DE102022103980A1 - Verfahren zum Betrieb von elektromechanischen Stelleinheiten für Fahrzeugbremsen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von elektromechanischen Stelleinheiten für Fahrzeugbremsen. Im ersten Schritt erfolgt eine Bereitstellung einer mit einem Elektromotor und einer elektronischen Regelung ausgestatteten elektromechanischen Stelleinheit, im Anschluss eine Ermittlung und Überprüfung von zumindest einem spezifischen, physikalischen Parameter, daraufhin ein Anpassen der elektronischen Regelung der Stelleinheit auf Basis des ermittelten Parameters und Ablage von Daten in einem elektronischen Speicher. Im nächsten Schritt wird die Stelleinheit in ein Fahrzeug eingebracht und in Betrieb genommen. Weiter folgen eine Ermittlung des physikalischen Parameters im Betrieb, eine Überprüfung des ermittelten Parameters und ein Anpassen der elektronischen Regelung der Stelleinheit auf Basis des im Betrieb ermittelten Parameters und eine Ablage von Daten in einem der Stelleinheit zugeordneten elektronischen Speicher im Fahrzeug.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von elektromechanischen Stelleinheiten für Fahrzeugbremsen.
  • Elektromechanische Stelleinheiten für Fahrzeugbremsen umfassen typischerweise einen Elektromotor, ein Getriebe und einen Spindelantrieb. Soll eine Bremswirkung hervorgerufen werden, so wird durch den Elektromotor über das Getriebe der Spindelantrieb derart betätigt, dass eine Klemmkraft von den Bremsbelägen auf die Bremsscheibe der Fahrzeugbremse aufgebracht wird.
  • Dabei ist es wichtig, dass die Position der elektromechanischen Stelleinheit sehr genau bestimmt werden kann und auch die Parameter zur Regelung der elektromechanischen Stelleinheit aus funktionalen und sicherheitstechnischen Gründen möglichst genau sind. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn die Drehzahl- und Positionsbestimmung des Elektromotors und der Stelleinheit sensorlos erfolgen soll.
  • Da elektromechanische Stelleinheiten jedoch aus mehreren verschiedenen Baugruppen bestehen und all diese Baugruppen Fertigungstoleranzen unterliegen, gleicht keine elektromechanische Stelleinheit exakt einer anderen. Darüber hinaus sind elektromechanische Stelleinheiten sowie die Bremsen, an denen sie eine Klemmkraft erzeugen, über die Dauer ihrer Benutzung von Verschleiß betroffen, sodass eine Änderung der elektromechanischen Stelleinheit bzw. eine Änderung der Umwelteinflüsse über die Zeit eintritt. Somit ist die Positionsbestimmung der Stelleinheit schwierig und nicht immer so genau, wie es wünschenswert ist.
  • Üblicherweise werden elektromechanische Stelleinheiten aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und um diese möglichst einfach und robust zu halten, mit so wenig Sensoren wie möglich ausgestattet, sodass die Regelung der elektromechanischen Stelleinheit auf Basis von möglichst wenigen Messwerten und unter der Annahme verschiedener Motorkennwerte des Elektromotors der elektromechanischen Stelleinheit erfolgt.
  • Solche Annahmen können unpräzise sein, da die Motorkennwerte aufgrund der zuvor erwähnten Toleranzen schwanken können und sich durch über die Nutzungsdauer einstellenden Verschleiß verändern können. Dies kann die Funktion der elektromechanischen Stelleinheit und die Genauigkeit der Positionsbestimmung beeinträchtigen, v.a. wenn diese sensorlos erfolgt.
  • Ferner wäre es vorteilhaft, wenn verschiedene Motortypen, Aktuatortypen (Motor inklusive z.B. angeschlossenes Getriebe), Komponententypen (Aktuator inklusive weiterer angeschlossener Einheit) und Systemtypen (z.B. ganze Bremse mit Motor und Komponente) mit derselben Software eingesetzt werden können.
  • Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, dass eine sichere Funktion von elektromechanischen Stelleinheiten gewährleistet, um diese zuverlässig und präzise zu betreiben, insbesondere bei/mit sensorloser Drehzahl- und Positionsbestimmung des Elektromotors.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb von elektromechanischen Stelleinheiten für Fahrzeugbremsen, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
    1. a) Bereitstellung einer mit einem Elektromotor ausgestatteten elektromechanischen Stelleinheit und einer ihr zugeordneten elektronischen Regelung;
    2. b) Ermittlung von zumindest einem spezifischen, dieser einen Stelleinheit zugeordneten, physikalischen Parameter und Überprüfung des Parameters;
    3. c) Anpassen der elektronischen Regelung der Stelleinheit auf Basis des ermittelten Parameters und Ablage von Daten in einem der Stelleinheit zugeordneten elektronischen Speicher;
    4. d) Einbringen der Stelleinheit in ein Fahrzeug und Inbetriebnahme der Stelleinheit;
    5. e) Ermittlung des zumindest einen physikalischen Parameters im Betrieb und Überprüfung des ermittelten Parameters; und
    6. f) Anpassen der elektronischen Regelung der Stelleinheit auf Basis des im Betrieb ermittelten Parameters und Ablage von Daten in einem der Stelleinheit zugeordneten elektronischen Speicher im Fahrzeug.
  • Der Grundgedanke der Erfindung ist es, die wichtigsten physikalischen Parameter einer vollständigen elektromechanischen Stelleinheit mit Elektromotor zu erfassen, um einerseits sicherzustellen, dass sich die Stelleinheit bzw. deren physikalische Parameter innerhalb der gewünschten Toleranzen befinden, und gleichzeitig die ermittelten physikalischen Parameter abzuspeichern und für eine verbesserte Regelung zu nutzen. Mit anderen Worten wird der individuelle „Fingerabdruck“ einer jeden elektromechanischen Stelleinheit anhand der physikalischen Parameter bestimmt, um diese zu charakterisieren und die Regelung dementsprechend anzupassen.
  • Indem die Daten in einem elektronischen Speicher abgelegt werden, kann die Regelung darauf zugreifen und die Stelleinheit in Abhängigkeit davon betreiben. Dies ermöglicht die Berücksichtigung und den Ausgleich von Fertigungstoleranzen und Schwankungen in der Fertigungskette durch eine individuelle angepasste Regelung, über die die Position des Motors und der ganzen Stelleinheit sehr genau bestimmbar ist.
  • Dadurch, dass die Stelleinheit in einem Fahrzeug eingebracht und in Betrieb genommen wird und abermals physikalische Parameter im Betrieb ermittelt und überprüft werden, kann die elektronische Regelung auch derart angepasst werden, dass die Stelleinheit unter Berücksichtigung von Verschleiß und sich ändernden äußeren Einflüssen betrieben werden kann.
  • Diese Verfahrensschritte werden für jedes Fahrzeug und jede Fahrzeugbremse durchgeführt, sodass die erfindungsgemäße Optimierung für jedes Fahrzeug und seine Bremsen individualisiert erfolgt.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung können die Schritte e) bis f) kontinuierlich durch eine fahrzeugintegrierte Steuerung ausgeführt werden. Dies hat zur Folge, dass kontinuierlich physikalische Parameter im Betrieb ermittelt und überprüft werden und die Regelung auf deren Basis ständig angepasst wird.
  • Dabei ist es auch denkbar, dass es sich um ein selbstlernendes System handeln kann. Das bedeutet, das System erkennt neuere Daten der physikalischen Größen und nutzt diese Daten, um selbständig die Regelung anzupassen. Damit können Verschleiß und andere Änderungen der Stelleinheit und ihrer Einzelteile erfasst und für die Bestimmung der Position der Stelleinheit sozusagen kompensiert werden. Die Genauigkeit der Positionsbestimmung oder auch der Bremskraftbestimmung bleibt somit erhalten und auf hohem Niveau.
  • Der zumindest eine spezifische, der Stelleinheit zugeordnete physikalische Parameter kann eine oder mehrere der folgenden Größen sein:
    • • die Motorkonstante des Elektromotors,
    • • die vom elektrischen Elektromotor erzeugten Stromsignale,
    • • das Drehmoment des Elektromotors oder der Stelleinheit,
    • • das Massenträgheitsmoment des Elektromotors oder der Stelleinheit,
    • • die Winkelgeschwindigkeit des Elektromotors,
    • • die Winkelposition des Elektromotors oder der Winkelpositionsverlauf,
    • • die Winkelbeschleunigung des Elektromotors oder der Winkelbeschleunigungsverlauf,
    • • die Stromstärke des Elektromotors oder der Stromstärkenverlauf,
    • • die Spannung des Elektromotors oder der Spannungsverlauf,
    • • der interne Reibungsverlust des Elektromotors, und
    • • der elektrische Widerstand des Elektromotors.
  • Die Motorkonstante des Elektromotors spielt eine zentrale Rolle, da sie für jeden Elektromotor in Abhängigkeit der Fertigungstoleranzen variiert und somit individuell bestimmt werden muss. Die Motorkonstante stellt sich dabei als besonders hilfreich heraus, um den Elektromotor zu regeln und auf Basis dessen verschiedene Werte theoretisch und rechnerisch zu bestimmen, z. B. seine Position.
  • Die vom Elektromotor erzeugten Stromsignale können auf Basis der Ripple-Counter-Methode bestimmt werden. Dabei ist es möglich, die Drehzahl, die Position und das Drehmoment des Elektromotors basierend dem Zählen der Stromripple beim Kommutierungswechsel zu bestimmen. Eine anschließende Analyse der Kurvenform bei der Ripple-Strom-Messung gibt zudem Aufschluss über die Qualität des Elektromotors.
  • Bei dem Drehmoment des Elektromotors oder der Stelleinheit kann sowohl das maximale Drehmoment geprüft werden, welches durch den Elektromotor bzw. die Stelleinheit aufgebracht wird, als auch die Abweichung des Drehmoments zu einem Solldrehmoment bei einer vorgegebenen Steuergröße.
  • Das Massenträgheitsmoment des Elektromotors oder der Stelleinheit ist insbesondere hinsichtlich des Ansprechverhaltens wichtig.
  • Wird die Winkelgeschwindigkeit als physikalischer Parameter ermittelt und überprüft, so kann auch hier ein Soll-zu-Ist-Vergleich bei vorgegebener Steuergröße stattfinden.
  • Die Winkelposition des Elektromotors oder dessen Winkelpositionsverlauf gibt Aufschluss darüber, in welcher Position sich der Elektromotor selbst und damit auch der mit dem Elektromotor gekoppelte Spindelantrieb befindet, welcher später eine Klemmkraft zur Erzeugung der Bremswirkung bereitstellt. Somit sind die Aufnahme und Überprüfung dieser beiden Werte insbesondere hinsichtlich der Präzision, mit der die Stelleinheit betrieben werden kann, und damit auch hinsichtlich des Ansprechverhaltens der Bremsen und der erzeugten Bremswirkung bei einem vorgegebenen Bremsbefehl von besonderer Relevanz.
  • Ähnliches gilt für die Winkelbeschleunigung des Elektromotors oder den Winkelbeschleunigungsverlauf.
  • Die Stromstärke des Elektromotors oder der Stromstärkenverlauf ist ebenfalls von besonderer Relevanz, da über diese später auch ohne Sensoren Rückschlüsse auf weitere Werte, welche beispielsweise zur Erzeugung der Bremswirkung beitragen, gezogen werden können. An dieser Stelle sind exemplarisch das durch den Elektromotor erzeugte Drehmoment und die sich daraus ergebende, an den Bremsen erzeugte Klemmkraft zu nennen.
  • Auch durch die Spannung des Elektromotors oder den Spannungsverlauf können ohne Sensoren Rückschlüsse auf weitere Werte gezogen werden.
  • Die internen Reibungsverluste des Elektromotors schwanken ebenfalls mit den Toleranzen, weshalb es sie individuell für jeden Elektromotor zu berücksichtigen gilt.
  • Identisch verhält es sich auch mit dem elektrischen Widerstand des Elektromotors, der zudem auch für die Berechnung von Werten, welche relevant für die Bremswirkung sind, einen nicht zu vernachlässigenden Einfluss besitzt.
  • Des Weiteren tragen alle Größen gemeinsam dazu bei, den Elektromotor bzw. die Stelleinheit zu charakterisieren, sodass die Regelung unter Berücksichtigung der Größen individuell für den jeweiligen Elektromotor bzw. die jeweilige Stelleinheit angepasst werden kann.
  • Dabei gilt insbesondere für die Ermittlung des physikalischen Parameters im Schritt d), dass all diese Werte auf einem Prüfstand am Ende der Fertigungsstraße ermittelt werden.
  • Die vom Elektromotor erzeugten Stromsignale in den Schritten b) und e) können durch einen Ripple Counter erfasst werden. Wie zuvor beschrieben, werden dabei die Stromripple beim Kommutierungswechsel gezählt. Dies lässt sich besonders einfach realisieren. Bezüglich der sich weiter hieraus ergebenden Vorteile wird auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
  • Bevorzugt kann bei der Überprüfung in den Schritten b) und e) kontrolliert werden, ob der Parameter einen vordefinierten Grenzwert überschreitet, sodass eine Fehlfunktion der Stelleinheit erkannt wird. Dies stellt sicher, dass die Stelleinheiten als Ganzes innerhalb gewisser Toleranzgrenzen liegen.
  • Bei einer Überschreitung eines vordefinierten Grenzwerts durch den Parameter kann die elektromechanische Stelleinheit ausgetauscht und das Verfahren erneut mit einer weiteren elektromechanischen Stelleinheit durchgeführt werden. Somit werden fehlerhafte Stelleinheiten gar nicht erst in ein Fahrzeug eingebracht und nicht in Betrieb genommen. Dies erhöht die Sicherheit und spart Kosten in der Nacharbeit.
  • In den Schritten c) und f) kann beim Anpassen der Regelung eine Zustandsanpassung an die Regelstrecke und die Umgebungsbedingungen erfolgen.
  • Bevorzugt kann es sich bei den Daten in den Schritten c) und f) um den ermittelten Parameter und die angepasste Regelung handeln. Somit ist sichergestellt, dass die individuell angepasste Regelung für eine spezifische Steuerung sicher abgelegt ist.
  • Zudem lassen sich bei der wiederholten Durchführung der Schritte e) bis f) Änderungen über die Zeit der Parameter feststellen, sodass beispielweise frühzeitig erkannt werden kann, dass sich ein ermittelter Parameter zunehmend hin zum Grenzwert entwickelt und unter Umständen eine präventive Reparatur oder ein Austausch vorgenommen werden kann.
  • Bei der Inbetriebnahme der Stelleinheit in Schritt d) kann die angepasste Regelung aus c) berücksichtigt werden. Die in Schritt c) angepasste Regelung kann somit als Referenz bei der Inbetriebnahme der Stelleinheit in Schritt d) dienen.
  • Darüber hinaus können an dieser Stelle auch unplausible Abweichungen zwischen den Anpassungen der Regelungen erkannt werden.
  • Bevorzugt können die Schritte d) und c) nicht nur auf die vollständige elektromechanische Stelleinheit, sondern zusätzlich auch bereits zuvor auf zumindest eine den Elektromotor enthaltende Komponente der elektromechanischen Stelleinheit und/oder auf den Elektromotor allein angewendet werden. So kann bereits frühzeitig in der Fertigungskette erkannt werden, wenn ein Elektromotor oder eine den Elektromotor enthaltende Komponente fehlerhaft ist, sodass diese erst gar nicht alle Fertigungsschritte bis hin zur Stelleinheit durchläuft.
  • Hierbei bietet es sich beispielsweise an, zunächst den Elektromotor allein zu prüfen, daraufhin die Aktorbaugruppe zu prüfen, im Anschluss die gesamte Komponente in Form der Stelleinheit zu prüfen und dann das System als Ganzes zu prüfen, indem die Stelleinheit in eine Umgebung eingebettet ist, die das Bremssystem oder das Fahrzeug selbst simuliert. Dadurch wird die Testtiefe verbessert.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform beschrieben, die in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist. In dieser zeigt:
    • - 1 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb von elektromechanischen Stelleinheiten für Fahrzeugbremsen.
  • 1 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Betrieb von elektromechanischen Stelleinheiten für Fahrzeugbremsen wiedergibt.
  • Bei der Bremse handelt es sich insbesondere um eine elektrische Parkbremse, die mit einem Gleichstrommotor, der mit Bürsten versehen ist, angetrieben wird. Der Motor treibt ein Getriebe und dieses wiederum eine auf die Bremsbeläge wirkende Spindel an. Über das nachfolgend beschriebene Verfahren soll die Positions- und Drehzahlbestimmung des Motors und damit der Bremsbeläge möglichst ohne Sensoren sehr genau erfolgen können. Somit wird das Verfahren für jeden Motor und jede Bremse im eingebauten Zustand durchgeführt.
  • Das Verfahren unterteilt sich optional in sechs Schritte, welche sich wiederum in Unterschritte aufteilen.
  • Zu Beginn des Verfahrens erfolgt eine Elektromotorprüfung 10. Bei dieser wird ein Elektromotor beispielweise auf einem Prüfstand untersucht, indem dessen spezifische, diesem einen Elektromotor zugeordneten physikalischen Parameter überprüft werden.
  • Die dabei zu überprüfenden physikalischen Parameter des Elektromotors sind die Motorkonstante, das Drehmoment und gegebenenfalls ein oder mehrere der nachfolgenden Parameter: das Massenträgheitsmoment, die Winkelgeschwindigkeit, die Winkelposition, der Winkelpositionsverlauf, die Winkelbeschleunigung, der Winkelbeschleunigungsverlauf, die Stromstärke, der Stromstärkenverlauf, die Spannung, der Spannungsverlauf, der interne Reibungsverlust und der elektrische Widerstand.
  • Ist die Messung dieser Werte erfolgt, so werden die Parameter an einen elektronischen Speicher übergeben.
  • Daraufhin erfolgt ein Abgleich durch einen Ripple Counter. Dieser basiert darauf, die Stromripple bei Kommutierungswechsel zu zählen.
  • Weiter werden die zuvor erfassten Parameter und die durch den Ripple Counter erfassten Parameter abgeglichen.
  • Kommt es hierbei zu Auffälligkeiten, sodass die Anforderungen an die Parameter nicht erfüllt werden und der Elektromotor fehlerhaft ist, so wird dieser aussortiert.
  • Im Anschluss an den Abgleich findet eine Ablage und Dokumentation der Parameter statt.
  • Damit ist die Elektromotorprüfung 10 abgeschlossen und es wird im nächsten Schritt eine Aktorprüfung 12 durchgeführt.
  • Im Unterschied zur Elektromotorprüfung 10 wird bei der Aktorprüfung der Elektromotor selbst im Verbund mit einem Getriebe und wahlweise mit einem Spindelantrieb geprüft.
  • Die Aktorprüfung 12 entspricht dabei im Groben der Elektromotorprüfung, weshalb die Erläuterungen hierzu kürzer gehalten werden. Als einziger Unterschied wird über die bei der Elektromotorprüfung genannten Parameter hinaus zudem die vorliegende Last geprüft. Diese kann beispielsweise durch einen Prüfstand simuliert werden.
  • Die Aktorprüfung 12 läuft anschließend identisch zur Elektromotorprüfung 10 ab. Nach abgeschlossener Überprüfung der Parameter des Aktors folgt die Übergabe der physikalischen Parameter an einen Speicher, im Anschluss daran ein Abgleich durch den Ripple Counter und ein Abgleich der physikalischen Parameter des Aktuators, wobei hier fehlerhafte Aktuatoren aussortiert werden und im Anschluss eine Ablage und Dokumentation der Parameter erfolgt.
  • Nachdem die Aktorprüfung 12 erfolgt ist, findet eine Komponentenprüfung 14 statt. Bei der Komponentenprüfung 14 wird die gesamte Stelleinheit überprüft. Auch hier kann ein Prüfstand eingesetzt werden, bei dem die Stelleinheit beispielsweise und auf eine durch den Prüfstand angetriebene Bremse wirkt.
  • Auch die Komponentenprüfung 14 erfolgt praktisch identisch zu den beiden zuvor genannten Prüfungen 10, 12, wobei auch bei der Komponentenprüfung 14 wie auch bei der Aktorprüfung 12 zusätzlich noch eine Last geprüft wird.
  • An die Komponentenprüfung 14 schließt sich die Systemprüfung 16 an.
  • Bei der Systemprüfung 16 werden die elektromechanische Stelleinheit und eine ihr zugeordnete elektronische Regelung in die Nachbildung eines realen Bremssystems oder auch eines kompletten Fahrzeugsystems eingebettet. Dies wird auch als Hardware-in-the-Loop bezeichnet und stellt ein Verfahren dar, bei dem die elektromechanische Stelleinheit in einer simulierten, die Realität abbildenden Umgebung eingesetzt wird.
  • Hierdurch wird die Stelleinheit im Verbund mit dem gesamten Bremssystem oder dem gesamten Fahrzeugsystem geprüft.
  • Ist die Bereitstellung der mit dem Elektromotor ausgestatteten elektromechanischen Stelleinheit erfolgt, werden im nächsten Schritt spezifische, dieser Einstelleinheit zugeordnete, physikalische Parameter ermittelt.
  • Bei den Parametern handelt es sich um die Motorkonstante des Elektromotors, die vom Elektromotor erzeugten Stromsignale, das Drehmoment des Elektromotors oder der Stelleinheit, das Massenträgheitsmoment des Elektromotors oder der Stelleinheit und ein oder mehrere der folgenden Parameter: die Winkelgeschwindigkeit des Elektromotors, die Winkelposition des Elektromotors oder der Winkelpositionsverlauf, die Winkelbeschleunigung des Elektromotors oder der Winkelbeschleunigungsverlauf, die Stromstärke des Elektromotors oder der Stromstärkenverlauf, die Spannung des Elektromotors oder der Spannungsverlauf, der interne Reibungsverlust des Elektromotors und der elektrische Widerstand des Elektromotors.
  • Ist die Erfassung dieser physikalischen Parameter erfolgt, findet eine Überprüfung der Parameter statt. Dabei wird kontrolliert, ob die Parameter einen vordefinierten Grenzwert überschreiten oder auch unterschreiten, sodass eine eventuell vorliegende Fehlfunktion der Stelleinheit erkannt wird.
  • Kommt es zu einer Über- oder Unterschreitung eines vordefinierten Grenzwerts durch einen der zuvor genannten physikalischen Parameter, so wird die elektromechanische Stelleinheit ausgetauscht oder aussortiert, oder es wird analysiert, wodurch die Fehlfunktion hervorgerufen wird. Zudem wird das Verfahren erneut mit einer weiteren Stelleinheit begonnen.
  • Kann keine Über- oder Unterschreitung eines vordefinierten Grenzwerts festgestellt werden, so findet im Anschluss ein Anpassen der elektronischen Regelung der Stelleinheit auf Basis der ermittelten Parameter statt. Hierbei erfolgt eine Zustandsanpassung an die Regelstrecke und die Umgebungsbedingungen.
  • Zudem findet eine Ablage der Daten in Form der ermittelten Parameter und der angepassten Regelung in einem der Stelleinheit zugeordneten elektronischen Speicher statt.
  • Damit ist die Systemprüfung 16 abgeschlossen.
  • Die Prüfungen 10 bis 16 stellen dabei allesamt End-of-Line-Prüfungen dar.
  • Daraufhin folgt eine Fahrbetriebsprüfung 18. Bei dieser wird die Stelleinheit mit der ihr zugeordneten elektronischen Regelung in ein Fahrzeug eingebracht und in Betrieb genommen.
  • Bei der Inbetriebnahme findet eine Berücksichtigung der angepassten Regelung, die in der Systemprüfung 16 erfolgt ist, statt.
  • Im Anschluss werden im Betrieb physikalische Parameter ermittelt. Hierbei handelt es sich analog um die physikalischen Parameter, welche bereits bei der Systemprüfung 16 aufgezählt wurden. Auch die Überprüfung der ermittelten Parameter findet analog der zur Systemprüfung 16 erläuterten Überprüfung statt.
  • Auch das Anpassen der elektronischen Regelung der Stelleinheit auf Basis der im Betrieb ermittelten Parameter und die Ablage von Daten entsprechen der Systemprüfung, mit Ausnahme davon, dass die Daten auf einem der Stelleinheit zugeordneten elektronischen Speicher im Fahrzeug abgelegt werden. Damit wird die Position des Motors und der Bremse exakter bestimmt als im Stand der Technik.
  • Die Fahrbetriebsprüfung 18 wird auch später in vorbestimmten Abständen so lange durchgeführt, bis es zu einer Grenzwertüberschreitung bei der Überprüfung der ermittelten Parameter kommt.
  • Es ist denkbar, dass die Fahrbetriebsprüfung 18 selbstlernend arbeitet und sich selbst neu einstellt, z. B. aufgrund Bremsbelagsverschleißes.
  • Findet eine Grenzwertüberschreitung bei der Überprüfung der ermittelten Parameter statt, so wird der nächste Verfahrensschritt eingeleitet, welcher einen Austausch 20 im Fahrbetrieb darstellt.
  • Bei diesem Austausch 20 wird auf eine Stelleinheit zurückgegriffen, die selbst, deren Elektromotor oder deren den Elektromotor enthaltene Komponenten die Überprüfungen 10 bis 16 durchlaufen haben. Dies ermöglicht es, das Verfahren nach Austausch der Stelleinheit mit dem Schritt der Fahrbetriebsprüfung 18 fortzusetzen.
  • Das Gesamtverfahren bildet, insbesondere durch die Prüfungen 10 bis 18, einen Diagnoseablauf mit einer hohen Testtiefe. Dabei wird sichergestellt, dass die elektromechanische Stelleinheit stets funktioniert und mit hoher Präzision und unter einem möglichst geringen Einsatz von Sensoren betrieben werden kann.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betrieb von elektromechanischen Stelleinheiten für Fahrzeugbremsen, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: a) Bereitstellung einer mit einem Elektromotor ausgestatteten elektromechanischen Stelleinheit und einer ihr zugeordneten elektronischen Regelung; b) Ermittlung von zumindest einem spezifischen, dieser einen Stelleinheit zugeordneten, physikalischen Parameter und Überprüfung des Parameters; c) Anpassen der elektronischen Regelung der Stelleinheit auf Basis des ermittelten Parameters und Ablage von Daten in einem der Stelleinheit zugeordneten elektronischen Speicher; d) Einbringen der Stelleinheit in ein Fahrzeug und Inbetriebnahme der Stelleinheit; e) Ermittlung des zumindest einen physikalischen Parameters im Betrieb und Überprüfung des ermittelten Parameters; und f) Anpassen der elektronischen Regelung der Stelleinheit auf Basis des im Betrieb ermittelten Parameters und Ablage von Daten in einem der Stelleinheit zugeordneten elektronischen Speicher im Fahrzeug.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte e) bis f) kontinuierlich durch eine fahrzeugintegrierte Steuerung ausgeführt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine spezifische, der Stelleinheit zugeordnete physikalische Parameter einer oder mehrerer der folgenden Größen ist: • die Motorkonstante des Elektromotors, • die vom elektrischen Elektromotor erzeugten Stromsignale, • das Drehmoment des Elektromotors oder der Stelleinheit, • das Massenträgheitsmoment des Elektromotors oder der Stelleinheit, • die Winkelgeschwindigkeit des Elektromotors, • die Winkelposition des Elektromotors oder der Winkelpositionsverlauf, • die Winkelbeschleunigung des Elektromotors oder der Winkelbeschleunigungsverlauf, • die Stromstärke des Elektromotors oder der Stromstärkenverlauf, • die Spannung des Elektromotors oder der Spannungsverlauf, • der interne Reibungsverlust des Elektromotors, und • der elektrische Widerstand des Elektromotors.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Elektromotor erzeugten Stromsignale in den Schritten b) und e) durch einen Ripple Counter erfasst werden.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Überprüfung in den Schritten b) und e) kontrolliert wird, ob der Parameter einen vordefinierten Grenzwert überschreitet, sodass eine Fehlfunktion der Stelleinheit erkannt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Überschreitung eines vordefinierten Grenzwerts durch den Parameter die elektromechanische Stelleinheit ausgetauscht und das Verfahren erneut mit einer weiteren elektromechanischen Stelleinheit durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Schritten c) und f) beim Anpassen der Regelung eine Zustandsanpassung an die Regelstrecke und die Umgebungsbedingungen erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Daten in den Schritten c) und f) um den ermittelten Parameter und die angepasste Regelung handelt.
  9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Inbetriebnahme der Stelleinheit in Schritt d) die angepasste Regelung aus Schritt c) berücksichtigt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte b) und c) nicht nur auf die vollständige elektromechanische Stelleinheit, sondern zusätzlich auch bereits zuvor auf zumindest eine den Elektromotor enthaltene Komponente der elektromechanischen Stelleinheit und/oder auf den Elektromotor allein angewendet werden.
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