivative
Prior art date
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PCT/EP2008/064358
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English (en)
French (fr)
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Christof Maron
Marcus Schumann
Faouzi Attallah
Heinz-Anton Schneider
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
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Publication date
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Priority to EP08842914A priority patent/EP2214944B1/de
Priority to CN2008801130433A priority patent/CN101835665B/zh
Priority to BRPI0818896-3A priority patent/BRPI0818896B1/pt
Priority to US12/739,753 priority patent/US8397879B2/en
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Priority to JP2010530456A priority patent/JP5535924B2/ja
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    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/58—Combined or convertible systems
    • B60T13/588—Combined or convertible systems both fluid and mechanical assistance or drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T17/18—Safety devices; Monitoring
    • B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
    • B60T17/221—Procedure or apparatus for checking or keeping in a correct functioning condition of brake systems

Definitions

  • An electrically actuated parking brake is known for example from DE 102 61 969 Al.
  • This has an electric motor, which is to be controlled by an electronic control unit (ECU).
  • the vehicle brake has a brake piston which acts on at least one friction lining and is displaceable from a rest position into an actuating position in which the brake piston applies the friction lining against a rotationally fixed connection with the wheel of the motor vehicle rotary member of the vehicle brake.
  • the brake piston can be actuated by means of an element acting on the brake piston of a gear unit driven by the electric motor.
  • the brake piston can be moved in such a way that the friction linings rest precisely on the rotary member designed as a brake disk.
  • the wear of the brake pads can be determined after comparison with a reference value. If a critical wear of the brake pads is reached, the driver is warned. In addition, the measured wear of the brake pads flows in the displacement of the element acting on the brake piston element in the rest position.
  • An electric parking or parking brake in the form of a disc or drum brake has the fundamental task of reliably detecting a motor vehicle by means of electrically driven friction brakes in accordance with legal and / or customer-specific requirements.
  • the driver of a motor vehicle with such an electric parking brake must be able to rely on the functional reliability of this "brake by wire” braking system.
  • a central customer requirement stipulates that at least one predefined clamping force (eg 18.5 kN) should be set for each clamping, regardless of the environmental influences or other boundary conditions. This requirement already takes into account all vehicle and manufacturer-specific actuators, in particular the maximum expected pitch, the brake disc diameter, the friction coefficients of the pads, etc. It must also be ensured that a sufficiently large clearance is set when the electric parking brake is released, so that it does not overheat the brake in the further operation of the motor vehicle.
  • a predefined clamping force eg 18.5 kN
  • a basic problem of today's controls / regulations of parking brakes is that the application force is not directly measured, as described in the document DE 102 28 115 B4, but is indirectly determined from other parameters for cost reasons.
  • a fixed point in the movement of the actuator is the so-called Anlegetician, ie the point at which the brake pads just bear against the brake disc. This point is usually used when applying and releasing the parking brake. exceeded. This point can therefore be used for a position determination, since starting from this point both the required clearance and the desired clamping force can be set defined.
  • the methods of the prior art described above are not suitable for an accurate determination of the application point or can not be used in the absence of force measurement in the parking brake system.
  • the present object is achieved by a method in which the control unit for determining the application point forms the first derivative of the electrical current absorbed during application by the DC motor with respect to time.
  • the method according to the invention assumes that, at the point of application, the derivative of the application force after the application path becomes greater than zero. It is also taken into account that the time derivative of the force over the engine speed is linked to the derivation according to the path. It also uses the knowledge that the force is approximately proportional to the current absorbed by the DC motor. It follows that the consideration of the derivative according to the invention allows a statement about the application point. In particular, from the above assumptions and simplifications, it can be concluded that the application point can be determined as the point of the brake shoe position at which the derivative of the electric current absorbed by the DC motor becomes greater than zero after the time. Preferably, this value of the first derivative is not identified as an application point until the derivative of the current before was negative. This condition allows a demarcation of the considered current profile in the vicinity of the application point of the current profile at the start of the movement of the DC motor.
  • a safe and robust detection of the application point by the control unit can be done with a preferred method that can be applied to unusual power profiles and has the following steps:
  • the current brake shoe position as a potential apply point and starting a counter, and incrementing the counter during the further application movement of the DC motor by a predetermined increments t istswert, as long as the first derivative is greater than or equal to the derivative threshold, or resetting the counter to zero, as soon as in the further application movement of the DC motor, the first derivative falls below the derivative threshold,
  • a maximum current value recorded by the DC motor is determined by the control unit for controlling or regulating the movement of the DC motor for applying the parking brake with a desired, predetermined application force, the application is carried out by a corresponding movement of the DC motor and, after reaching the maximum current value, that for applying the parking brake leading movement of the DC motor finishes.
  • This method according to the invention is therefore advantageous because the hydraulic pre-pressure prevailing in the system is superimposed additively with the set application force, so that the sum of the forces from the hydraulic pre-pressure and the set application force results in a resulting application force, which leads to a higher wear of the mechanical components as the set clamping force.
  • the hydraulic pre-pressure is to be observed, in particular in the case of landing point detection. Consequently, the accuracy of the setting of the application force or of the clearance can be increased further by taking into account, according to the invention, the hydraulic pre-pressure applied in the system when applying or releasing the parking brake.
  • a backward actuation path of the DC motor is continuously determined by the control unit during application and / or release by means of a motor model.
  • the actuation path of the DC motor also corresponds to the path, the mother travels on the spindle, which is driven by the motor, or the piston. Because of this advantageous procedure, as will be described in the following, it is very simple to carry out the consideration of the hydraulic admission pressure, for example, during the calibration of the piston position to the application point.
  • the control unit first determines the application point or the position when reaching the maximum flow value during application and a piston position determined by means of an engine model taking into account the hydraulic admission pressure to the determined application point or the determined position upon reaching the predetermined maximum current value calibrated.
  • the calibration is preferred to the application point, for example, then calibrated to the position when reaching the maximum current when the application point could not be determined.
  • the applied hydraulic pressure on the piston which overlaps with the set application force, must also be taken into account in the realized application force.
  • the piston position determined only with the help of a motor model (example below) can be calibrated to the application point or to the point at the end of the application process. This is a particularly simple way of position calibration, which allows precise control or regulation of the actuator movement during application or release.
  • a Swisslitter Zuspannweg is determined by the control unit from the actuation path between the determined application point and the actuation position upon reaching the predetermined maximum current value and then the distance Zuspannweg compared with a desired application force Normzuspannweg, at a significant deviation of the founded zuspannwegs from Normzuspannweg, namely, when the distance covered zuspannweg is significantly smaller than the Normzuspannweg, a Nachspannfunktion the control unit is activated. For example, in the case of a deviation of the applied application path from the standard clamping path of more than 50%, that is to say if the distance traveled is significantly less than 50% of the standard clamping path, retensioning can be triggered.
  • This embodiment assumes that even after reaching the cut-off / maximum current value and the termination of the application process, no information about the actual clamping force actually achieved is available.
  • the application point i. the point at which the brake pads just bear against the brake disc is known, can be checked with the help of the comparison of the application point until reaching the maximum current value path (covered Zuspannweg) and determined using a Normsattelkennline Normzuspannwegs whether the required application force of all Likelihood was actually set.
  • the Normzuspannweg results from the standard saddle curve of the parking brake for the desired clamping force.
  • the standard saddle characteristic here is the relationship between the application force and deformation of the parking brake elements (or piston travel), which results from the rigidity of the elements.
  • the Nachspannfunktion includes a path control, wherein the retightening preferably directly after completion of Zuspannvor- is performed.
  • This procedure is advantageous since it is known from experiments that a significantly higher current is required to restart the actuator than the current that was used during the last application. For this reason, a Nachspannnier is realized, which manages without the shutdown or maximum current value defined in the above-described clamping.
  • a "knock function” is used by the control device for tensioning, wherein also in this embodiment, the retightening is preferably carried out directly after completion of the application process.
  • the "knocking function” is an advantageous measure when tightening, in which preferably a number of torque pulses are applied to the actuator depending on the actuator temperature, the available voltage and the achieved switch-off current at the end of a tightening operation, so that a higher application takes place - adjusts power.
  • An example of such a "knocking function” will be explained below.
  • control of the nut movement in the release direction is performed by the control unit for releasing the parking brake, wherein in the calculation of the set travel used for the control of the nut movement of the last application under consideration of the hydraulic pre-pressure determined application point and a predetermined Clearance is considered.
  • the determination of the nominal travel path is thus simplified and is also possible by the use of the determined contact point. at the same time exactly as an integration of errors is avoided.
  • the above object is further achieved by a parking brake in which the control unit determines the application point by forming the first derivative of the electric current absorbed during application by the DC motor with respect to time.
  • the parking brake according to the invention has the advantages mentioned above with regard to the method according to the invention.
  • the preferred embodiments of the parking brake according to the invention correspond to the embodiments explained above for the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a first part of the components of a parking brake according to the invention in the form of a circuit diagram
  • FIG. 2 shows a second part of the components of the parking brake according to the invention according to FIG. 1 in a perspective view from the side, FIG.
  • FIG. 3 shows the motor and the gear stages of the parking brake according to the invention according to FIG. 1 in a perspective view from the side (partially exploded view), FIG.
  • Fig. 4 is a characteristic diagram of the to be realized during the application of the maximum current value (to be set current in A) to obtain a clamping force of 16 kN, depending on the ambient temperature (0 C) and the input voltage of the DC motor (in V) without taking into account the hydraulic admission pressure,
  • FIG. 5 shows a diagram representing the quadratic dependence of the application force F caliper on the piston travel x pis ton for F caliper ⁇ 0, and FIG
  • Fig. 6 is a diagram from which the course of the derivative of the motor current i after the time t (di / dt) as a function of the time t during the application can be seen. 1. Description of the parking brake according to the invention
  • the parking brake according to the invention for a motor vehicle shown in FIG. 1 has an actuator 5 for each wheel, which is connected in each case via a control / regulating line 7 to a control unit 10.
  • Fig. 1 also shows the connection of the control unit 10 via a (possibly multiple) control / regulation line 12 to the operating switch 14 of the parking brake, with which the application or release of the parking brake by the driver of the motor vehicle can be initiated.
  • the control unit 10 has a power supply 15 and is also connected to the actuators 5 in each case with a line 16, which transmits the temperature of the respective actuator 5 to the control unit 10.
  • each actuator 5 is provided with a lying in the hydraulically actuated brake piston 20 spindle on which the non-rotating nut moves with the rotational movement of the spindle in the axial direction and upon contact with the brake piston when tightening a Clamping force on the brake pads 22 and the brake disc, not shown, applies.
  • the stiffness of the system is u.A. generated by the caliper 23.
  • the spindle is driven via a double-stage worm gear 24 with a first gear stage 25 and a second gear stage 26 of a brushed, operable in two directions DC motor 28.
  • the generated clamping force is supported by the thrust bearing.
  • the second stage 26 of the worm gear is the realized self-locking required for the parking brake / parking brake function.
  • the self-locking implies that a once applied by the DC motor 28 clamping force is maintained even without power.
  • the motor current is measured and the voltage applied to the motor voltage via the control unit 10, which is connected to an H-bridge, not shown, set in the required direction.
  • the clamping force itself is not measured for cost reasons. The same applies to the motor position or the rotational speed of the motor 28.
  • the rotation of the motor can be measured with the aid of a modified wheel speed sensor. This is done by generating speed pulses that the sensor detects. However, no direction of rotation detection is provided, but the motor motion detection must determine the direction of rotation independently due to the activation of the motor. Since not all cases can be considered thereby, e.g. If the motor moves in the negative direction, although a positive voltage is applied and a positive current flows, the position detection is not possible error-free in this embodiment.
  • the core of the actuator control of the control unit 10 is a position controller which fulfills the following functions:
  • the position controller specifies the following variables for the control of the H-bridge connected to the DC motor 28:
  • the position controller of the control unit 10 is designed such that it can only switch the voltage on or off, the setting of intermediate voltage values is not possible. Therefore, there is a so-called three-point controller.
  • the controller must also switch off when the manipulated variable limit is reached (ie when the maximum or minimum current value is reached). For this purpose, the current is monitored for exceeding the predetermined current limits. However, it must be ensured that the high starting current of the DC motor 28 with regard to the switch-off is ignored because it is generally above the maximum limits. For this purpose, the monitoring in terms of reaching the current limits only after a predetermined time, (eg 50 to 150 ms) started after switching on the positioner. Switching off when the predetermined maximum current value is reached is achieved when the voltage is applied to a setpoint value which is not specified by the actuator 5.
  • a predetermined time eg 50 to 150 ms
  • the position controller of the control unit 10 must also be switched off when reaching a stationary state (movement standstill).
  • the control target or the manipulated variable limit is not reached.
  • This situation arises when tightening, for example, whenever the available voltage is not sufficient for reaching the predetermined maximum current value.
  • the detection of standstill is critical because the presence of a motion is only estimated and not monitored. It can therefore come to situations in which a stoppage of the actuator 5 is not recognized.
  • the power loss can be used as a shutdown criterion. Since it is not measured directly, it can be determined, for example, from the square of the current used for the respective process. Alternatively, the monitoring of the simple current integral (integral of the current amount) is possible, which offers the advantage that even long, working with small currents operations can be detected and turned off.
  • the motor in the direction Zuspannen that is, for example, with a positive applied voltage, driven via the H-bridge.
  • the current quickly drops to a minimum value, the so-called no-load current, while the maximum speed is set.
  • no-load current the so-called no-load current
  • the actuator is driven by the DC motor until a maximum current value is reached or exceeded. Then, the corresponding power associated with the clamping force is reached.
  • the maximum current value for the desired application force depends, among other things, on the temperature and the available voltage.
  • the temperature affects the motor resistance, the motor constant and the properties of the lubrication and thus the efficiency.
  • the motor resistance increases with increasing temperature, while the motor constant decreases.
  • the properties of the lubricant (grease) become worse with decreasing temperature, as it comes to a thickening.
  • the fat becomes too liquid, so that its properties also deteriorate.
  • the properties of the grease are essentially constant over the temperature range relevant to the parking brake.
  • a maximum current value is to measure the actuator properties experimentally and to store the corresponding maximum current values in a characteristic field. Such a map is shown in Fig. 4. It shows the required maximum current value for a clamping force of 16 kN depending on the ambient temperature and the input voltage of the motor. However, the metrologically recorded map was recorded without consideration of the hydraulic pre-pressure.
  • a characteristic map shown in Fig. 4 is determined for certain hydraulic Vordrücke, which abut the piston of the actuator, and the maps thus generated for the determination of the maximum current value depending on the hydraulic pressure and ambient temperature and input voltage in the Control unit of the parking brake according to the invention provided.
  • the corresponding value for the maximum current can be interpolated.
  • a method is shown below, with which the cut-off / maximum current value can be determined algorithmically.
  • the desired application force F epb as a function of the maximum current value i max results at constant assumed efficiencies essentially from the following relationship between the applied application force and the adjusting current at the end of the movement:
  • the maximum current value is composed of (2) in (equation 4).
  • the first component generates the actual force under the constraint that the constant friction is zero.
  • the second component takes into account the portion of the current needed to effect rotation of the motor at all. Both components depend not only on the wear but also on the engine constant of the temperature.
  • b ( ⁇ ) as it represents the current component needed for the movement of the motor per se, by the EER determined in a brake-application Leerlaufström ii i to be replaced as a good estimate. It follows:
  • a correction component i corr (T) is taken into account, which has, for example, the values listed in the table below (in A) for the indicated temperature ranges Tl to T4 (actuator temperature):
  • a correction can be carried out which, in addition to the temperature dependence, takes into account the voltage applied to the DC motor (voltage ranges U1 to U4):
  • the temperature of the actuator must be known. If a measurement of the temperature directly on the actuator is not possible for reasons of cost, the ambient temperature can be used instead of the temperature of the actuator, in particular for the ranges T1 to T3. If the actuator temperature is greater than the measured ambient temperatures, the effect on the set clamping force only to the extent that it is too large. In terms of vehicle safety, this is tolerable.
  • the range T4 can not be determined by measuring the ambient temperature.
  • the temperatures from the range T4 only arise if the actuator itself very strong heats up (crazy-driver) o- is heated by a hot brake system from the outside.
  • these cases can be covered by temperature models. Accordingly, the area T4 is realized by a combination of an ambient temperature measurement and two temperature models (self-heating of the actuator and heating by the brake system).
  • the wear can be designed as a function of the dependence of the parameters m ( ⁇ ) or ikorr on the number of previous actuations n of the actuator. That means
  • the application path x c iam P traveled during the application process ie the actuation path can be determined from the application point. If the caliper characteristic of the parking brake just corresponds to the "standard caliper characteristic", it can be determined from this on the basis of the desired clamping force a Normzuspannweg. In a comparison of the actually covered Zuspannweges with the Normzuspannweg can be estimated whether the achieved clamping force also corresponds to the desired clamping force. If the set Zuspannweg be significantly smaller than the Normwegdifferenz, so in a particularly preferred embodiment, a Nachspannfunktion is activated by the control unit.
  • the retightening is preferably carried out without the explicit switching off of the H-bridge directly after the tightening operation, since it is known from experiments that, for the purpose of start of the actuator, a significantly higher current is needed than at the last application.
  • the direct connection of the Nachspannfunktion to the application process has the advantage that not once again a very high inrush current occurs.
  • One possible embodiment for retightening is to carry out a further application of the parking brake by means of a travel control.
  • the path control uses a position command value which has a value that is greater by dx than the position at the end of the application process. In the dx larger position it is assumed that the brake shoes are clamped with a correspondingly greater force.
  • the positioner attempts to set the value that is greater by dx in the tightening direction. In this case, the limit (maximum current value) used for the actual application process is not applied, but a further (“softened”) current limit is specified, which is monitored.
  • the further current limit is characteristic of the state in which the actuator is at the end of its physical capabilities, i. the actuator does not exceed an absolute maximum current value.
  • the re-tensioning is stopped by the control unit either upon reaching the dx larger path or, if this is not achieved, upon reaching the further current limit value.
  • the pulses n knocks are each 150 ms long and follow each other every 300 ms.
  • the "knock function” can also be carried out analogously during the "normal” application process, in particular at its end. Your application is therefore not limited to retensioning.
  • the current idling flow is taken into account.
  • the idling flow is measured when driving over the clearance.
  • the absolute minimum of the current during the application can be be used as no-load current value.
  • the minimum of the current in this case can also be used as a substitute value, whereby the value thus found for the idling current is to be limited to a maximum value.
  • the temperature used for calculating the maximum current value it is necessary to select or calculate from the measured actuator temperatures that temperature which is ultimately used to calculate the maximum current value.
  • the desired tensile force can be set via a previously determined application travel.
  • the relationship discussed below in connection with the release of the parking brake between see clamping force and piston travel or the deformation of the caliper and pads are used.
  • This relationship results from the rigidity of the system and consists essentially of the stiffness of the brake fist (material and geometry-dependent) and the brake pads together.
  • this rigidity only plays a role when the contact point is reached.
  • the prerequisite for the application of this embodiment of the invention is a reliable detection of the application point, which is analogous to the below described in the chapter "release the parking brake" Anlegeticianerkennung taking into account the hydraulic form.
  • the position calibration can also be performed, which is used to calibrate the characteristic relationship between the application force and piston travel.
  • the rigidity of the actuator is subject to changes resulting, for example, from the condition of the brake linings (wear, temperature, temperature of the brake disc).
  • a "worst-case curve” is used which, due to safety considerations, covers the aforementioned changes.
  • a "worst case characteristic” leads to an increased mechanical load on the actuator.
  • different characteristic curves can be determined for the different change cases and stored in the control unit (for example, a disk temperature model with rapid change, model for wear or number of braking operations with slow change with occasional measurement). Depending on the respective change, the respectively valid characteristic can then be selected and used in the determination of the path to be covered by the actuator.
  • the application concepts “Maximalstromwertbegrenzung” and “Zuspannwegbegrenzung” can also be combined.
  • a concept can be selected as the master concept and checked with the other concept. So it makes sense, after an application according to "Maximalstromwertbegrenzung” to check whether the route traveled in the context of the concept "Zuspannwegbegrenzung” moves. Possibly. a post-tensioning function (see above) of the control unit can be activated.
  • a specific travel or release path ⁇ Ptotai_reiease is traveled in the release direction by the actuator in a purely controlled manner.
  • the Sollverfahrweg from the current distance to the application position (without form) ⁇ Pciamp and a presettable air play ⁇ ai rga P _set (This means the maximum clearance of the piston, which is defined by the position of the drive nut in the piston meant) determined.
  • ⁇ total_release ⁇ clan ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ * alrgap_set ⁇ 'alrgap_ set ⁇ "(G l. 1 1)
  • the control unit additionally has a so-called "Disengage function / engagement function".
  • Disengage function in addition to the clearance defined above, an extended clearance ⁇ Ptotai_reiease + ( Perw) is set and approached by the path controller.
  • the Engage function controls the return movement to the originally set clearance ⁇ Ptotai_reiease by means of the Engage function - / Disengage functions, for example, can be realized at a discernible heating of the brake without braking a safe release of the parking brake.
  • the control unit has an emergency function, which also from the "Disengage position" with extended clearance zuspannen provides so that the Mooring point can be reliably detected.
  • the position of the brake shoes or the position of the actuator piston is not exactly known, for example when using the above motor model (equation 1) for determining the position, since the model contains simplifications and also the engine parameters are not precisely known.
  • the results of the inaccuracies and simplifications Errors are integrated in the determination of the position and, under unfavorable circumstances, rapidly lead to deviations over several tightening processes, so that the safe setting of the clearance, which is based on a pure position regulation, is no longer guaranteed.
  • the position of the piston or brake shoes determined by the model is calibrated each time it is tightened. Calibration means in this case that the position value currently determined using a motor model is corrected.
  • a caliper stiffness model is used, which can be characteristic-based or parametric. Assuming that the application force is quadratically dependent on the distance traveled, if the path is greater than or equal to zero, and no force must be expended if the travel is less than zero, and with the further assumption that only one force is present at the point of application caused by the hydraulic pres- sure, the following parametric relationship can be deduced, which can be used for positional calibration (p pis tone • • • • pressure at the piston):
  • the relationship between the application force and the path traveled by the actuator is again illustrated by the diagram shown in FIG.
  • the dotted line symbolizes the situation at the contact point at which the distance covered x cp corresponds to the hydraulic pre-pressure F hydr .
  • the remaining positions of the characteristic curve can be calibrated accordingly.
  • the point of the distance traveled, in which the maximum current value, i. the desired clamping force, adjusts is also accessible by the desired application force via the engine model.
  • a position calibration is still required.
  • a fixed predetermined value for the form eg 40 bar
  • a slightly larger value must _set when specifying the L predominantlyspielwegs ⁇ ai ck P set who the, so it also does not come to a grinding of brakes ⁇ if the actual inlet pressure was significantly greater than the assumed value.
  • the form used can be selected depending on a possibly existing slope.
  • the used Form pressure value to be determined depending on the saddle characteristic.
  • the admission pressure which corresponds to half the travel distance.
  • a pre-pressure of about 50 bar could be used.
  • Condition for the position calibration is the knowledge of the actual application point, which shifts in the course of the operation of the parking brake and can not be measured directly with the parking brake according to the invention without force measurement.
  • a robust technical implementation for landing point detection according to the above context takes into account the following disturbing boundary conditions:
  • the time derivative of the current is illustrated in the diagram shown in FIG. In this illustration it is clear that the application point is characterized by a zero crossing of the derivative of the current after the time. In a larger clearance, however, there may be an extended phase of the first derivative of the current in which the derivative is near zero. In order to achieve a clear differentiation from the start-up behavior, the detection of the application point by the observation of di / dt is only made when a negative derivative occurs.
  • a (positive) barrier i p0 (derivative threshold ) for the considered variable (di / dt) is determined. This bound is a small (near the remaining values di / dt) positive value near zero. Will this barrier exceeded by di / dt, the current position is stored as a potential application point and started a counter. The counter counts upwards with each new measured value, ie the counter is incremented by an increment value as long as the considered variable is larger than the barrier i p0 . If the size falls below the barrier, then the counter is reset to zero.
  • the potential application point is considered to be exactly real application point when the counter reaches a predetermined value n input (counter threshold). This ensures that as a landing point, the position is selected is ensured, according to which the size to be considered at least n consecutive times orgabe V was greater than the predefined limit. This method has proven itself in practice and provides meaningful values even with unusual current profiles.
  • n vo rg abe (Po) l ⁇ -trunc ⁇
  • the landing point detection algorithm described above is also suitable for determining additional calibration points. This happens because the barrier i p0 is chosen differently for another calibration point. You can try to measure a plausibility test of the set clamping force on the determined travel a more stable, ie linear, part of the saddle curve. In this case, the barrier i p o is increased to determine the calibration point. If necessary, another (smaller) must be set n specification to determine the calibration point found at higher power.
  • the clearance is determined by determining the clearance set prior to the actual tightening operation by calculating the path difference between the start of the tightening operation and finding the new contact point. After tightening so are measurements for the previously set clearance. Should the measured clearance be smaller than the clearance that should be adjusted, this could be a faulty setting. In order to prevent the same error, so setting a too small clearance at the next release, the setpoint for the clearance is increased by a fixed amount for the next release operation. If, on the other hand, the measured clearance is significantly greater than the predetermined value, then the target value for the next release can be reduced. Due to security considerations, it makes sense that Enlarge the clearance in big steps and reduce it again in much smaller steps.
  • the status of the actuator is unknown. In particular, there is no calibrated position to which the drive could relate. For this reason, an initialization drive of the actuator is necessary before the normal operation of the parking brake.
  • the initialization run starts when the parking brake control is operated. When tightening the initialization is made such that when applying the normal maximum current value is reached. In this application, however, a landing point detection is not performed.
  • the position of the actuator is set to the standard value of the standard characteristic. In this case, it is assumed that the set clamping force has just been set with the switch-off criterion. This is a value of the position, which guarantees a safe adjustment of the clearance at the next opening / loosening.
  • the initialization drive still starts in the direction of application until the normal maximum current value is reached.
  • the subsequent initialization procedure is carried out analogously to the above procedure.
  • the parking brake is released and set a clearance safely. Due to different wear, due to model errors or actuator-specific circumstances, it can lead to a significant, ie noticeable for the driver of the motor vehicle A-synchronicity between two arranged in a motor vehicle actuators. This happens, for example, if the airs left and right are set very different and an actuator at the next application reaches its point of application much earlier than the other.
  • the time difference between the adjustment of both application points is a measure of the asynchronicity of the actuators.
  • the synchronous behavior is restored by a corresponding change in the clearance setpoint.
  • the clearance setpoint of the seemingly "faster” actuator is increased, Preferably, this adaptation is carried out in small steps (per actuation) to compensate for the variance of the application point detection If synchronicity is reached, reduce the correction on both sides at the same time until the smaller clearance corresponds to the standard clearance.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Feststellbremse mit einem Aktuator (5), wobei der Aktuator (5) durch einem in zwei Richtungen betreibbaren Gleichstrommotor (28) angetrieben wird, der über ein selbsthemmendes Getriebe (24) des Aktuators (5) mindestens eine Bremsbacke zum Zuspannen oder Lösen der Feststellbremse in Richtung eines Drehglieds oder davon weg bewegt. Es ist ferner eine Steuereinheit (10) für die Steuerung oder Regelung der Bewegung des Gleichstrommotors vorgesehen, wobei die Feststellbremse derart ausgebildet ist, dass beim Zuspannen oder Lösen der Feststellbremse in der Regel ein Anlegepunkt der Bremsbacken an dem Drehglied überschritten wird. Um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Einstellung der Zuspannkraft beim Zuspannen bzw. des Lüftspiels beim Lösen der Feststellbremse zu erhöhen, bestimmt die Steuereinheit (10) den Anlegepunkt durch Bildung der ersten Ableitung des beim Zuspannen vom Gleichstrommotor (28) aufgenommenen elektrischen Stroms nach der Zeit. Es wird außerdem ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer derartigen Feststellbremse beschrieben.

Description

Feststellbremse und Verfahren zum Betreiben derselben
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Feststellbremse mit einem Aktuator, wobei der Aktuator durch einen in zwei Richtungen betreibbaren Gleichstrommotor angetrieben wird, der über ein selbsthemmendes Getriebe des Aktuators mindestens eine Bremsbacke zum Zuspannen oder Lösen der Feststellbremse in Richtung eines Drehglieds oder davon weg bewegt, wobei eine Steuereinheit für die Steuerung oder Regelung der Bewegung des Gleichstrommotors vorgesehen ist, wobei die Feststellbremse derart ausgebildet ist, dass beim Zuspannen oder Lösen der Feststellbremse in der Regel ein Anlegepunkt der Bremsbacken an dem Drehglied überschritten wird, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Feststellbremse .
Eine elektrisch betätigbare Feststellbremse ist beispielsweise aus DE 102 61 969 Al bekannt. Diese weist einen Elektromotor auf, der durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) anzusteuern ist. Die Fahrzeugbremse hat einen Bremskolben, der auf wenigstens einen Reibbelag wirkt und aus einer Ruhestellung in eine Betätigungsstellung verschiebbar ist, in der der Bremskolben den Reibbelag gegen ein mit dem Rad des Kraftfahrzeugs drehfest verbindbares Drehglied der Fahrzeugbremse anlegt. Der Bremskolben ist mittels eines auf den Bremskolben wirkenden Elements einer von dem Elektromotor angetriebenen Getriebeeinheit betätigbar. Der Bremskolben kann derart verschoben werden, dass die Reibbeläge gerade an dem als Bremsscheibe ausgestalteten Drehglied anliegen. Aus der Anzahl der Motorschritte bis in diese Stellung kann nach einem Vergleich mit einem Referenzwert der Verschleiß der Bremsbeläge ermittelt werden. Wenn ein kritischer Verschleiß der Bremsbeläge erreicht ist, wird der Fahrzeugführer gewarnt. Zudem fließt der gemessene Verschleiß der Bremsbeläge in den Verschiebeweg des auf den Bremskolben wirkenden Elements in die Ruhestellung ein.
Eine elektrische Park- oder Feststellbremse in Form einer Scheiben- oder Trommelbremse hat die grundlegende Aufgabe, ein Kraftfahrzeug mittels elektrisch angetriebener Reibungsbremsen gemäß den gesetzlichen und/oder den kundenspezifischen Anforderungen sicher festzustellen. Der Fahrer eines Kraftfahrzeugs mit einer solchen elektrischen Feststellbremse muss sich dabei auf die funktionale Zuverlässigkeit dieses "brake by wire"-Bremssystems verlassen können .
Eine zentrale Kundenanforderung schreibt vor, bei jedem Zu- spannen mindestens eine vordefinierte Spannkraft (z.B. 18,5 kN) einzustellen, unabhängig von den Umwelteinflüssen oder sonstigen Randbedingungen. Diese Forderung berücksichtigt bereits alle fahrzeug- und herstellerspezifischen Ak- tuatoren, insbesondere die maximal zu erwartende Steigung, den Bremsschreibendurchmesser, die Reibwerte der Beläge usw. Es muss außerdem sichergestellt werden, dass beim Lösen der elektrischen Feststellbremse ein ausreichend großes Lüftspiel eingestellt wird, so dass es im weiteren Betrieb des Kraftfahrzeugs nicht zu einer Überhitzung der Bremse kommt .
Ein Grundproblem heutiger Steuerungen/Regelungen von Feststellbremsen besteht darin, dass die Zuspannkraft nicht, wie in der Druckschrift DE 102 28 115 B4 beschrieben, direkt gemessen wird, sondern aus Kostengründen aus anderen Parametern indirekt bestimmt wird.
Um eine genaue und sichere Einstellung der erforderlichen Zuspannkraft und des Lüftspiels zu erreichen, ist es erforderlich, die Position des Kolbens bzw. der Bremsbacken genau zu kennen. Wie unten genauer erläutert wird, erfolgt die Positionsbestimmung häufig mittels eines Motormodells, dessen Konstanten nicht exakt bekannt sind und das Näherungen beinhaltet, so dass bei der Positionsbestimmung, die diese Fehler aufintegriert , Fehler entstehen, die die Genauigkeit und Zuverlässigkeit Einstellung der Feststellbremse negativ beeinflussen können.
Ein Fixpunkt bei der Bewegung des Aktuators ist der sogenannte Anlegepunkt, d.h. der Punkt, bei dem die Bremsbeläge gerade an der Bremsscheibe anliegen. Dieser Punkt wird in der Regel beim Zuspannen und Lösen der Feststellbremse ü- berschritten . Dieser Punkt kann daher für eine Positionsbestimmung genutzt werden, da sich ausgehend von diesem Punkt sowohl das erforderliche Lüftspiel als auch die gewünschte Zuspannkraft definiert einstellen lassen. Die oben beschriebenen Verfahren nach dem Stand der Technik eignen sich nicht für eine genaue Bestimmung des Anlegepunkts bzw. sind bei fehlender Kraftmessung im System der Feststellbremse nicht einsetzbar.
Es besteht somit die Aufgabe, eine Feststellbremse zu schaffen sowie ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Feststellbremse anzugeben, durch die eine genauere Einstellung der gewünschten Zuspannkraft beim Zuspannen bzw. eine genauere Einstellung des Lüftspiels beim Lösen der Feststellbremse ermöglicht wird.
Die vorliegende Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem durch die Steuereinheit zur Bestimmung des Anlegepunkts die erste Ableitung des beim Zuspannen vom Gleichstrommotor aufgenommenen elektrischen Stroms nach der Zeit gebildet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren geht davon aus, dass im Anlegepunkt die Ableitung der Zuspannkraft nach dem Zuspann- weg größer als Null wird. Ferner wird berücksichtigt, dass die Zeitableitung der Kraft über die Motordrehzahl mit der Ableitung nach dem Weg verknüpft ist. Es wird außerdem die Erkenntnis genutzt, dass die Kraft näherungsweise proportional zu dem vom Gleichstrommotor aufgenommenen Strom ist. Hieraus ergibt sich, dass die Betrachtung der erfindungsgemäßen Ableitung eine Aussage über den Anlegepunkt zulässt. Insbesondere kann aus obigen Annahmen und Vereinfachungen geschlussfolgert werden, dass der Anlegepunkt als der Punkt der Bremsbackenstellung bestimmt werden kann, bei dem die Ableitung des vom Gleichstrommotor aufgenommenen elektrischen Stroms nach der Zeit größer als Null wird. Vorzugsweise wird dieser Wert der ersten Ableitung erst dann als Anlegepunkt identifiziert, wenn die Ableitung des Stroms davor negativ war. Diese Bedingung ermöglicht eine Abgrenzung des betrachteten Stromverlaufs in der Nähe des Anlegepunkts vom Stromverlauf bei Anlauf der Bewegung des Gleichstrommotors .
Ein sicheres und robustes Erkennen des Anlegepunkts durch die Steuereinheit kann mit einem bevorzugten Verfahren erfolgen, das auch bei ungewöhnlichen Stromprofilen angewendet werden kann und die folgenden Schritte aufweist:
- Festlegen eines positiven Ableitungsschwellwerts für die erste Ableitung,
- Prüfen in vorgegebenen, vorzugsweise regelmäßigen Abständen der Zuspannbewegung des Gleichstrommotors, ob die erste Ableitung des vom Gleichstrommotor aufgenommenen Stroms größer als der oder gleich dem Ableitungsschwellwert ist,
- falls die erste Ableitung größer als der oder gleich dem Ableitungsschwellwert ist, Merken der aktuellen Bremsbackenposition als potentiellen Anlegepunkt und Starten eines Zählers sowie Inkrementieren des Zählers bei der weiteren Zuspannbewegung des Gleichstrommotors um einen vorher festgelegten Inkremen- tierungswert , solange die erste Ableitung größer als der oder gleich dem Ableitungsschwellwert ist, oder Zurücksetzen des Zählers auf Null, sobald bei der weiteren Zuspannbewegung des Gleichstrommotors die erste Ableitung den Ableitungsschwellwert wieder unterschreitet,
— Prüfen, ob der Zähler einen vordefinierten Zählerschwellwert überschreitet, und,
- falls der Zähler den vordefinierten Zählerschwellwert überschreitet, Festlegen des jeweiligen gemerkten potentiellen Anlegepunkts als tatsächlicher Anlegepunkt für das jeweilige Zuspannen der Feststellbremse .
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird durch die Steuereinheit zur Steuerung oder Regelung der Bewegung des Gleichstrommotors zum Zuspannen der Feststellbremse mit einer gewünschten, vorgegebenen Zuspannkraft ein vom Gleichstrommotor aufgenommener Maximalstromwert bestimmt, das Zuspannen durch eine entsprechende Bewegung des Gleichstrommotors durchgeführt und nach Erreichen des Maximalstromwerts die zum Zuspannen der Feststellbremse führende Bewegung des Gleichstrommotors beendet.
Von Vorteil ist außerdem, wenn bei Steuerung oder Regelung der Bewegung des Gleichstrommotors zum Zuspannen und/oder Lösen der Feststellbremse durch die Steuereinheit ein hydraulischer Vordruck, welcher im Fall des Zuspannens aktuell am Kolben anliegt oder im Fall des Lösens beim vorangegan- genen Zuspannen am Kolben angelegen hat, berücksichtigt wird .
Dieses erfindungsgemäße Verfahren ist deshalb vorteilhaft, da der im System herrschende hydraulische Vordruck sich additiv mit der eingestellten Zuspannkraft überlagert, so dass die Summe der Kräfte aus dem hydraulischen Vordruck und der eingestellten Zuspannkraft eine resultierende Zuspannkraft ergibt, die zu einem höheren Verschleiß der mechanischen Komponenten führt als die eingestellte Zuspannkraft. Hinsichtlich des Lösens ist der hydraulische Vordruck insbesondere bei der Anlegepunkterkennung zu beachten. Demzufolge lässt sich die Genauigkeit der Einstellung der Zuspannkraft bzw. des Lüftspiels weiter dadurch erhöhen, dass erfindungsgemäß der im System anliegende hydraulische Vordruck beim Zuspannen oder Lösen der Feststellbremse berücksichtigt wird.
Es ist ebenfalls bevorzugt, dass durch die Steuereinheit beim Zuspannen und/oder Lösen mittels eines Motormodells fortlaufend ein zurückgelegter Betätigungsweg des Gleichstrommotors ermittelt wird. Hierbei entspricht der Betätigungsweg des Gleichstrommotors auch dem Weg, den die Mutter auf der Spindel, die durch den Motor angetrieben wird, oder der Kolben zurücklegt. Aufgrund dieser vorteilhaften Vorgehensweise ist es, wie im Folgenden beschrieben wird, sehr einfach, die Berücksichtigung des hydraulischen Vordrucks beispielsweise bei der Kalibrierung der Kolbenposition auf den Anlegepunkt durchzuführen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird durch die Steuereinheit zunächst der während des Zuspannens überschrittene Anlegepunkt oder die Position beim Erreichen des Maximalstromwerts ermittelt und eine mittels eines Motormodells ermittelte Kolbenposition unter Berücksichtigung des hydraulischen Vordrucks auf den ermittelten Anlegepunkt o- der die ermittelte Position beim Erreichen des vorgegebenen Maximalstromwerts kalibriert. Hierbei ist die Kalibrierung auf den Anlegepunkt bevorzugt, wobei auf die Position beim Erreichen des Maximalstroms beispielsweise dann kalibriert wird, wenn der Anlegepunkt nicht ermittelt werden konnte.
Wie oben bereits dargestellt wurde, muss bei der realisierten Zuspannkraft auch der an dem Kolben anliegende hydraulische Vordruck berücksichtigt werden, der sich mit der eingestellten Zuspannkraft überlagert. Mit Hilfe des hydraulischen Vordrucks lässt sich, wie unten gezeigt wird, die nur mit Hilfe eines Motormodells (Beispiel siehe unten) ermittelte Kolbenposition auf den Anlegepunkt oder auf den Punkt am Ende des Zuspannvorgangs kalibrieren. Dies ist eine besonders einfache Möglichkeit der Positionskalibrierung, die eine genaue Steuerung oder Regelung der Aktuator- bewegung beim Zuspannen oder Lösen ermöglicht.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird durch die Steuereinheit aus dem Betätigungsweg zwischen dem ermittelten Anlegepunkt und der Betätigungsposition beim Erreichen des vorgegebenen Maximalstromwerts ein zurückgelegter Zuspannweg ermittelt und anschließend der zurückgelegte Zuspannweg mit einem der gewünschten Zuspannkraft entsprechenden Normzuspannweg verglichen, wobei bei einer signifikanten Abweichung des zurückgelegen Zuspannwegs vom Normzuspannweg, nämlich dann, wenn der zurückgelegte Zu- spannweg deutlich kleiner als der Normzuspannweg ist, eine Nachspannfunktion der Steuereinheit aktiviert wird. Beispielsweise kann bei einer Abweichung des zurückgelegten Zuspannwegs vom Normzuspannweg von mehr als 50%, d.h., wenn der zurückgelegte Zuspannweg deutlich kleiner als 50% des Normzuspannwegs ist, ein Nachspannen ausgelöst werden.
Dieses Ausführungsbeispiel geht davon aus, dass auch nach dem Erreichen des Abschalt-/Maximalstromwerts und dem Beenden des Zuspannvorgangs keine Information über die tatsächlich erreichte Zuspannkraft verfügbar ist. Unter der Vorraussetzung, dass der Anlegepunkt, d.h. der Punkt, bei dem die Bremsbeläge gerade an der Bremsscheibe anliegen, bekannt ist, kann mit Hilfe des Vergleichs des vom Anlegepunkt bis zum Erreichen des Maximalstromwerts zurückgelegten Wegs (zurückgelegter Zuspannweg) und des anhand einer Normsattelkennlinie ermittelten Normzuspannwegs geprüft werden, ob die erforderliche Zuspannkraft aller Wahrscheinlichkeit nach auch wirklich eingestellt wurde. Der Normzuspannweg ergibt sich dabei aus der Normsattelkennlinie der Feststellbremse für die gewünschte Zuspannkraft. Die Normsattelkennlinie ist hierbei der Zusammenhang zwischen Zuspannkraft und Verformung der Feststellbremsenelemente (bzw. Kolbenweg), der sich aus der Steifigkeit der Elemente ergibt .
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet die Nachspannfunktion eine Wegregelung, wobei das Nachspannen vorzugsweise direkt nach Beendigung des Zuspannvor- gangs durchgeführt wird. Dieses Vorgehen ist von Vorteil, da aus Versuchen bekannt ist, dass zum Wiederanlaufen des Aktuators ein deutlich höherer Strom benötigt wird als der Strom, der beim letzten Zuspannen verwendet wurde. Aus diesem Grund wird ein Nachspannkonzept realisiert, das ohne den beim oben beschriebenen Zuspannen definierten Abschaltoder Maximalstromwert auskommt.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird durch das Steuergerät zum Nachspannen eine "Knock-Funktion" verwendet, wobei auch bei diesem Ausführungsbeispiel das Nachspannen vorzugsweise direkt nach Beendigung des Zuspannvorgangs durchgeführt wird. Die "Knock-Funktion" ist eine vorteilhafte Maßnahme beim Zuspannen, bei der vorzugsweise abhängig von der Aktuatortemperatur, der zur Verfügung stehenden Spannung und dem erreichten Abschaltstrom am Ende eines Zuspannvorgangs eine Anzahl von Drehmomentimpulsen auf den Aktuator gegeben wird, so dass sich eine höhere Zuspann- kraft einstellt. Ein Beispiel für eine derartige "Knock- Funktion" wird unten erläutert.
In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch die Steuereinheit zum Lösen der Feststellbremse eine Steuerung der Mutterbewegung in Löserichtung durchgeführt, wobei bei der Berechnung des für die Steuerung der Mutterbewegung verwendeten Sollverfahrwegs der beim letzten Zuspannen unter Berücksichtigung des hydraulischen Vordrucks ermittelte Anlegepunkt sowie ein vorgegebenes Lüftspiel berücksichtigt wird. Die Bestimmung des Sollverfahrwegs wird somit vereinfacht und ist durch die Verwendung des ermittelten Anlegepunkts auch ver- gleichsweise genau, da eine Integration von Fehlern so vermieden wird.
Die obige Aufgabe wird ferner durch eine Feststellbremse gelöst, bei der die Steuereinheit den Anlegepunkt durch Bildung der ersten Ableitung des beim Zuspannen vom Gleichstrommotor aufgenommenen elektrischen Stroms nach der Zeit bestimmt. Die erfindungsgemäße Feststellbremse weist die oben hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens genannten Vorteile auf. Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Feststellbremse entsprechen den oben zu dem erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten Ausführungsbeispielen .
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen einer erfindungsgemäßen Feststellbremse bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer solchen Feststellbremse anhand von Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 einen ersten Teil der Komponenten einer erfindungsgemäßen Feststellbremse in Form einer Schaltskizze,
Fig. 2 einen zweiten Teil der Komponenten der erfindungsgemäßen Feststellbremse gemäß Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht von der Seite,
Fig. 3 den Motor und die Getriebestufen der erfindungsgemäßen Feststellbremse gemäß Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht von der Seite (teilweise Explosionsdarstellung) ,
Fig. 4 ein Kennfeld des beim Zuspannen zu realisierenden Maximalstromwerts (einzustellender Strom in A) , um eine Zuspannkraft von 16 kN zu erhalten, in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur (in 0C) und der Eingangsspannung des Gleichstrommotors (in V) ohne Berücksichtigung des hydraulischen Vordrucks,
Fig. 5 ein Diagramm, das die quadratische Abhängigkeit der Zuspannkraft Fcaliper von dem Kolbenweg xpiston für Fcaliper ≥ 0 darstellt, und
Fig. 6 ein Diagramm, aus dem der Verlauf der Ableitung des Motorstroms i nach der Zeit t (di/dt) in Abhängigkeit von der Zeit t beim Zuspannen zu entnehmen ist . 1. Beschreibung der erfindungsgemäßen Feststellbremse
Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Feststellbremse für ein Kraftfahrzeug weist für jedes Rad einen Aktuator 5 auf, der jeweils über eine Steuer-/Regelleitung 7 mit einer Steuereinheit 10 verbunden ist. Fig. 1 zeigt ferner die Verbindung der Steuereinheit 10 über eine (ggf. mehrfache) Steuer-/Regelleitung 12 zum Betätigungsschalter 14 der Feststellbremse, mit dem das Zuspannen oder Lösen der Feststellbremse durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs initiiert werden kann. Die Steuereinheit 10 weist eine Spannungsversorgung 15 auf und ist mit den Aktuatoren 5 auch jeweils mit einer Leitung 16 verbunden, welche die Temperatur des jeweiligen Aktuators 5 an die Steuereinheit 10 übermittelt.
Den Fig. 2 und 3 ist zu entnehmen, dass jeder Aktuator 5 mit einer im hydraulisch betätigbaren Bremskolben 20 liegenden Spindel versehen ist, auf der sich die verdrehgesicherte Mutter mit der Drehbewegung der Spindel in axialer Richtung bewegt und bei Kontakt mit dem Bremskolben beim Zuspannen eine Spannkraft auf die Bremsbeläge 22 und die nicht dargestellte Bremsscheibe aufbringt. Die Steifigkeit des Systems wird u.A. durch den Bremssattel 23 erzeugt.
Die Spindel wird über ein doppelstufiges Schneckengetriebe 24 mit einer ersten Getriebestufe 25 und einer zweiten Getriebestufe 26 von einem bürstenbehafteten, in zwei Richtungen betreibbaren Gleichstrommotor 28 angetrieben. Die erzeugte Spannkraft wird durch das Axiallager abgestützt. Durch die zweite Stufe 26 des Schneckengetriebes wird die für die Parkbrems-/Feststellbremsfunktion erforderliche Selbsthemmung realisiert. Die Selbsthemmung beinhaltet, dass eine einmal vom Gleichstrommotor 28 aufgebrachte Spannkraft auch ohne Strom aufrecht erhalten wird.
Zur Einstellung der erforderlichen Zuspannkraft wird der Motorstrom gemessen und die an den Motor angelegte Spannung über die Steuereinheit 10, die mit einer nicht dargestellten H-Brücke verbunden ist, in die erforderliche Richtung festgelegt. Die Zuspannkraft selbst wird aus Kostengründen nicht gemessen. Gleiches gilt auch für die Motorposition bzw. die Drehzahl des Motors 28.
Optional kann mit Hilfe eines umgebauten Raddrehzahlsensors die Drehbewegung des Motors gemessen werden. Dies erfolgt über die Generierung von Drehzahlimpulsen, die der Sensor erfasst. Allerdings ist keine Drehrichtungserkennung vorgesehen, vielmehr muss die Motorbewegungserfassung aufgrund der Ansteuerung des Motors die Drehrichtung selbständig ermitteln. Da hierdurch nicht alle Fälle berücksichtigt werden können, z.B. wenn der Motor sich in negativer Richtung bewegt, obwohl eine positive Spannung anliegt und ein positiver Strom fließt, ist die Positionserfassung auch in diesem Ausführungsbeispiel nicht fehlerfrei möglich.
Bei den im folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden für die nachfolgend aufgeführten Elemente und physikalischen Größen der Feststellbremse die folgenden Symbole verwendet: Motor 28
Motorkonstante: kt Motorwicklungswiderstand (inkl. Zuleitung) : Rmot
Motorinduktivität (inkl. Zuleitung) : Lmot
Temperaturabhängigkeit Motorkonstante: ckt
Massenträgheitsmomente (geschätzt) : θ
Norminaistrom: inom
Nominalspannung: unom
Nominaldrehzahl: nnom
Nominaldrehmoment : Mnom
Getriebe 24
Übersetzung erste Stufe 25: U1
Übersetzung zweite Stufe 26: U2
Steigung/Wirkungsgrad: p
Aktuator 5
Gesamtgetriebeübersetzung ü
Gesamtwirkungsgrad η
Konstantreibungsmoment MR0
Stattelsteifigkeit c
Kolben
Wirksamer Durchmesser: d
Wirksame Fläche: Aeff
Kernstück der Aktuatoransteuerung der Steuereinheit 10 ist ein Wegregler, der folgende Funktionen erfüllt:
- Position im Rahmen der Möglichkeiten einregeln, - Abschalten beim Erreichen der vorgegebenen Strombegrenzung (Maximalstromwert), und
- Abschalten beim Erreichen eines stationären Zustands.
Der Wegregler gibt in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung folgende Größen für die Ansteuerung der mit dem Gleichstrommotor 28 verbundenen H-Brücke vor:
— Pulsweitenmodulation (-1 = Löserichtung, 0 = Bremsbetrieb, +1 = Zuspannrichtung)
— H-Brücken-Enable .
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Wegregler der Steuereinheit 10 derart gestaltet, dass er nur die Spannung ein- bzw. ausschalten kann, die Einstellung von Spannungszwischenwerten ist nicht möglich. Es liegt deshalb ein so genannter Dreipunkt-Regler vor. Das Einregeln der gewünschten Position des Kolbens bzw. der Bremsbacken geschieht dadurch, dass beim Überfahren der gewünschten Position in den Bremsbetrieb geschaltet wird. Die sich dann ergebende Regeldifferenz kann toleriert werden. Diese Form der echten Dreipunkt-Regelung wird beim Lösen und beim Nachspannen der Feststellbremse verwendet.
Weiterhin muss der Regler auch beim Erreichen der Stellgrößenbegrenzung (d.h. bei Erreichen des Maximal- bzw. Minimalstromwerts) abschalten. Hierfür wird der Strom auf die Überschreitung der vorab bestimmten Stromgrenzen überwacht. Es ist allerdings sicherzustellen, dass der hohe Anlaufstrom des Gleichstrommotors 28 hinsichtlich der Abschaltbe- dingung ignoriert wird, da er grundsätzlich über den vorgegebenen Maximalgrenzen liegt. Hierfür wird die Überwachung hinsichtlich des Erreichens der Stromgrenzen erst nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit, (z.B. 50 bis 150 ms) nach dem Einschalten des Wegreglers gestartet. Das Abschalten beim Erreichen des vorgegebenen Maximalstromwerts wird beim Zu- spannen dadurch erreicht, dass als Positionssollwert ein vom Aktuator 5 nicht zu erreichender Sollwert vorgegeben wird .
Der Wegregler der Steuereinheit 10 muss ferner beim Erreichen eines stationären Zustands (Bewegungsstillstand) abgeschaltet werden. Hier wird das Regelungsziel bzw. die Stellgrößenbeschränkung nicht erreicht. Diese Situation entsteht beim Zuspannen beispielsweise immer dann, wenn die zur Verfügung stehende Spannung nicht für das Erreichen des vorgegebenen Maximalstromwerts ausreicht. Insbesondere ist hierbei die Erkennung des Stillstands kritisch, da das Vorliegen einer Bewegung nur geschätzt und nicht überwacht wird. Es kann daher zu Situationen kommen, in denen ein Stillstand des Aktuators 5 nicht erkannt wird. Um einen solchen Fall zu vermeiden, kann als Abschaltkriterium beispielsweise die Verlustleistung verwendet werden. Diese kann, da sie nicht direkt gemessen wird, z.B. aus dem für den jeweiligen Vorgang aufgewendeten Quadrat des Stroms ermittelt werden. Alternativ ist die Überwachung des einfachen Stromintegrals (Integral des Strombetrags) möglich, die den Vorteil bietet, dass auch lange, mit kleinen Strömen arbeitende Vorgänge erkannt und abgeschaltet werden können . 2. Beschreibung des Motormodells
Für die nachfolgenden Betrachtungen wird davon ausgegangen, dass die Bewegung des Gleichstrommotors mittels des bekannten Modells "Gleichstrommaschine" beschrieben werden kann. Dabei ergibt sich die Besonderheit, dass das mittels der Software zu realisierende Motormodell mit abgetasteten Werten arbeitet und zeitdiskret ist. Bei in dem Ausführungsbeispiel verwendeten Abtastzeiten von T0 = 10 ms wird der Strom nicht mehr schnell genug abgetastet, um dem Einfluss der Induktivität des Motors auf das Verhalten zu erfassen. Aus diesem Grund wird die Induktivität im zeitdiskreten Motormodell ignoriert. Das Motormodell vereinfacht sich demnach auf die folgende Darstellung:
u(k-T0)=Rmot-i(k-T0)+ω(k-T0)-kt (Gl. 1),
wobei u ... die Spannung, ύ) ... die Drehzahl des Gleichstrommotors sind und k-To den aktuellen Abtastwert angeben.
Aus dieser Gleichung kann durch einfaches Umformen sowohl die aktuelle Motordrehzahl als auch fortlaufend die Motorposition (Betätigungsposition) bzw. der Betätigungsweg durch Integration der Drehzahl ermittelt werden:
u(k-T0)-Rmot-i(k-T0) ω(k -T0) =
K
(Gl. Ia und Ib) φ(k -T0) = φ((k-l)-T0) + ω(k -T0)T0 3. Funktionsweise der erfindungsgemäßen Feststellbremse
Beim Zuspannen der erfindungsgemäßen Feststellbremse wird der Motor in Richtung Zuspannen, das heißt beispielsweise mit einer positiven anliegenden Spannung, über die H-Brücke angetrieben. Nach dem Anlaufen des Motors sinkt der Strom schnell auf einen Minimalwert, den sogenannten Leerlaufstrom, während sich die Maximaldrehzahl einstellt. Nachdem die Beläge zur Anlage an der Bremsschreibe gekommen sind, d.h. nach Überwindung des Lüftspiels, baut sich eine Kraft auf und der Strom steigt an. Nun wird der Aktuator so lange durch den Gleichstrommotor angetrieben, bis sich ein Maximalstromwert einstellt bzw. dieser überschritten wird. Dann ist die dem entsprechenden Strom zugeordnete Zuspannkraft erreicht .
Beim Lösen der Feststellbremse wird der Gleichstrommotor in die entgegen gesetzte Richtung, beispielsweise durch Anlegen einer negativen Spannung, betrieben. Wie unten erläutert wird, führt die Steuereinheit beim Lösen der Feststellbremse eine Steuerung durch, um den Löseweg einzustellen .
4. Zuspannen der erfindungsgemäßen Feststellbremse
Für das beschriebene Vorgehen beim Zuspannen ist es notwendig, den Maximalstromwert für die gewünschte Zuspannkraft vorab zu ermitteln. Dieser Stromwert hängt unter anderem von der Temperatur und der zur Verfügung stehenden Spannung ab. Die Temperatur beeinflusst den Motorwiderstand, die Motorkonstante und die Eigenschaften der Schmierung und damit den Wirkungsgrad. Der Motorwiderstand nimmt mit zunehmender Temperatur zu, die Motorkonstante hingegen ab. Die Eigenschaften des Schmiermittels (Fett) werden mit abnehmender Temperatur schlechter, da es zu einer Verdickung kommt. Bei sehr hohen Temperaturen wird das Fett hingegen zu flüssig, so dass sich seine Eigenschaften auch verschlechtern. Dafür sind die Eigenschaften des Fetts über den für die Feststellbremse relevanten Temperaturbereich im Wesentlichen konstant .
Am einfachsten kann ein Maximalstromwert dadurch ermittelt werden, dass die Aktuatoreigenschaften experimentell vermessen werden und die entsprechenden Maximalstromwerte in einem Kennfeld gespeichert werden. Ein derartiges Kennfeld ist in Fig. 4 dargestellt. Es zeigt den erforderlichen Maximalstromwert für eine Zuspannkraft von 16 kN in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur und der Eingangsspannung des Motors. Das messtechnisch erfasste Kennfeld wurde jedoch ohne die Berücksichtigung des hydraulischen Vordrucks aufgenommen .
In einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird für bestimmte hydraulische Vordrücke, die am Kolben des Aktua- tors anliegen, jeweils ein in Fig. 4 gezeigtes Kennfeld ermittelt und die so erzeugten Kennfelder für die Ermittlung des Maximalstromwerts abhängig vom hydraulischen Vordruck sowie Umgebungstemperatur und Eingangsspannung in der Steuereinheit der erfindungsgemäßen Feststellbremse zur Verfügung gestellt. Für hydraulische Vordrücke, die zwischen den Werten liegen, für die Kennfelder existieren, kann der entsprechende Wert für den Maximalstrom interpoliert werden. Um nicht für jeden neuen Baustand des Aktuators Kennfelder unter Berücksichtigung des hydraulischen Vordrucks neu aufnehmen zu müssen, was zeitaufwendig ist, wird im Folgenden ein Verfahren dargestellt, mit dem der Abschalt- /Maximalstromwert algorithmisch bestimmt werden kann.
Die gewünschte Zuspannkraft Fepb in Abhängigkeit von dem Maximalstromwert imax ergibt sich bei konstant angenommenen Wirkungsgraden im Wesentlichen aus dem folgenden Zusammenhang zwischen erreichter Zuspannkraft und sich einstellendem Strom am Ende der Bewegung:
b epb- (Gl. 2.
Die eingestellte, gewünschte Zuspannkraft hängt somit von geometrischen Daten (Spindelsteigung und Übersetzungsverhältnis ü) des Aktuators, von der Motorkonstanten kt, vom Gesamtwirkungsgrad η und der zu berücksichtigenden Konstantreibung MRo ab. Der Zusammenhang zwischen eingestellter Maximalkraft und dem Maximalstromwert ist somit linear.
Während die geometrischen Daten das Aktuators bekannt sind und als konstant angenommen werden können, ist die Motorkonstante temperaturabhängig. Der Wirkungsgrad des Aktuators und die Konstantreibung ändern sich nicht nur in Abhängigkeit von der Temperatur (Schmiermittel) sondern sind auch abhängig vom Verschleiß, d.h. sie sind beispielsweise abhängig von der Anzahl der Betätigungen der Feststellbremse . Wenn im System ein hydraulischer Vordruck Phyd ^m Kolben mit der wirksamen Fläche Aeff anliegt, so überlagert sich dieser mit der eingestellten Zuspannkraft nach (Gl. 2) . Dies kann wie folgt dargestellt werden:
:GI. 3:
Figure imgf000024_0001
Aus einer Umstellung von (Gl. 3) nach imax ergibt sich der erfindungsgemäße Zusammenhang, der den hydraulischen Vordruck berücksichtigt:
(Fepb~Pv'AfPSp+^=(Fepb-Pv.Aeff).mW+bW (Gl. 4). η-u-π-kt kt
Der Maximalstromwert setzt sich in (Gl. 4) aus zwei Komponenten zusammen. Die erste Komponente erzeugt die eigentliche Kraft unter der Randbedingung, dass die Konstantreibung Null ist. Die zweite Komponente berücksichtigt den Anteil des Stroms, der gebraucht wird, um überhaupt eine Drehung des Motors zu bewirken. Beide Komponenten hängen nicht nur vom Verschleiß sondern auch über die Motorkonstante von der Temperatur ab.
Bei der Berechnung des Maximalstromwerts muss berücksichtigt werden, dass die erste Komponente niemals kleiner als Null werden darf. Dies bedeutet, dass immer F ePb ≥ Pv - Ae [ Gl . 5 '
gelten muss. Somit müssen Kraftanforderungen, die kleiner sind als der momentan herrschende hydraulische Vordruck (Pedaldruck) , entsprechend angehoben werden und in entsprechenden Kennfeldern für die Berechnung von imax zur Verfügung gestellt werden.
Die zunächst unbekannten Parameter m (η) und b (η) aus
(Gl. 4) können in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung durch entsprechende Versuche vorab ermittelt werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann b (η) , da es den Stromanteil repräsentiert, der für die Bewegung des Motors an sich gebraucht wird, durch den bei einem Zuspannvorgang ermittelten Leerlaufström iieeriauf als guten Schätzwert ersetzt werden. Hieraus ergibt sich:
'max = (Fepb - Pv - AeJf ) - ™(7) + heerlαuf ( Gl • 6 ) .
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann auch der Parameter m(η) der krafterzeugenden Komponente in Abhängigkeit von iieeriauf ausgedrückt werden (m(η) = m (ileerlauf) ) .
Zur Berücksichtigung der Temperaturabhängigkeit des Maximalstromwerts wird eine Korrekturkomponente ikorr(T) berücksichtigt, die beispielsweise die in der unten stehenden Tabelle aufgeführten Werte (in A) für die angegebenen Temperaturbereiche Tl bis T4 (Aktuatortemperatur ) aufweist:
Figure imgf000026_0001
Das Kennfeld wird dabei in folgenden Felder unterteilt:
• Tl: -4O0C < T < -2O0C
• T2: -2O0C < T < O0C
• T3: O0C < T < 8O0C
• T4: 8O0C < T < 1000C
Alternativ kann auch eine Korrektur durchgeführt werden, die zusätzlich zur Temperaturabhängigkeit die am Gleichstrommotor anliegende Spannung (Spannungsbereiche Ul bis U4) berücksichtigt:
Figure imgf000026_0002
Das Kennfeld wird dabei in folgenden Felder unterteilt:
• Tl : -4O0C < T < -2O0C Ul : 8 V < u < 10 V
• T2: -2O0C < T < O0C U2: 10 V < u < 12 V
• T3: O0C < T < 8O0C U3: 12 V < u < 14 V
• T4: 8O0C < T < 1000C U4: 14 V < u < 16 V
Aus obigem Modell folgt, dass der Korrekturwert Null für den Nominalfall gilt, nämlich u = 13 V und Raumtemperatur Beide Tabellen können auch wesentlich mehr Stützstellen beinhalten. Zwischen den angegebenen Stützstellen wird linear interpoliert.
Für die Bestimmung des richtigen Korrekturwerts muss die Temperatur des Aktuators bekannt sein. Sollte eine Messung der Temperatur direkt am Aktuator aus Kostengründen nicht möglich sein, kann anstelle der Temperatur des Aktuators insbesondere für die Bereiche Tl bis T3 die Umgebungstemperatur verwendet werden. Sollte die Aktuatortemperatur größer sein als die gemessenen Umgebungstemperaturen, so wirkt sich das auf die eingestellte Zuspannkraft nur dahingehend aus, dass diese zu groß wird. In Bezug auf die Fahrzeugsicherheit ist dies aber tolerierbar.
Der Bereich T4 kann nicht durch eine Messung der Umgebungstemperatur ermittelt werden. Die Temperaturen aus dem Bereich T4 ergeben sich allerdings auch nur dann, wenn der Aktuator sich selbst sehr stark aufheizt (crazy-driver ) o- der durch eine heiße Bremsanlage von außen aufgeheizt wird. Diese Fälle können jedoch durch Temperaturmodelle abgedeckt werden. Der Bereich T4 wird demnach durch eine Kombination einer Umgebungstemperaturmessung und zwei Temperaturmodelle (Selbstaufheizung des Aktuators und Aufheizung durch Bremsanlage) realisiert.
Aus obigen Betrachtungen zur Temperaturkorrektur und ggf. Spannungskorrektur ergibt sich die folgende Gleichung für die Bestimmung des Abschaltstroms: L3, = (Fepb - Pv - Aeff ) - m(η) + ileerlauf +ikorr (T, 88f. u) ( Gl . 7 ) .
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Verschleiß durch eine Abhängigkeit der Parameter m(η) bzw. ikorr von der Anzahl der bisher erfolgten Betätigungen n des Aktua- tors abhängig gestaltet werden. Das bedeutet
m(η) = g(n) ; ikorr = f(Tf ggf. u, n) (Gl. 9) .
Da auch am Ende oder nach Abschluss des Zuspannvorgangs die tatsächlich aufgebrachte Kraft nicht explizit bekannt ist, kann in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, um zu überprüfen, ob die erreichte Zuspannkraft ausreichend ist und dem vorgegebenen Wert entspricht, der beim Zuspannen zurückgelegte Zuspannweg xciamP, d.h. der Betätigungsweg aus¬ gehend vom Anlegepunkt ermittelt werden. Wenn die Sattelkennlinie der Feststellbremse gerade der "Normsattelkennlinie" entspricht, kann aus dieser anhand der gewünschten Zuspannkraft ein Normzuspannweg ermittelt werden. Bei einem Vergleich des tatsächlich zurückgelegten Zuspannweges mit dem Normzuspannweg kann abgeschätzt werden, ob die erreichte Zuspannkraft auch der gewünschten Zuspannkraft entspricht. Sollte der eingestellte Zuspannweg deutlich kleiner sein als die Normwegdifferenz, so wird in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel durch die Steuereinheit eine Nachspannfunktion aktiviert.
Bevorzugt wird das Nachspannen ohne das explizite Ausschalten der H-Brücke direkt im Anschluss an den Zuspannvorgang durchgeführt, da aus Versuchen bekannt ist, dass zum Wider- anlaufen des Aktuators ein deutlich höherer Strom benötigt wird, als beim letzten Zuspannen. Der direkte Anschluss der Nachspannfunktion an den Zuspannvorgang hat den Vorteil, dass nicht noch einmal ein sehr hoher Einschaltstrom auftritt.
Eine Ausführungsmöglichkeit zum Nachspannen besteht darin, mittels einer Wegregelung ein weiteres Zuspannen der Feststellbremse durchzuführen. Hierbei geht man von der beim Ende des Zuspannvorgangs vorliegenden Position aus. Die Wegregelung verwendet ausgehend hiervon einen Positionssollwert, der einen um dx größeren Wert aufweist als die Position am Ende des Zuspannvorgangs. Bei der um dx größeren Position wird davon ausgegangen, dass die Bremsbacken mit einer entsprechend größeren Kraft zugespannt werden. Der Wegregler versucht beim Nachspannen, den um dx größeren Wert in Zuspannrichtung einzustellen. Hierbei wird die für den eigentlichen Zuspannvorgang verwendete Grenze (Maximalstromwert) nicht angewendet, jedoch ein weiterer ("aufgeweichter") Stromgrenzwert vorgegeben, der überwacht wird. Der weitere Stromgrenzwert ist charakteristisch für den Zustand, bei dem der Aktuator am Ende seiner physikalischen Möglichkeiten ist, d.h. der Aktuator überschreitet einen absoluten Maximalstromwert nicht. Das Nachspannen wird durch die Steuereinheit entweder beim Erreichen des um dx größeren Weges gestoppt oder, wenn dieser nicht erreicht wird, beim Erreichen des weiteren Stromgrenzwerts.
Eine weitere Möglichkeit, eine Nachspannfunktion zu realisieren, besteht in der sogenannten "Knock-Funktion" . Diese spezielle Variante des Nachspannens kann in Abhängigkeit von der Aktuatortemperatur, der zur Verfügung stehenden Spannung und dem erreichten Abschaltstrom am Ende des Zu- spannvorgangs durchgeführt werden. Hierbei wird eine Anzahl von Drehmomentimpulsen auf den Aktuator gegeben, so dass sich eine höhere Zuspannkraft einstellt. Zur Erzeugung der Drehmomentimpulse wird die H-Brücke für eine definierte Zeit eingeschaltet. Danach wird eine vorgegebene Zeit gewartet (z.B. 150 ms) . Wird während dieser Einschaltphase nach Ablauf einer minimalen Zeit (z.B. 50 ms) der maximal vorgegebene Strom (weiterer Stromgrenzwert oder Maximalstromwert) überschritten, so wird dieser Drehmomentimpuls abgebrochen und wieder die bestimmte, vorgegebene Zeit gewartet. Beispielsweise kann die folgende Anzahl von Drehmomentimpulsen (auch "Knocks" genannt) angewendet werden:
ιKno = trunc { +1 ) ( Gl . 10 )
10°C
Die Impulse nKnocks sind jeweils 150 ms lang und folgen alle 300 ms aufeinander.
Die „Knock-Funktion" kann auch analog während des „normalen" Zuspannvorgangs, insbesondere an dessen Ende, durchgeführt werden. Ihre Anwendung ist somit nicht auf das Nachspannen beschränkt.
Für die Bestimmung des Maximalstromwerts wird, wie oben dargestellt, der aktuelle Leerlaufström berücksichtigt. Der Leerlaufström wird beim Überfahren des Lüftspiels vermessen. Als Realisierung zur Vermessung des LeerlaufStroms kann das betragsmäßige Minimum des Stroms beim Zuspannen als Leerlaufstromwert verwendet werden. Hierdurch muss der Anlaufstrom nicht gesondert berücksichtigt werden und es wird auch dann ein Ergebnis ermittelt, wenn kein Lüftspiel vorhanden ist. Das Minimum des Stroms kann in diesem Fall ebenfalls als Ersatzwert verwendet werden, wobei der so gefundenen Wert für den Leerlaufström auf einen Maximalwert zu begrenzen ist.
Zur Bestimmung der zur Maximalstromwertberechnung verwendeten Temperatur muss aus den gemessenen Aktuatortemperaturen diejenige Temperatur gewählt oder berechnet werden, die letztendlich zur Berechnung des Maximalstromwerts verwendet wird. Insbesondere liegen bei der Verwendung von Feststellbremsen auf beiden Seiten des Kraftfahrzeugs zwei Aktuato- ren vor, bei welchen Temperaturmessungen durchgeführt werden. Sollten die Messungen an beiden Aktuatoren nicht erkennbar falsch sein, so wird in vorteilhafter Weise für die Berechnung des Abschaltstroms diejenige Temperatur gewählt, die von beiden einen höheren Abschaltstrom erzeugen würde. Sollte eine der beiden Temperaturmessungen erkennbar falsch sein, so wird der Messwert der intakten Messung zur Bestimmung des Maximalstromwerts herangezogen. Falls beide Messungen der Temperatur erkennbar falsch sind, so kann eine "worst case"-Temperatur, beispielsweise -4O0C, für die Berechnung des Maximalstromwerts herangezogen werden.
Alternativ zur Verwendung einer Strombegrenzung, um die gewünschte Zuspannkraft einzustellen, kann die gewünschte Zu- spannkraft über einen vorher ermittelten Zuspannweg eingestellt werden. Hierbei wird der unten im Zusammenhang mit dem Lösen der Feststellbremse diskutierte Zusammenhang zwi- sehen Zuspannkraft und Kolbenweg bzw. der Verformung des Bremssattels und der Beläge genutzt werden. Dieser Zusammenhang ergibt sich aus der Steifigkeit des Systems und setzt sich im Wesentlichen aus der Steifigkeit der Bremsfaust (material- und geometrieabhängig) und der Bremsbeläge zusammen. Diese Steifigkeit spielt allerdings erst eine Rolle, wenn der Anlegepunkt erreicht ist. Demzufolge ist die Voraussetzung für die Anwendung dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung eine sichere Erkennung des Anlegepunkts, die analog zu der unten im Kapitel "Lösen der Feststellbremse" erläuterten Anlegepunkterkennung unter Berücksichtigung des hydraulischen Vordrucks erfolgt. Analog zu unten stehendem Verfahren kann auch die Positionskalibrierung durchgeführt werden, die zur Kalibrierung des Kennlinienzusammenhangs zwischen Zuspannkraft und Kolbenweg dient .
Bei der Bestimmung des durch den Aktuator zurückzulegenden Wegs für eine bestimmte, gewünschte Zuspannkraft muss weiterhin berücksichtigt werden, dass die Steifigkeit des Ak- tuators Änderungen unterliegt, die beispielsweise aus dem Zustand der Bremsbeläge (Verschleiß, Temperatur, Temperatur der Bremsscheibe) herrühren. Um diese Änderungen zu berücksichtigen, wird entweder mit einer "worst-case-Kennlinie" gearbeitet, die aufgrund von Sicherheitsbetrachtungen die genannten Änderungen abdeckt. Allerdings führt eine solche "worst-case-Kennlinie" zu einer erhöhten mechanischen Belastung des Aktuators. Alternativ können für die verschiedenen Änderungsfälle unterschiedliche Kennlinien ermittelt und in der Steuereinheit hinterlegt werden (z.B. Scheiben- temperaturmodell mit schneller Änderung, Modell für Ver- schleiß oder Anzahl der Bremsbetätigungen mit langsamer Änderung bei gelegentlichem Vermessen) . Abhängig von der jeweiligen Änderung kann dann die jeweils gültige Kennlinie ausgewählt und bei der Ermittlung des zurückzulegenden Wegs des Aktuators angewendet werden.
Grundsätzlich lassen sich die Zuspannkonzepte "Maximalstromwertbegrenzung" und "Zuspannwegbegrenzung" auch kombinieren. Beispielsweise kann ein Konzept als Masterkonzept ausgewählt werden und mit dem jeweils anderen Konzept überprüft werden. So ist es sinnvoll, nach einem Zuspannen gemäß "Maximalstromwertbegrenzung" zu überprüfen, ob sich der gefahrene Weg im Rahmen des Konzepts "Zuspannwegbegrenzung" bewegt. Ggf. kann eine Nachspannfunktion (siehe oben) der Steuereinheit aktiviert werden.
Auch kann es durch Ausfall von Sensoren erforderlich werden, das jeweils andere Zuspannkonzept anzuwenden. Fällt beispielsweise der Temperatursensor aus, so kann alternativ das Konzept "Zuspannwegbegrenzung" oder das Konzept "Maximalstromwertbegrenzung" mit einer "worst-case-Temperatur" bis zur Reparatur des Sensors verwendet werden.
5. Lösen der erfindungsgemäßen Feststellbremse
Zum Lösen der Feststellbremse wird durch den Aktuator rein gesteuert ein bestimmter Verfahr- oder Löseweg <Ptotai_reiease in Löserichtung zurückgelegt. Hierbei wird der Sollverfahrweg aus dem aktuellen Abstand zur Anlegeposition (ohne Vordruck) <Pciamp und einem vorzugebenden Luftspiel φairgaP_set (hierbei ist das maximale Lüftspiel des Kolbens, das durch die Position der Antriebsmutter im Kolben definiert wird, gemeint) ermittelt.
Es wird daher folgender Gesamtweg durchfahren:
Ψ total _ release = Ψ clanφ ~^~ Ψ * alrgap _ set Ψ ' alrgap _ set ^ " ( G l . 1 1 )
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Steuereinheit zusätzlich eine sogenannte "Disengage- Funktion/Engage-Funktion" auf. Mittels der Disengage- Funktion wird zusätzlich zu dem oben definierten Lüftspiel ein erweitertes Lüftspiel <Ptotai_reiease+(Perw vorgegeben und durch den Wegregler angefahren. Mittels der Engage-Funktion wird durch die Steuereinheit ein Zurückfahren auf das ursprünglich eingestellte Lüftspiel <Ptotai_reiease gesteuert. Mittels der Engage-/Disengage-Funktionen kann z.B. bei einer erkennbaren Erhitzung der Bremse ohne Bremswunsch ein sicheres Lüften der Feststellbremse realisiert werden. Hierbei weist das Steuergerät eine Notfunktion auf, die auch aus der "Disengage-Position" mit erweitertem Lüftspiel ein Zuspannen vorsieht, so dass der Anlegepunkt sicher erkannt werden kann.
Die Position der Bremsbacken oder die Position des Aktua- tor-Kolbens ist in der Regel, beispielsweise bei Anwendung obigen Motormodells (Gl. 1) zur Bestimmung der Position nicht genau bekannt, da das Modell Vereinfachungen enthält und auch die Motorparameter nicht präzise bekannt sind. Die durch die Ungenauigkeiten und Vereinfachungen entstandenen Fehler werden bei der Bestimmung der Position integriert und führen unter ungünstigen Umständen über mehrere Zu- spannvorgänge schnell zu Abweichungen, so dass das sichere Einstellen des Lüftspiels, das auf einer reinen Positionsregelung beruht, nicht mehr gewährleistet ist. Aus diesem Grund wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die durch das Modell ermittelte Position des Kolbens oder der Bremsbacken bei jedem Zuspannen kalibriert. Kalibrieren heißt hierbei, dass der aktuell mit Hilfe eines Motormodells ermittelte Positionswert korrigiert wird.
Für die Kalibrierung der Position wird ein Bremssattelstei- figkeits-Modell verwendet, welches kennlinienbasiert oder parametrisch vorliegen kann. Unter der Annahme, dass die Zuspannkraft quadratisch von dem zurückgelegten Weg abhängt, sofern der Weg größer oder gleich Null ist, und keine Kraft aufgewendet werden muss, wenn der Weg kleiner als Null ist, und unter der weiteren Annahme, dass am Anlegepunkt lediglich eine Kraft verursacht durch den hydraulischen Vordruck anliegt, kann folgender parametrischer Zusammenhang abgeleitet werden, der zur Positionskalibrierung genutzt werden kann (ppiston • • • Druck am Kolben) :
Figure imgf000035_0001
Demnach kann bei bekanntem Anlegepunkt eine Kalibrierung der Position auf den Anlegepunkt mit dem in (Gl. 12) angegebenen Zusammenhang vorgenommen werden, indem der bekannte Anlegepunkt mit dem errechneten Positionswert xcp verglichen wird.
Der Zusammenhang zwischen Zuspannkraft und vom Aktuator zurückgelegtem Weg wird noch einmal anhand des in Fig. 5 dargestellten Diagramms veranschaulicht. Die gepunktete Linie symbolisiert die Situation am Anlegepunkt, an dem der zurückgelegte Weg xcp dem hydraulischen Vordruck Fhydr entspricht. Über diesen Zusammenhang können die übrigen Positionen der Kennlinie entsprechend kalibriert werden.
Alternativ kann auch auf den Punkt des zurückgelegten Wegs, in dem sich der Maximalstromwert, d.h. die gewünschte Zuspannkraft, einstellt, kalibriert werden. Dieser Punkt ist durch die gewünschte Zuspannkraft über das Motormodell e- benfalls zugänglich.
Sollte der Vordruck nicht verfügbar sein, so ist dennoch eine Positionskalibrierung erforderlich. In diesem Fall kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel ein fest vorgegebener Wert für den Vordruck (z.B. 40 bar) verwendet werden. Gegebenenfalls muss dann bei der Vorgabe des Lüftspielwegs φairgaP_set ein etwas größerer Wert eingestellt wer¬ den, so dass es auch dann nicht zu einem Schleifen der Bremse kommt, wenn der tatsächliche Vordruck deutlich größer als der angenommene Wert war.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel kann der verwendete Vordruck abhängig von einer ggf. vorhandenen Hangneigung gewählt werden. Alternativ kann der verwendete Vordruckwert von der Sattelkennlinie abhängig bestimmt werden. Bei einer quadratisch verlaufenden Kennlinie kann beispielsweise der Vordruck verwendet werden, der dem halben Verfahrweg entspricht. Bei einem maximalen Druck von 200 bar könnte somit beispielsweise ein Vordruck von etwa 50 bar verwendet werden.
Voraussetzung für die Positionskalibrierung ist die Kenntnis des tatsächlichen Anlegepunkts, der sich im Laufe des Betriebs der Feststellbremse verschiebt und der mit der erfindungsgemäßen Feststellbremse ohne Kraftmessung nicht direkt gemessen werden kann.
Durch theoretische Betrachtungen ausgehend von der Erkenntnis, dass am Anlegepunkt die Ableitung der Zuspannkraft nach dem Zuspannweg größer als Null wird, ergibt sich als Kriterium für die Bestimmung des Anlegepunkts der Zusammenhang:
^>0 dt
Eine robuste technische Umsetzung zur Anlegepunkterkennung entsprechend obigen Zusammenhangs berücksichtigt die folgenden störenden Randbedingungen:
- verrauschte Signale (Strom i und Spannung u)
- Temperaturabhängigkeit aller Größen (Rmotr kt, MR0)
- überlagerte dynamische Effekte (Anlaufverhalten)
- qualitativ verändertes Zuspannverhalten aufgrund von Verschleiß - Systemeinflüsse (z.B. durch An- bzw. Abschalten des "Nachbaraktuators" )
Für die technische Umsetzung der Anlegepunkterkennung werden Spannung und Strom zyklisch mit der Abtastzeit T0 er- fasst (siehe Motormodell (Gl. I)) . Die erfassten Werte werden anschließend nach der Zeit differenziert. Als robustes Verfahren hat sich hierfür die quadratische Approximation bewährt, wobei sich als besonders vorteilhaft die Anwendung eines Approximationsfilters dritter Ordnung herausgestellt, bei dem gerade 3 Messwerte für die Bildung einer Parabel verwendet werden.
Die zeitliche Ableitung des Stroms ist in dem in Fig. 6 dargestellten Diagramm veranschaulicht. In dieser Darstellung wird deutlich, dass der Anlegepunkt durch einen Nulldurchgang der Ableitung des Stroms nach der Zeit charakterisiert ist. Bei einem größeren Lüftspiel kann es jedoch auch eine ausgedehnte Phase der ersten Ableitung des Stroms geben, in der die Ableitung in der Nähe von Null liegt. Um eine klare Abgrenzung zum Anlaufverhalten zu erreichen, wird die Erkennung des Anlegepunkts durch die Beobachtung von di/dt erst dann vorgenommen, wenn eine negative Ableitung auftritt.
Für das sichere und robuste Erkennen des Anlegepunkts wurde das im Folgenden dargestellte Verfahren entwickelt. Zunächst wird eine (positive) Schranke ip0 (Ableitungsschwellwert) für die betrachtete Größe (di/dt) festgelegt. Diese Schranke ist ein kleiner (verglichen mit den übrigen Werten di/dt) positiver Wert nahe Null. Wird diese Schranke durch di/dt überschritten, so wird die aktuelle Position als potentieller Anlegepunkt gespeichert und ein Zähler gestartet. Der Zähler zählt mit jedem neuen Messwert so lange weiter nach oben, d.h. der Zähler wird durch einen Inkre- mentierungswert inkrementiert , so lange die betrachtete Größe größer ist als die Schranke ip0. Fällt die Größe unter die Schranke, dann wird der Zähler wieder auf Null gesetzt. Der potentielle Anlegepunkt wird genau dann als wirklicher Anlegepunkt betrachtet, wenn der Zähler einen vorgegebenen Wert nVorgabe (Zählerschwellwert) erreicht. Damit wird sichergestellt, dass als Anlegepunkt die Position gewählt wird, nach der die zu betrachtende Größe mindestens nVorgabe mal hintereinander größer war als die vorgegebene Schranke. Dieses Verfahren hat sich in der Praxis bewährt und liefert auch bei ungewöhnlichen Stromprofilen sinnvolle Werte .
Eine Prüfung des gefundenen Anlegepunkts auf Plausibilität findet nicht statt, da die Position ja gerade auf den gefundenen Anlegepunkt kalibriert werden soll und somit keine (sinnvolle) Größe zum Vergleich vorliegt.
Bei Vorliegen eines hydraulischen Vordrucks wird ein analoges Verfahren verwendet. Allerdings kann es, je nach realer Sattelsteifigkeit, erforderlich sein, den Grenzwert nVorgabe herunterzusetzen, weil die Bewegung bei hohen Vordrücken schon vor Ablauf der bei Vordruck Null betrachteten nVorgabe Messwerten beendet ist. Es wird daher die folgende Abhängigkeit von nVorgabe vom Vordruck p0 vorgeschlagen: nvorgabe (Po )= lθ -trunc {
40 bar
Der oben beschriebene Algorithmus zur Anlegepunkterkennung eignet sich auch dafür, weitere Kalibrierpunkte zu ermitteln. Dies geschieht dadurch, dass die Schranke ip0 für einen weiteren Kalibrierpunkt anders gewählt wird. Man kann so versuchen, für die Plausibilitätsprüfung der eingestellten Zuspannkraft über den ermittelten Verfahrweg einen stabileren, d.h. linearen, Teil der Sattelkennlinie zu vermessen. Hierbei wird die Schranke ipo zur Ermittlung des Kalibrierpunkts erhöht. Gegebenenfalls muss auch ein anderes (kleineres) nVorgabe für die Ermittlung des bei höherer Kraft gefundenen Kalibrierpunkts eingestellt werden.
Das Lüftspiel wird dadurch ermittelt, dass das vor dem aktuellen Zuspannvorgang eingestellte Lüftspiel durch Berechnung der Wegdifferenz zwischen Start des Zuspannvorgangs bis zum Finden des neuen Anlegepunkts ermittelt wird. Nach dem Zuspannen liegen so Messungen für das davor eingestellte Lüftspiel vor. Sollte das vermessene Lüftspiel kleiner sein als das Lüftspiel, das eingestellt werden sollte, so könnte hierin eine fehlerhafte Einstellung liegen. Um den gleichen Fehler, also das Einstellen eines zu kleinen Lüftspiels beim nächsten Lösen zu verhindern, wird für den nächsten Lösevorgang der Sollwert für das Lüftspiel um einen festen Betrag vergrößert. Ist demgegenüber das vermessene Lüftspiel deutlich größer als der vorgegebene Wert, so kann der Sollwert für das nächste Lösen verkleinert werden. Aufgrund von Sicherheitsbetrachtungen ist es sinnvoll, das Lüftspiel in großen Schritten zu vergrößern und in wesentlich kleineren Schritten wieder zu verkleinern.
Nach einem harten Reset der Steuereinheit, in der diese nicht geordnet heruntergefahren wurde, ist der Status des Aktuators unbekannt. Insbesondere liegt keine kalibrierte Position vor, auf die sich die Ansteuerung beziehen könnte. Aus diesem Grund ist vor dem normalen Betrieb der Feststellbremse eine Initialisierungsfahrt des Aktuators notwendig. Die Initialisierungsfahrt startet bei Betätigung des Bedienelements der Feststellbremse. Beim Zuspannen wird die Initialisierung derart vorgenommen, dass beim Zuspannen der normale Maximalstromwert erreicht wird. Bei diesem Zuspannen wird jedoch eine Anlegepunkterkennung nicht durchgeführt. Anschließend wird einmalig, d.h. bis zur nächsten Bestimmung des Anlegepunkts die Position des Aktuators auf den Standardwert der Normkennlinie gesetzt. Hierbei wird davon ausgegangen, dass die Sollzuspannkraft gerade mit dem Abschaltkriterium eingestellt wurde. Damit liegt ein Wert der Position vor, der beim nächsten Öffnen/Lösen ein sicheres Einstellen des Lüftspiels garantiert.
Falls der Fahrer des Kraftfahrzeugs nach einem harten Reset der Steuereinheit die Feststellbremse lösen möchte, startet die Initialisierungsfahrt trotzdem zunächst in Richtung Zuspannen, bis der normale Maximalstromwert erreicht wird. Die sich anschließende Initialisierungsprozedur erfolgt a- nalog zur obigen Prozedur. Anschließend wird die Feststellbremse gelöst und ein Lüftspiel sicher eingestellt. Durch unterschiedlichen Verschleiß, durch Modellfehler oder aktuatorspezifische Gegebenheiten kann es zu einer deutlichen, d.h. für den Fahrer des Kraftfahrzeugs spürbaren A- synchronität zwischen zwei in einem Kraftfahrzeug angeordneten Aktuatoren kommen. Dies geschieht beispielsweise, wenn die Lüftspiele links und rechts sehr unterschiedlich eingestellt werden und ein Aktuator beim nächsten Zuspannen seinen Anlegepunkt wesentlich früher erreicht als der andere. Die Zeitdifferenz zwischen der Einstellung beider Anlegepunkte ist ein Maß für die Asynchronität der Aktuatoren. Sollte diese Zeitdifferenz größer werden als eine zulässige Schranke, wird in einem weiteren Ausführungsbeispiel durch eine entsprechende Änderung des Lüftspielsollwerts das synchrone Verhalten wieder hergestellt. Aus Sicherheitsgründen wird der Lüftspielsollwert des scheinbar „schnelleren" Ak- tuators vergrößert. Vorzugsweise wird diese Adaption in kleinen Schritten (pro Betätigung) durchgeführt, um die Varianz der Anlegepunkterkennung auszugleichen. Außerdem wird in vorteilhafter Weise die Korrektur der Lüftspielsollwerte beider Aktuatoren einzeln aufintegriert , um bei erreichter Synchronität die Korrektur auf beiden Seiten gleichzeitig zu reduzieren, bis das kleinere Lüftspiel dem Normlüftspiel entspricht .

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zum Betreiben einer Feststellbremse mit einem Aktuator (5), wobei der Aktuator (5) durch einen in zwei Richtungen betreibbaren Gleichstrommotor (28) angetrieben wird, der über ein selbsthemmendes Getriebe (24) des Aktuators (5) mindestens eine Bremsbacke zum Zuspannen oder Lösen der Feststellbremse in Richtung eines Drehglieds oder davon weg bewegt, wobei eine Steuereinheit (10) für die Steuerung oder Regelung der Bewegung des Gleichstrommotors (28) vorgesehen ist, wobei beim Zuspannen oder Lösen der Feststellbremse in der Regel ein Anlegepunkt der Bremsbacken an dem Drehglied überschritten wird, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuereinheit (10) zur Bestimmung des Anlegepunkts die erste Ableitung des beim Zuspannen vom Gleichstrommotor (28) aufgenommenen elektrischen Stroms nach der Zeit gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuereinheit (10) der Anlegepunkt als der Punkt der Bremsbackenstellung bestimmt wird, bei dem die Ableitung des vom Gleichstrommotor (28) aufgenommenen elektrischen Stroms nach der Zeit größer als Null wird, wobei vorzugsweise dieser Wert der ersten Ableitung erst dann als Anlegepunkt identifiziert wird, wenn die Ableitung des Stroms davor negativ war.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
- Festlegen eines positiven Ableitungsschwellwerts (ipo) für die erste Ableitung (dl/dt),
- Prüfen in vorgegebenen, vorzugsweise regelmäßigen Abständen der Zuspannbewegung des Gleichstrommotors (28), ob die erste Ableitung des vom Gleichstrommotor (28) aufgenommenen Stroms (di/dt) größer als der oder gleich dem Ableitungsschwellwert (ipo) ist,
- falls die erste Ableitung größer als der oder gleich dem Ableitungsschwellwert (iPo) ist, Merken der aktuellen Bremsbackenposition als potentiellen Anlegepunkt und Starten eines Zählers sowie Inkrementieren des Zählers bei der weiteren Zuspannbewegung des Gleichstrommotors (28) um einen vorher festgelegten Inkrementierungswert , solange die erste Ableitung (di/dt) größer als der oder gleich dem Ableitungsschwellwert (ipo) ist, oder Zurücksetzen des Zählers auf Null, sobald bei der weiteren Zuspannbewegung des Gleichstrommotors (28) die erste Ableitung (di/dt) den Ableitungsschwellwert (ipo) wieder unterschreitet,
- Prüfen, ob der Zähler einen vordefinierten Zählerschwellwert (nVθrgahe) überschreitet, und,
- falls der Zähler den vordefinierten Zählerschwellwert (nVorgahe) überschreitet, Festlegen des jeweiligen gemerkten potentiellen Anlegepunkts als tatsächlicher Anlegepunkt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuereinheit (10) zur Steuerung oder Regelung der Bewegung des Gleichstrommotors (28) zum Zuspannen der Feststellbremse mit einer gewünschten, vorgegebenen Zuspannkraft ein vom Gleichstrommotor (28) hierfür aufzunehmenden Maximalstromwert bestimmt, das Zuspannen durch eine entsprechende Bewegung des Gleichstrommotors (28) durchgeführt und nach Erreichen des Maximalstromwerts die Bewegung des Gleichstrommotors (28) beendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Steuerung oder Regelung des Gleichstrommotors (28) zum Zuspannen und/oder Lösen der Feststellbremse durch die Steuereinheit (10) ein hydraulischer Vordruck berücksichtigt wird, welcher im Fall des Zuspannens aktuell am Kolben anliegt oder im Fall des Lösens beim vorangegangenen Zuspannen am Kolben angelegen hat.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuereinheit (10) beim Zuspannen und/oder Lösen mittels eines Motormodells fortlaufend ein zurückgelegter Betätigungsweg des Gleichstrommotors (28) ermittelt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuereinheit (10) eine mittels eines Motormodells ermittelte Kolbenposition unter Berücksichtigung des hydraulischen Vordrucks auf den ermittelten Anlegepunkt oder die ermittelte Position beim Erreichen des vorgegebenen Maximalstromwerts kalibriert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuereinheit (10) aus dem Betätigungsweg zwischen dem ermittelten Anlegepunkt und der Betätigungsposition beim Erreichen des vorgegebenen Maximalstromwerts ein zurückgelegter Zu- spannweg ermittelt und anschließend der zurückgelegte Zuspannweg mit einem der gewünschten Zuspannkraft entsprechenden Normzuspannweg verglichen wird, wobei bei einer signifikanten Abweichung des zurückgelegten Zu- spannwegs vom Normzuspannweg eine Nachspannfunktion der Steuereinheit (10) aktiviert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachspannfunktion eine Wegregelung beinhaltet, wobei das Nachspannen vorzugsweise direkt nach Beendigung des Zuspannvorgangs durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuereinheit (10) zum Nachspannen eine ' Knock-Funktion ' verwendet wird, wobei das Nachspannen vorzugsweise direkt nach Beendigung des Zuspannvorgangs durchgeführt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuereinheit (10) zum Lösen der Feststellbremse eine Steuerung der Mutterbewegung in Löserichtung durchgeführt wird, wobei bei der Berechnung des für die Steuerung der Mutterbewe- gung verwendeten Sollverfahrwegs der beim letzten Zu- spannen unter Berücksichtigung des hydraulischen Vordrucks ermittelte Anlegepunkt sowie ein vorgegebenes Lüftspiel berücksichtigt wird.
12. Feststellbremse mit einem Aktuator (5), wobei der Ak- tuator (5) durch einen in zwei Richtungen betreibbaren Gleichstrommotor (28) angetrieben wird, der über ein selbsthemmendes Getriebe (24) des Aktuators (5) mindestens eine Bremsbacke zum Zuspannen oder Lösen der Feststellbremse in Richtung eines Drehglieds oder davon weg bewegt, wobei eine Steuereinheit (10) für die Steuerung oder Regelung der Bewegung des Gleichstrommotors vorgesehen ist, wobei die Feststellbremse derart ausgebildet ist, dass beim Zuspannen oder Lösen der Feststellbremse in der Regel ein Anlegepunkt der Bremsbacken an dem Drehglied überschritten wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) den Anlegepunkt durch Bildung der ersten Ableitung des beim Zuspannen vom Gleichstrommotor (28) aufgenommenen elektrischen Stroms nach der Zeit bestimmt.
13. Feststellbremse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) den Anlegepunkt als den Punkt der Bremsbackenstellung bestimmt, bei dem die Ableitung des vom Gleichstrommotor (28) aufgenommenen elektrischen Stroms nach der Zeit größer als Null wird, wobei vorzugsweise dieser Wert der ersten Ableitung erst dann als Anlegepunkt identifizierbar ist, wenn die Ableitung des Stroms davor negativ war.
14. Feststellbremse nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) zur Steuerung oder Regelung der Bewegung des Gleichstrommotors (28) zum Zuspannen der Feststellbremse mit einer gewünschten, vorgegebenen Zuspannkraft ein vom Gleichstrommotor (28) hierfür aufzunehmenden Maximalstromwert bestimmt, das Zuspannen durch eine entsprechende Bewegung des Gleichstrommotors (28) durchführt und nach Erreichen des Maximalstromwerts die Bewegung des Gleichstrommotors (28) beendet.
15. Feststellbremse nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit bei der Steuerung oder Regelung des Gleichstrommotors (28) zum Zuspannen und/oder Lösen der Feststellbremse einen hydraulischen Vordruck berücksichtigt, welcher im Fall des Zuspannens aktuell am Kolben anliegt oder im Fall des Lösens beim vorangegangenen Zuspannen am Kolben angelegen hat.
16. Feststellbremse nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) beim Zuspannen und/oder Lösen mittels eines Motormodells fortlaufend einen zurückgelegten Betätigungsweg des Gleichstrommotors (28) ermittelt.
17. Feststellbremse nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) eine mittels eines Motormodells ermittelte Kolbenposition unter Berücksichtigung des hydraulischen Vordrucks auf den ermit- telten Anlegepunkt oder die ermittelte Position beim Erreichen des vorgegebenen Maximalstromwerts kalibriert .
18. Feststellbremse nach einem der Ansprüche 16 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) aus dem Betätigungsweg zwischen dem ermittelten Anlegepunkt und der Betätigungsposition beim Erreichen des vorgegebenen Maximalstromwerts einen zurückgelegten Zuspannweg ermittelt und anschließend den zurückgelegte Zuspannweg mit einem der gewünschten Zuspannkraft entsprechenden Normzuspannweg vergleicht, wobei bei einer signifikanten Abweichung des zurückgelegten Zu- spannwegs vom Normzuspannweg eine Nachspannfunktion der Steuereinheit (10) aktivierbar ist.
19. Feststellbremse nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachspannfunktion eine Wegregelung beinhaltet, wobei die Steuereinheit (10) das Nachspannen vorzugsweise direkt nach Beendigung des Zuspannvor- gangs durchführt .
20. Feststellbremse nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) zum Nachspannen eine
' Knock-Funktion ' verwendet, wobei die Steuereinheit (10) das Nachspannen vorzugsweise direkt nach Beendigung des Zuspannvorgangs durchführt.
21. Feststellbremse nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) zum Lösen der Feststellbremse eine Steuerung der Mut- terbewegung in Löserichtung durchführt, wobei die Steuereinheit (10) bei der Berechnung des für die Steuerung der Mutterbewegung verwendeten Sollverfahrwegs den beim letzten Zuspannen unter Berücksichtigung des hydraulischen Vordrucks ermittelten Anlegepunkt sowie ein vorgegebenes Lüftspiel berücksichtigt.
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