DE102014214741A1

DE102014214741A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Parkbremse eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102014214741A1
Application number: DE102014214741.7A
Authority: DE
Inventors: Frank Baehrle-Miller; Martin Holder
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-07-28
Filing date: 2014-07-28
Publication date: 2016-02-11
Also published as: CN105292094A; US20160025169A1; US9829058B2; CN105292094B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Parkbremse (1) eines Kraftfahrzeugs, die wenigstens eine Radbremseinrichtung (2, 3) aufweist, wobei die Radbremseinrichtung zu ihrer Betätigung einen ansteuerbaren Elektromotor (6, 7) aufweist, der eine Spindel zum Verlagern eines Bremskolbens zwischen einer Zuspannstellung und einer Freigabestellung antreibt, wobei zur Kalibrierung der Parkbremse (1) der Elektromotor angesteuert wird, um in einem ersten Schritt den Bremskolben in die Freigabestellung und in einem darauffolgenden zweiten Schritt von der Freigabestellung in die Zuspannstellung zu verlagern. Es ist vorgesehen, dass in dem zweiten Schritt während des Verlagerns des Bremskolbens eine Stromversorgung des Elektromotors (6, 7) in einer Leerlaufphase (II) unterbrochen und in Abhängigkeit von einem Ausrollverhalten des Elektromotors (6, 7) wenigstens ein Motorparameter des Elektromotors (6, 7) ermittelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Parkbremse eines Kraftfahrzeugs, die wenigstens eine Radbremseinrichtung aufweist, wobei die Radbremseinrichtung zu ihrer Betätigung einen antreibbaren Elektromotor aufweist, der eine Spindel zum Verlagern eines Bremskolbens der Radbremseinrichtung zwischen einer Zuspannposition und einer Freigabeposition antreibt, wobei zur Kalibrierung der Parkbremse der Elektromotor angesteuert wird, um in einem ersten Schritt den Bremskolben in die Freigabeposition und in einem darauffolgenden zweiten Schritt von der Freigabeposition in Richtung der Zuspannposition zu verlagern.
Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Parkbremse, sowie ein Computerprogramm und ein Computerprogramm-Produkt.
Stand der Technik
Verfahren der Eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Parkbremsen für Kraftfahrzeuge weisen in der Regel zwei Radbremseinrichtungen auf, die jeweils einem Rad einer Hinterradachse des Kraftfahrzeugs zugeordnet sind, um dieses bei Bedarf zu blockieren. Die Radbremseinrichtungen sind dabei üblicherweise mit einem elektromotorischen Aktuator versehen, der einen Bremskolben der jeweiligen Radbremseinrichtung verfährt, um eine Bremskraft zu erzeugen. Üblicherweise wird der Bremskolben dabei durch eine Spindel betätigt, die von einem Elektromotor angetrieben wird.
Durch genaue Kenntnis der Motorparameter des Elektromotors ist eine vollständige und exakte mathemische Beschreibung der Systemdynamik der Parkbremse möglich. Neben der Motorkonstante und dem Motorwiderstand ist auch das Massenträgheitsmoment ein Motorparameter, der die Dynamik der Parkbremse beschreibt und wie auch die anderen Motorparameter einer Serienstreuung unterliegt.
Bei der Erstinbetriebnahme oder im laufenden Betrieb einer Parkbremse ist es vorteilhaft, wenn diese kalibriert wird, insbesondere um die Position der Spindel beziehungsweise des Bremskolbens für eine Ansteuerung der Radbremseinrichtung zu kennen. Dabei ist es bekannt, die Parkbremse zu kalibrieren, indem der Elektromotor angesteuert wird, um in einem ersten Schritt den Bremskolben in eine Freigabeposition zu verlagern, und in einem darauffolgenden zweiten Schritt in eine Zuspannposition. In der Freigabeposition ist der Bremskolben in eine Nichtgebrauchsstellung verfahren, und in der Zuspannposition beaufschlagt der Bremskolben insbesondere eine Bremsscheibe mit einer Bremskraft. Zwischen den beiden Positionen ist der Bremskolben durch den Elektromotor, insbesondere durch eine durch den Elektromotor antreibbare Spindel verlagerbar. Durch das Anfahren der beiden genannten Endpositionen, die sich dadurch auszeichnen, dass ein weiteres Verfahren des Bremskolben mechanisch nicht möglich ist, lässt sich die Parkbremse und insbesondere der elektromotorische Aktuator kalibrieren.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass während des Kalibriervorgangs wenigstens ein Motorparameter des Elektromotors ermittelt wird, der zur Ansteuerung der Parkbremse verwendet wird. Hierdurch kann eine Serienstreuung der Motorparameter kompensiert und die Parkbremse auch diesbezüglich kalibriert werden. Insbesondere im laufenden Betrieb können sich die Motorparameter des Elektromotors beispielsweise aufgrund von Verschleiß verändern. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, diese auch im laufenden Betrieb zu erfassen und die Ansteuerung des Elektromotors entsprechend anzupassen. Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, dass in dem zweiten Schritt, also während der Leerlaufphase, während der Verlagerung des Bremskolbens in Richtung der Zuspannstellung eine Stromversorgung des Elektromotors unterbrochen und in Abhängigkeit von einem Ausrollverhalten des Elektromotors wenigstens ein Motorparameter des Elektromotors ermittelt wird. In den üblichen Kalibriervorgang wird so noch ein weiterer Schritt integriert, durch welchen es möglich ist, Motorparameter des Elektromotors zu ermitteln. Weiterhin ist dieses Verfahren auch unabhängig von dem Kalibriervorgang durchführbar. Durch das Unterbrechen der Stromversorgung in der Leerlaufphase, in welcher der Bremskolben verlagert wird ohne eine Bremskraft auszuüben, rollt der Elektromotor aufgrund der Unterbrechung der Stromversorgung aus. Das Ausrollverhalten des Elektromotors wird dabei durch seine Motorparameter beeinflusst. Dadurch ist es möglich, in der Leerlaufphase die Motorparameter zu ermitteln und für eine spätere Ansteuerung des Elektromotors zu verwenden.
Insbesondere ist vorgesehen, dass als Motorparameter ein Massenträgheitsmoment des Elektromotors in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeitsänderung, insbesondere in Abhängigkeit von einer Winkelgeschwindigkeitsänderung, des Elektromotors und/oder der Spindel bestimmt wird. Wird der Elektromotor nicht mehr bestromt, so verringert sich aufgrund seines internen Reibmoments die Geschwindigkeit beziehungsweise die Winkelgeschwindigkeit seiner Abtriebswelle. Die Massenträgheit wirkt dabei dem Reibmoment entgegen. In Kenntnis des Reibmoments und in Kenntnis der Geschwindigkeitsveränderung kann somit auf einfache Art und Weise auf das Massenträgheitsmoment des Elektromotors geschlossen werden. Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass das Massenträgheitsmoment in Abhängigkeit von einem Reibmoment des Elektromotors bestimmt wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Reibmoment in der Leerlaufphase, insbesondere vor der Unterbrechung der Stromversorgung, in Abhängigkeit von einer gespeicherten Motorkonstante des Elektromotors ermittelt wird. Dadurch steht ein aktuelles Reibmoment des Elektromotors zur Verfügung, das zur Auswertung des Massenträgheitsmoments genutzt werden kann.
Besonders bevorzugt wird zusätzlich oder alternativ als Motorparameter die Motorkonstante des Elektromotors in Abhängigkeit von dem Ausrollverhalten des Elektromotors, insbesondere in Abhängigkeit von einer Induktionsspannung des Elektromotors beim Ausrollen, ermittelt. Hierdurch wird auch die Motorkonstante im Betrieb der Parkbremse ermittelt, wodurch auch diesbezüglich eine Serienstreuung erfasst und entsprechend kompensiert werden kann.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die ermittelte Motorkonstante mit der gespeicherten Motorkonstante verglichen wird, wobei die ermittelte Motorkonstante gespeichert wird, wenn sie von der gespeicherten Motorkonstante über einen vorgebbaren Grenzwert hinaus abweicht. Bei der erstmaligen Durchführung des Verfahrens wird der Ansteuerung des Elektromotors eine, beispielsweise berechnete, Motorkonstante zugrunde gelegt und gespeichert. Weicht die ermittelte Motorkonstante beispielsweise um mehr als 5% von der gespeicherten Motorkonstante ab, so wird die ermittelte Motorkonstante als die zugrunde zu legende Motorkonstante gespeichert und für den weiteren Betrieb der Parkbremse genutzt. Sollte sich aufgrund von Verschleißerscheinungen die Motorkonstante wieder verändern, wird dies durch die Durchführung des Verfahrens zu einem späteren Zeitpunkt erkannt und entsprechend durch das Speichern einer erneut ermittelten Motorkonstante berücksichtigt.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das ermittelte Reibmoment mit einem zuvor ermittelten Reibmoment verglichen wird, und dass das ermittelte Reibmoment verworfen wird, wenn es von dem zuvor ermittelten Reibmoment über einen vorgebbaren Grenzwert hinaus abweicht. Hierbei wird eine zu große Abweichung als eine falsche Messung erachtet. Somit wird bezüglich des Reibmoments beim mehrmaligen Durchführen des Verfahrens stets das aktuelle wirksame Reibmoment des Elektromotors erfasst und gegebenenfalls gespeichert, um die Motorparameter des Elektromotors zu aktualisieren. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Verfahren im Betrieb der Parkbremse regelmäßig, insbesondere zeitlich oder in Abhängigkeit von der Anzahl der durchgeführten Aktivierungen der Parkbremse durchgeführt wird.
Die erfindungsgemäße Parkbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 8 zeichnet sich durch ein speziell ausgestaltetes Steuergerät aus, welches spezifische Mittel aufweist und dafür eingerichtet ist das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus dem zuvor bereits Beschriebenen.
Das erfindungsgemäße Computerprogramm sieht vor, dass alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden, wenn es auf einem Computer, insbesondere Steuergerät, abläuft.
Das erfindungsgemäße Computerprogramm-Produkt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode führt das erfindungsgemäße Verfahren aus, wenn das Programm auf einem Computer abläuft.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Dazu zeigen:
1 eine Parkbremse in einer vereinfachten Darstellung,
2 Signalverläufe der Parkbremse bei einem Zuspannvorgang,
3 Signalverläufe der Parkbremse bei einer Unterbrechung einer Stromversorgung,
4 ein Verfahren zum Betreiben der Parkbremse und
5 ein weiteres Verfahren zum Betreiben der Parkbremse.
1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung eine Parkbremse 1 für ein Kraftfahrzeug. Die Parkbremse 1 weist zwei Radbremseinrichtungen 2, 3 auf, wobei eine der Radbremseinrichtungen 2 einem linken Rad einer Hinterradachse des Kraftfahrzeugs und die andere Radbremseinrichtung 3 dem rechten Rad der Hinterradachse des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist. Beide Radbremseinrichtungen 2, 3 weisen einen Aktuator 4 beziehungsweise 5 auf, der jeweils einen Elektromotor 6, 7 aufweist. Die Elektromotoren 6, 7 sind durch jeweils eine elektrische Leitung 8, 9 mit einem Steuergerät 10 verbunden, welches wiederum mit einem Bordnetz 11 und/oder mit einer dem Bordnetz 11 zugeordneten Fahrzeugbatterie verbunden ist. Das Steuergerät 10 steuert die Elektromotoren 6, 7 zur Betätigung der Radbremseinrichtung 2, 5 an. Die Aktuatoren 4, 5 verspannen dabei jeweils eine dem jeweiligen Rad zugeordnete Bremsscheibe 12, 13 zwischen jeweils einem Paar von Bremsbacken 14, 15 der jeweiligen Radbremseinrichtung 2, 3.
Dabei ist der jeweilige Elektromotor 6, 7 durch eine Spindel mit einem jeweiligen Bremskolben verbunden, der eine der Bremsbacken des jeweiligen Paares 14, 15 mit einer entsprechenden Betätigungskraft beaufschlagt. Durch eine Loslagerung der anderen Bremsbacke des Bremsbackenpaares werden beide Bremsbacken dadurch wie üblich gegen die jeweilige Bremsscheibe 12, 13 gepresst, so dass die jeweilige Bremsscheibe 12, 13 zwischen den beiden Bremsbacken verspannt ist. In diesem Zustand, befindet sich der Bremskolben in einer Zuspannposition. Wird der jeweilige Bremskolben durch den Elektromotor 6, 7 aus der Zuspannstellung zurückbewegt, so dass die auf die Bremsscheibe 12, 13 wirkende Bremskraft verringert wird, wird die Parkbremse 1 gelöst. Zur Kalibrierung der Parkbremse 1, insbesondere zum Feststellen der Position der Spindel und/oder des Bremskolben ist es bekannt, den Bremskolben in eine Freigabestellung zu verfahren, in welcher die jeweilige Bremsbacke beabstandet zu der Bremsscheibe 12, 13 liegt. Insbesondere wird die Freigabestellung durch einen mechanische Endanschlag definiert, gegen welchen der Bremskolben oder insbesondere eine dem Bremskolben zugeordnete Spindelmutter verfahren wird, die mit der Spindel zusammenwirkt, um den Bremskolben in die Zuspannstellung zu bewegen, wenn die Spindel durch den Elektromotor 6, 7 angetrieben wird. Ausgehend von dieser Stellung wird der Bremskolben anschließend durch Ansteuerung des Elektromotors 6, 7 in die Zuspannstellung verfahren. Dadurch wird der Kolben von einer Endstellung in eine andere Endstellung bewegt, in welcher jeweils ein weiteres Verfahren des Kolbens mechanisch verhindert ist. Dadurch ist die Spindelposition für den regulären Betrieb der Parkbremse 1 einstellbar. Das beschriebene Verfahren wird insbesondere bei der Erstinbetriebnahme oder auch nach dem Tausch von Komponenten der Parkbremse 1 erneut durchgeführt. Bei der Rekalibrierung der Parkbremse 1 ist die Spindelposition dem Steuergerät 10 zunächst unbekannt. Um diese zu ermitteln, wird wie zuvor beschrieben vorgegangen und der jeweilige Bremskolben zunächst in die Freigabeposition, so dass die Parkbremse 1 komplett geöffnet ist, anschließend in die Zuspannstellung verlagert. Der darauffolgende definierte Lösevorgang beendet die (Re-)Kalibrierung, und dem Steuergerät 10 ist die Spindelposition wieder bekannt.
2 zeigt hierbei die Signalverläufe der Parkbremse 1 des zweiten Schritts des Kalibriervorgangs, wenn also der Bremskolben in die Zuspannstellung gefahren wird. Dazu zeigt 2 über die Zeit t aufgetragen den Strom i, die Spannung U sowie die Drehzahl n des Elektromotors 6. Im folgenden Ausführungsbeispiel soll zunächst das Verfahren anhand der linken Radbremseinrichtung 2 erörtert werden. Vorzugsweise wird das Verfahren selbstverständlich auf beide Radbremseinrichtungen 2, 3 angewandt. Der Zuspannvorgang gliedert sich in drei Phasen I, II und III. In der Phase I, gekennzeichnet durch Einschaltstromspitzen, werden mehrere Motorparameter, mindestens jedoch die Motorkonstante k_M und der elektrische Widerstand R der Parkbremse 1 beziehungsweise der Radbremseinrichtung 2 ermittelt.
Die Phase II stellt eine Leerlaufphase dar. Hier stellt sich ein Leerlaufstrom ein, während die Motordrehzahl n konstant bleibt. In dieser Phase wird ein Leerweg des Aktuators 4 überwunden, insbesondere ein Leerweg einer Mutter bis zu einem Kolbenboden des Bremskolbens.
Kennzeichnend für die Phase III, die sogenannte Kraftanstiegsphase, ist der Anstieg des Stroms i in Folge des Anstiegs der Klemmkraft durch Anlegen der Bremsbeläge 14 auf der Bremsscheibe 12.
Der in der Phase II gemessene Leerstrom wird erfasst beziehungsweise gemessen und zweckmäßigerweise in einen nicht-flüchtigen Speicher des Steuergeräts 10 abgelegt.
In der folgenden Gleichung (1) ist zunächst die mechanische Differenzialgleichung für den Elektromotor 6, der vorliegend als Gleichstrommotor ausgebildet, angegeben. J dw / dt = k_Mi – M_Reibung – M_Last (1)
Dabei bedeuten K_M die Motorkonstante des Elektromotors 6, i der gemessene Strom, M_Reibung das Reibmoment des Elektromotors 6, M_Last ein Lastmoment des Elektromotors 6 und J·dw/dt die Änderung der Winkelgeschwindigkeit des Elektromotors 6. Für die Leerlaufphase II gilt, dass die Änderung der Winkelgeschwindigkeit vernachlässigbar ist und insofern verschwindet. Da sich das System im Leerlauf befindet, ist ferner kein Lastmoment vorhanden. Gleichung (1) vereinfacht sich daher zu folgender Gleichung (2), aus welcher das Reibmoment M_Reibung berechnet wird: 0 = k_Mi – M_Reibung (2)
Diese Gleichung setzt die Kenntnis der Motorkonstante voraus, welche in Phase I ermittelt wird. Der Wert des berechneten Reibmoments wird in einem nicht-flüchtigen Speicher des Steuergeräts 10 hinterlegt.
Das Verfahren wird nun in der Leerlaufphase II dadurch ergänzt, dass in der Leerlaufphase II die Stromversorgung des Elektromotors 6 zu einem vorbestimmten Zeitpunkt unterbrochen wird. Dies wird in 3 in einem weiteren Diagramm anhand der Signalverkäufe des Stroms i, der Drehzahl n und der Spannung U über die Zeit t gezeigt. Zu einem Zeitpunkt t₁ wird die Stromzufuhr durch das Steuergerät 10 unterbrochen. Ein geeigneter Zeitpunkt ist der Zeitpunkt der Phase II, zu welchem der Wert für das Reibmoment des Elektromotors 6, insbesondere in dem Zeitintervall Δt_MR bestimmt wurde. Grundsätzlich kann aber auch jeder andere Zeitpunkt in der Leerlaufphase II als Zeitpunkt t₁ genutzt werden, zu welchem sichergestellt ist, dass die Spindel noch vor dem Überwinden des Leerwegs und somit vor dem Erreichen der Phase III zum vollständigen Stillstand kommt und das Reibmoment bis zum Abschalten festgestellt ist.
In dem nicht-flüchtigen Speicher werden neben den Informationen über den Zeitpunkt t₁ des Ereignisses „Abschalten“ beziehungsweise „Stromzufuhr unterbrechen“ auch die Geschwindigkeitsinformationen des Elektromotors 6 gespeichert. Sobald keine Änderung der Geschwindigkeit des Elektromotors 6 festgestellt wird, wird auch der Zeitpunkt t₂ des Eintretens dieses Ereignisses, also des Stillstands des Elektromotors 6, in dem Speicher abgelegt. Die Kenntnis der Zeitpunkte t₁ und t₂ der beschriebenen Ereignisse trägt zur Ermittlung der Geschwindigkeitsänderung im Zeitraum zwischen den Ereignissen bei, da selbige den zu untersuchenden Zeitraum bestimmen.
Die folgende Gleichung gibt die elektrische Differenzialgleichung des Elektromotors an: U_M = R_Mi + L di / dt + k_Mw (3)
Dabei steht U_M für die Spannung des Motors, R_M für den Motorwiderstand, w für die Drehzahl des Elektromotors 6, L für die Induktivität des Elektromotors 6, di/dt für die Änderung des Stroms i über die Zeit t und k_M für die Motorkonstante des Elektromotors 6.
Nach Abschalten des Stroms zerfällt Gleichung (3) zu Gleichung (4) wie folgt: U_M = k_Mw (4)
Durch Messung der Induktionsspannung U_M des Elektromotors 6 sowie mit Kenntnis der Drehzahl w ergibt sich die Motorkonstante k_M. Dieser Wert wird im Speicher abgelegt und gegen den in Phase I ermittelten Wert verglichen. Ergibt der Vergleich, dass der ermittelte Wert sich von dem zuvor ermittelten Wert über einen vorgebbaren Grenzwert hinaus unterscheidet, so wird der in der Ausrollphase, also nach Unterbrechung der Stromversorgung ermittelte Wert gespeichert und weiter als Motorkonstante verwendet. In diesem Fall wird auch das Reibmoment mit dem aktualisierten Parameter neu berechnet.
Für den Ausrollvorgang gilt, dass Strom i in der mechanischen Differenzialgleichung verschwindet, da der Stromkreis nicht mehr geschlossen ist. Die Phase II ist dadurch gekennzeichnet, dass kein Lastmoment anliegt. Aus diesen Gründen vereinfacht sich die Gleichung (1) zu Gleichung (5): J dw / dt = –M_Reibung (5)
Die zeitliche Änderung der Winkelgeschwindigkeit dw/dt wird vorzugsweise durch übliche Verfahren ermittelt, insbesondere durch zeitliche Differentiation der Winkelgeschwindigkeit, Schätzungen oder Bestimmungen durch Systemidentifikationsmethoden. Das Reibmoment M_Reibung wird aus Gleichung (2) ermittelt. Gleichung (5) wird bevorzugt nicht während der gänzlichen Dauer des im oberen Abschnitt erläuterten Zeitbereichs ausgewertet. Die Zeitpunkte, zu welchen das Geschwindigkeitssignal nicht differenzierbar ist, zum Beispiel zum Zeitpunkt t₁ oder t₂, werden nicht berücksichtigt, da es zu diesen Zeitpunkten aufgrund sprunghafter Änderungen nicht möglich ist, eine momentane Änderungsrate anzugeben. Das in jedem Zeitschritt berechnete Massenträgheitsmoment wird in geeigneter Weise gemittelt.
Das nun ermittelte Massenträgheitsmoment wird vorteilhafterweise mit dem im Steuergerät gespeicherten Serienwert verglichen. Das Ergebnis wird in geeigneter Weise bewertet, um potenzielle Messfehler weniger stark zu berücksichtigen. Werden Über- oder Unterschreiten eines tolerierten Bereichs des Serienwerts festgestellt, so wird dem neu ermittelten Wert des Massenträgheitsmoments nicht vertraut. Das System geht von einer verfälschten Messung aus und der Wert wird nicht verwendet. Befindet sich das durch die beschriebene Methode ermittelte Massenträgheitsmoment innerhalb des zu tolerierenden Bereichs, so wird der neu ermittelte Wert im nicht-flüchtigen Speicher des Steuergeräts 10 gespeichert und für den Kraftschätzalgorithmus zur Betätigung der Parkbremse 1 als Motorparameter benutzt.
Sobald der Elektromotor 6 zum Stillstand gekommen ist und die Berechnung sowie der Vergleich des Massenträgheitsmoments abgeschlossen wurde, wird der Elektromotor 6 wieder derartig bestromt, dass der beschriebene Zuspannvorgang im Rahmen der (Re-)Kalibrierung abgeschlossen wird.
Der Kraftschätzung zur Betätigung der Parkbremse 1 liegt dann die Berechnung der mechanischen Differenzialgleichung, siehe Gleichung (1), zugrunde. Die genaue Kenntnis des Massenträgheitsmoments ist daher für eine präzise Schätzung der Klemmkraft von Vorteil.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass zur Ermittlungen des Massenträgheitsmoments auf Datenblattwerte, beispielsweise von Motorkonstante und Motorwiderstand, zurückgegriffen wird. Vorteilhafterweise werden zur Ermittlung des Massenträgheitsmoments während der Einschalt-Stromspitzen (Phase I) bis zum Start des Ausrollvorgangs (t₁) die Motorparameter Motorkonstante und Motorwiderstand geschätzt.
4 und 5 zeigen noch einmal überblicksartig in einem jeweiligen Flussdiagramm das beschriebene Verfahren.
4 zeigt das Verfahren zum Bestimmen des Massenträgheitsmoments. Dies beginnt in Schritt S1 mit dem Start des (Re-)Kalibrierungsprozesses. Dazu wird in einem Schritt S2 der Bremskolben zunächst in die Freigabestellung und anschließend durch Spannungsumkehr des Elektromotors 6 in Richtung der Zuspannstellung verlagert. Dabei wird in einem Schritt S3 in der Leerlaufphase II das Reibmoment M_Reibung nach Gleichung (2) ermittelt.
Anschließend wird in einem Schritt S4 der Elektromotor 6 abgeschaltet beziehungsweise die Stromversorgung zu dem Elektromotor 6 unterbrochen.
Danach wird das Massenträgheitsmoment gemäß Gleichung (5) wie zuvor beschrieben in einem Schritt S5 bestimmt. In einem darauffolgenden Schritt S6 erfolgt der Vergleich des ermittelten Massenträgheitsmoments mit einem zuvor gespeicherten Wert des Massenträgheitsmoments. Bei einer geringen Abweichung, von beispielsweise weniger als 10%, wird das zuletzt ermittelte Massenträgheitsmoment als neuer Wert für das Massenträgheitsmoment verwendet und in Schritt S7.1 gespeichert. Gegebenenfalls wird das gespeicherte Massenträgheitsmoments gewichtet. Ergibt der Vergleich, dass das ermittelte Massenträgheitsmoment von dem zuvor gespeicherten Massenträgheitsmoment über einen vorgebbaren Wert hinaus abweicht, beispielsweise mehr als 10%, so wird der neu ermittelte Wert in Schritt S7.2 verworfen und der zuvor gespeicherte Wert weiter verwendet.
Der gewählte Wert wird dann in Schritt S8 dem weiteren Betrieb der Parkbremse zugrunde gelegt.
5 zeigt das Verfahren zur Bestimmung der Motorkonstante k_M. Dabei folgen zunächst die Schritte S1, S2 und S4 aufeinander. In einem darauffolgenden Schritt S9 wird die Motorkonstante k_M gemäß Gleichung (4), wie zuvor beschrieben, ermittelt.
Darauffolgend wird in einem Schritt S10 die ermittelte Motorkonstante mit einer zuvor gespeicherten Motorkonstante verglichen. Weicht die ermittelte Motorkonstante über einen vorgebbaren Grenzwert, von beispielsweise 5% über die zuvor gespeicherte Motorkonstante ab, so wird die ermittelte Motorkonstante als neuer Parameter in einem Schritt S11.1 bestimmt. Weicht die ermittelte Motorkonstante nicht über den vorgebbaren Grenzwert hinaus von der gespeicherten Motorkonstante ab, so wird die bisher gespeicherte Motorkonstante weiterhin als Motorparameter für die Ansteuerung der Parkbremse 1 in Schritt S11.2 festgelegt und verwendet.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Parkbremse (1) eines Kraftfahrzeugs, die wenigstens eine Radbremseinrichtung (2, 3) aufweist, wobei die Radbremseinrichtung zu ihrer Betätigung einen ansteuerbaren Elektromotor (6, 7) aufweist, der eine Spindel zum Verlagern eines Bremskolbens zwischen einer Zuspannstellung und einer Freigabestellung antreibt, wobei zur Kalibrierung der Parkbremse (1) der Elektromotor angesteuert wird, um in einem ersten Schritt den Bremskolben in die Freigabestellung und in einem darauffolgenden zweiten Schritt von der Freigabestellung in Richtung zur Zuspannstellung zu verlagern, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Schritt während des Verlagerns des Bremskolbens eine Stromversorgung des Elektromotors (6, 7) in einer Leerlaufphase (II) unterbrochen und in Abhängigkeit von einem Ausrollverhalten des Elektromotors (6, 7) wenigstens ein Motorparameter des Elektromotors (6, 7) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Motorparameter ein Massenträgheitsmoment des Elektromotors (6, 7) in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeitsänderung, insbesondere Winkelgeschwindigkeitsänderung, des Elektromotors (6) und/oder der Spindel bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenträgheitsmoment in Abhängigkeit von einem Reibmoment des Elektromotors (6, 7) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibmoment in der Leerlaufphase (II), insbesondere vor der Unterbrechung der Stromzufuhr in Abhängigkeit von einer gespeicherten Motorkonstante des Elektromotors (6, 7) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Motorparameter die Motorkonstante des Elektromotors (6, 7) in Abhängigkeit von dem Ausrollverhalten des Elektromotors (6, 7), insbesondere in Abhängigkeit von einer Induktionsspannung des Elektromotors beim Ausrollen, ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Motorkonstante mit der gespeicherten Motorkonstante verglichen wird, wobei die ermittelte Motorkonstante gespeichert wird, wenn sie von der gespeicherten Motorkonstante über einen vorgebbaren Grenzwert hinaus abweicht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ermittelte Reibmoment mit einem zuvor ermittelten Reibmoment verglichen wird, und dass das ermittelte Reibmoment verworfen wird, wenn es von dem zuvor ermittelten Reibmoment über einen vorgebbaren Grenzwert hinaus abweicht.
Parkbremse für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Radbremseinrichtung (2, 3), wobei die Radbremseinrichtung zu ihrer Betätigung einen ansteuerbaren Elektromotor (6, 7) aufweist, der eine Spindel zum Verlagern eines Bremskolbens zwischen einer Zuspannstellung und einer Freigabestellung aufweist, gekennzeichnet durch ein speziell ausgestaltetes Steuergerät, das das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchführt.
Computerprogramm, dass alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausführt, wenn das Programm auf einem Computer läuft.
Computerprogramm-Produkt, mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.