DE10202707A1 - Elektrische Bremsvorrichtung und Verfahren zum Steuern Derselben - Google Patents

Abstract

Es wird ein Steuerverfahren für eine elektrische Bremsvorrichtung offenbart, welche einen Bremsschalter, einen Stoßkraftsensor, einen Drucksensor und einen Elektromotor einschließt, welcher ein Bremsbelagandrückelement in eine Richtung bewegt, in welcher sich das Bremsbelagandrückelement an einen Rotor annähert, der sich mit dem Fahrzeugrad dreht, das damit verbunden ist, um dadurch einen Bremsvorgang auszuführen. Bei dem Steuerverfahren wird ein Bremssollwert, der unter Verwendung eines Ausgangssignals des Stroßkraftsensors berechnet wurde, mit einem Schwellenwert verglichen, der auf eine geringfügige Bremskraft festgelegt ist, wenn der Bremsschalter in einem EIN-Zustand befindlich ist. Wenn der Bremssollwert unterhalb des Schwellenwerts ist, wird der Elektromotor mit einem vorbestimmten Wert als dem Sollwert gesteuert, und nachdem der Bremsschalter ausgeschaltet ist, wird der Elektromotor für eine vorbestimmte Zeitdauer gedreht, um das Bremsbelagandrückelement zurückzuziehen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern bzw. Regeln ei­ ner elektrischen Bremsvorrichtung, die in der Lage ist, einen Bremsbelagabstand ohne Verwendung eines Positionssensors bei einer motorbetriebenen Scheibenbremse fest­ zulegen und bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens.

Verfahren zum Festlegen eines Bremsbelagabstandes zwischen dem Bremsbelag und dem Rotor in einer Nichtbremsbetriebsart der Bremsvorrichtung sind in den japanischen Patentveröffentlichungs-Nr. 137841/1997 und 2000-18294 vorgeschlagen.

In der früheren Veröffentlichung hat die Steuereinheit eine Drucksteuerfunktion, um die Arbeitsweise des Betätigungsorgans in Übereinstimmung mit einem erfassten Signal von dem Drucksensor und einer Positionssteuerfunktion zum Steuern des Betriebs des Betätigungsorgans in Übereinstimmung mit einem erfassten Signal von dem Positions­ sensor zu steuern. Wenn mit diesen Funktionen der Bremsvorgang ausgelöst wird, wird eine Position, bei der das Reibmaterial beginnt zu arbeiten, präzise und zuverlässig auf eine genaue Position in Übereinstimmung mit einem Abnutzungsgrad des Reibmaterials korrigiert.

In der letztgenannten Veröffentlichung schließt die elektrische Bremsvorrichtung eine Differenzierschaltung ein zum Differenzieren eines Ausgangssignals von dem Druck­ sensor, und schließt eine Schaltung zum Vergleichen eines differenzierten Wertes mit einem Schwellenwert ein. Die Abstandssteuerung wird ausgeführt, während eine Positi­ on verwendet wird, bei der der differenzierte Wert des Ausgangssignals des Drucksen­ sor kleiner als der Schwellenwert am Ausgangspunkt ist.

Bei den Verfahren dieser Veröffentlichungen sind die Ausgangssignale des Positions­ sensors und des Drucksensors unentbehrlich, die beim Einstellen des Bremsbelagab­ standes verwendet werden. Entsprechenderweise ist es wichtig, Einbauräume zum Auf­ nehmen der Sensoren in den Bremssattel zu bilden. Dieses verursacht Probleme dahin­ gehend, dass es notwendig ist, die Sensormontagepositionen zu sichern, und die An­ zahl der Drähte wird vergrößert. Die Probleme behindern die Verringerung der Größe und des Gewichts der Bremsvorrichtung.

Entsprechenderweise ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Steuerverfahren für eine elektrische Bremsvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, eine Bremssteuerung und eine Bremsbelagabstandssteuerung unter Verwendung nur des Drucksensors aus­ zuführen und eine Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens zu schaffen.

Bei der vorliegenden Erfindung werden ein Sollwert, der unter Verwendung einer Bremsstoßkraft berechnet wird, und ein vorbestimmter Schwellenwert miteinander ver­ glichen, wenn ein Bremsschalter in einem EIN-Zustand befindlich ist. Wenn ein Sollwert, wie er erzielt wird, wenn ein Bremsschalter in einem EIN-Zustand unterhalb eines vor­ bestimmten Schwellenwertes ist, wird der Elektromotor so gesteuert, dass der Sollwert sich an den vorbestimmten Sollwert annähert und diesem gleich ist (eine festgelegte Bremskraft, die einen solchen Wert hat, dass keine Hemmung der Bremse bewirkt wird). Wenn danach der Bremsschalter ausgeschaltet wird, wird der Elektromotor für einen vorbestimmten Zeitraum gedreht, um das Bremsbelagandrückelement zurückzuziehen, wodurch der Bremsbelagabstand (der Rückkehrwert des Bremsbelags) automatisch festgelegt wird. Entsprechenderweise wird die Anzahl der Sensoren vermindert, und die Steuerung wird auf zufriedenstellende Weise ausgeführt.

Um das obige Ziel zu erreichen wird ein Verfahren zum Steuern einer elektrischen Bremsvorrichtung vorgesehen, welche einen Bremsschalter einschließt, einen Stoß­ kraftsensor einschließt, einen Druckkraftsensor einschießt und einen Elektromotor ein­ schließt, welcher ein Bremsbelagandrückelement in einer Richtung bewegt, bei welcher sich das Bremsbelagandrückelement einem Rotor annähert, welcher sich mit dem Fahr­ zeugrad, das mit dem Rotor verbunden ist, dreht, um dadurch einen Bremsvorgang aus­ zuführen. Bei dem Steuerverfahren werden ein Bremssollwert, der unter Verwendung eines Ausgangssignals des Druckkraftsensors berechnet wird, und ein Schwellenwert, der auf eine geringfügige Bremskraft gesetzt ist, miteinander verglichen, wenn der Bremsschalter in einem EIN-Zustand befindlich ist. Wenn der Bremssollwert unterhalb des Schwellenwertes liegt, wird der Elektromotor mit einem vorbestimmten Wert als Sollwert gesteuert, und nachdem der Bremsschalter ausgeschaltet ist, wird der Elektro­ motor für einen vorbestimmten Zeitraum gedreht, um das Bremsbelagandrückelement zurückzuziehen.

Beidem Steuerverfahren wird die Drehung des Elektromotors in dem vorbestimmten Zeitraum ausgeführt, nachdem der Bremsschalter ausgeschaltet wurde, und eine Nach­ zustandssteuerung wird für einen ersten vorbestimmten Zeitraum fortgeführt.

Auch ist bei dem Steuerverfahren das Bremsbelagandrückelement mit dem Elektromo­ tor über einen Rotations-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus gekoppelt, der eine Verzahnungsmutter und eine Schraubenwelle einschließt, die mit der Verzah­ nungsmutter schraubgekoppelt ist. Der Druckkraftsensor ist zwischen einem Lager, das drehbar die Verzahnungsmutter hält, und einem Bremssattel vorgesehen. Das motor­ betätigte Betätigungsorgan wird in Übereinstimmung mit einer Differenz zwischen einem Bremssollwert, wie er unter Verwendung eines Ausgangssignals des Stoßkraftsensors berechnet wird, und einer Bremskraft, die von dem Druckkraftsensor erzielt wird, ge­ steuert.

Entsprechend einem anderen Aspekt der Erfindung ist eine elektrische Bremsvorrich­ tung vorgesehen, die einen Elektromotor aufweist, welcher ein Bremsbelagandrückele­ ment in eine Richtung bewegt, in welcher sich das Bremsbelagandrückelement einem Rotor annähert, welcher sich mit dem Fahrzeugrad, das mit dem Rotor verbunden ist, dreht, um dadurch einen Bremsvorgang auszuführen. Bei der elektrischen Bremsvor­ richtung ist das Bremsbelagandrückelement mit dem Elektromotor über einen Rotations- Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus gekoppelt, der eine Verzahnungsmutter und eine Schraubenwelle einschließt, die im Eingriff mit der Verzahnungsmutter ist. Ein Drucksensor zum Messen einer Druckkraft des Bremsbelagandrückelementes gegen den Rotor ist zwischen einem Lager zum drehbaren Halten der Verzahnungsmutter und einem Bremssattel vorgesehen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung, die eine Anordnung einer elektrischen Brems­ vorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm zum Erläutern einer Arbeitsweise der elektrischen Bremsvor­ richtung, wenn diese eine Steuerung entsprechend der vorliegenden Erfindung ausführt,

Fig. 3 ein Flussplan eines Zeitgeberinterruptprogramms, der bei der Steuerung der vorliegenden Erfindung verwendet wird,

Fig. 4 ein Flussplan eines Bremssteuer-Unterprogramms,

Fig. 5 ein Schema, das eine schematische Darstellung eines Übergangszustandes ei­ nes Bremszustandes zeigt, und

Fig. 6 ein Flussplan eines Motorbefehlberechnungs-Unterprogramms.

Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Anordnung einer elektrischen Bremsvorrichtung entsprechend einer Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung.

Die elektrische Bremsvorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist, ist eine sog. schwimmende Scheibenbremse. In der Figur ist die Bezugszahl 1 ein Bremspedal, die Bezugszahl 2 ein Stoßkraftsensor (pushing force sensor), welcher eine Stoßkraft des Bremspedals 1 ermittelt, und die Bezugszahl 3 ist ein Bremsschalter, welcher einen Bremspedalvorgang ermittelt. Ein Hubsensor zum Ermitteln einer Stoß- oder Niederdrückgröße des Brems­ pedals 1 kann für den Stoßkraftsensor 2 verwendet werden. ECU ist eine elektronische Steuereinheit (Steuer- und Regeleinheit), welche Informationen von den oben erläuter­ ten Sensoren empfängt, von einem Drucksensor 15, der später beschrieben wird, emp­ fängt und dergleichen empfängt, und steuert ein motorbetätigtes Betätigungsorgan (Elektromotor) 10 (ein Bremssteuerverfahren bei dieser Steuereinheit wird im Einzelnen später beschrieben). Die Bezugszahl 4 ist ein Rotor, die Bezugszahl 5 ist ein Bremsbe­ lag (pad) (nachstehend als Reibmaterial bezeichnet), und die Bezugszahl 6 ist ein Bremssattel, der einen Bremskörper aufweist.

Der Elektromotor 10 ist mit dem Bremssattel mittels einer geeigneten Befestigungsein­ richtung befestigt. Ein Endzahnrad 12 ist auf einer Ausgangswelle 11 des Elektromotors montiert, wobei ein Untersetzungsgetriebemechanismus 12A dazwischen angeordnet ist. Das Zahnrad 12 ist in Eingriff mit einer Verzahnungsmutter (gear nut) 14, die einen Rotations-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus 13 bilden. Ein Mutternteil 14a der Verzahnungsmutter 14 wird auf dem Bremssattel 6 solcher Art gelagert, dass es drehbar und geringfügig in der Axialrichtung beweglich ist. Wenn sich die Ausgangs­ welle 11 des Elektromotors 10 dreht, dreht sich auch das Zahnrad 12 und die Verzah­ nungsmutter 14 in Bezug zu dem Bremssattel 6. Ein Drucklager 21 ist zwischen der Verzahnungsmutter 14 und dem Bremssattel (Bremskörper) 6 vorgesehen. Ein Druck­ sensor (thrust sensor) 15 ist zwischen dem Drucklager 21 und dem Bremssattel (Bremskörper) 6 montiert und ermittelt eine Bremskraft. Wärme, die in einer Bremsbe­ triebsart erzeugt wird und durch den Rotations-Linearbewegungs-Umwandlungs­ mechanismus 13 und dergleichen übertragen wird, wird vermindert, da der Drucksensor 15 auf diese Weise vorgesehen ist, und die Temperatur des Sensors steigt nicht stark an. Ferner ist der Drucksensor 15 in der Nähe des motorbetätigten Betätigungsorgans 10 angeordnet, so dass die Verdrahtung einfach ist. Der Drucksensor 15 kann an der Vorderseite des Bremsbelagandrückelements 17 befestigt sein. In diesem Fall tritt je­ doch das folgende Problem auf. Wenn der Drucksensor so befestigt ist, wird die Brems­ wärme, die zwischen dem Rotor und dem Bremsbelag erzeugt wird, direkt auf den Drucksensor übertragen, wodurch mögliche Störungen verursacht werden. Aus diesem Grund wird bevorzugt, den Drucksensor, wie oben erläutert, zu befestigen.

Eine Schraubenwelle 16, die den Rotations-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanis­ mus bildet, ist mit der Verzahnungsmutter 14 schraubgekoppelt. Das Bremsbelagan­ drückelement 17, welches den Bremsbelag 5 trägt (der als ein Reibmaterial bezeichnet wird), ist auf einem Ende der Schraubenwelle 16 montiert.

Bei der elektrischen Bremsvorrichtung arbeitet der Elektromotor 10 im Ansprechen auf einen Befehl, welcher von der ECU in Übereinstimmung mit einer Steuerbetriebsart, die später beschrieben wird, ausgegeben wird. Eine Drehkraft des Elektromotors 10 wird auf die Verzahnungsmutter 14 über den Reduktionsgetriebemechanismus 12A und das Zahnrad 12 übertragen. Dann bewegt sich die Schraubenwelle 16, die mit der Verzah­ nungsmutter 14 schraubgekoppelt ist, linear, und das Reibmaterial 5, das auf dem Bremsbelagandrückelement 17 gestützt wird, wird vorgeschoben, um gegen den Rotor 4 angepresst zu werden. Unter einer Reaktionskraft, die durch den Druckvorgang erzeugt wird, bewegt sich auch der Bremssattel 6 zu dem Rotor 4 hin. Das Reibmaterial 5, das auf dem Bremssattel 6 gestützt wird, wird gegen den Rotor 4 gepresst. Als ein Ergebnis dessen wird der Rotor auf beiden Seiten mit den Reibmaterialien 5 zusammengedrückt, um dadurch eine Bremskraft zu erzeugen.

Als nächstes wird eine Steuerung bzw. Regelung zum Bewirken einer automatischen Einstellung des Bremsbelagabstands bei der elektrischen Bremsvorrichtung unter Be­ zugnahme auf die Flusspläne beschrieben. Fig. 2 ist ein Zeitdiagramm, die eine Ar­ beitsweise der elektrischen Bremsvorrichtung zeigt, wenn die Steuerung bzw. Regelung ausgeführt wird.

Die Bremsbelagabstandssteuerung (-regelung) wird zunächst unter Bezugnahme auf das in Fig. 2 gezeigte Zeitdiagramm beschrieben.

Wenn in Fig. 2 das Bremspedal 1 zum Bremsen niedergedrückt wird, wird der Brems­ schalter 3 eingeschaltet. Wenn das Bremspedal 1 niedergedrückt wird und eine Stoß­ kraft, die zu diesem Zeitpunkt durch den Stoßkraftsensor ermittelt wird und an die ECU eingegeben wird, berechnet die ECU einen Sollwert durch Multiplizieren der Stoßkraft mit einem vorbestimmten Koeffizienten. In der ECU ist ein Schwellenwert vorgespeichert und wird mit dem berechneten Sollwert verglichen. Der Elektromotor führt seine Dre­ hung fort, bis der Sollwert (target value), der unter Verwendung der Stoßkraft berechnet wurde, den Schwellenwert überschreitet, der in einem Speicher der ECU gespeichert wurde, und führt seine Erzeugung einer festgelegten Bremskraft ("f" in der Figur) fort. Wenn die Stoßkraft anwächst und der Sollwert den Schwellenwert überschreitet, arbeitet der Elektromotor dann so, dass er die Bremskraft entsprechend der Stoßkraft erzeugt, und die Bremskraft beginnt mit Anwachsen der Stoßkraft anzuwachsen. In einem Fall, bei dem sich der Sollwert unter den Schwellenwert vermindert in einen Zustand, bei dem der Bremsschalter 3 in einem EIN-Zustand ist, wird der Elektromotor mit einem Sollwert betrieben und gesteuert, welcher auf eine festgelegte Bremskraft (f) festgelegt ist, die gleich dem Schwellenwert ist oder kleiner ist.

Wenn das Niederdrücken des Bremspedals aufgehoben wird, um die Bremse zu lösen, vermindert sich auch entsprechenderweise die Stoßkraft, und der Sollwert, der unter Verwendung der Stoßkraft berechnet wurde, sinkt unter den Schwellenwert. Von einem Zeitpunkt (a) an, bei dem der Sollwert sich unter den Schwellenwert verringert, beginnt die Steuerung des Elektromotors in einem Zustand, bei dem die Bremskraft "f", die gleich der Bremskraft ist, die schon erwähnt wurde, als der Sollwert verwendet wird. Diese Steuerung wird fortgeführt, bis eine erste vorbestimmte Zeitdauer (Bremsrück­ stellungsvorbereitungsphase) verstrichen ist, nachdem der Fahrer seinen Fuß von dem Bremspedal weggenommen hat und der Bremsschalter ausgeschaltet ist. Nachdem die erste vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, wird dann der Elektromotor in Drehung in einer solchen Richtung gesteuert, dass sich die Bremskraft für eine vorbestimmte Zeit­ dauer (Rückstellungsphase) vermindert. Auf diese Weise wird die Bremsbelagabstands­ steuerung durch Ausgeben eines Bremsrückstellungsbefehls an den Motor für die zweite vorbestimmte Zeitdauer ausgeführt, welche der ersten vorbestimmten Zeitdauer folgt. Entsprechenderweise wird die Bremsbelagabstandssteuerung ohne irgendeine Information von dem Positionssensor realisiert. Mit diesem einzigartigen technischen Merkmal wird der Positionssensor, welcher bei dem herkömmlichen Verfahren auf wich­ tige Weise verwendet wird, bei der vorliegenden Erfindung weggelassen.

Ein Beispiel eines Flussplans der motorbetriebenen Bremssteuerung, welche die Zeit­ diagrammoperation realisiert, wird beschrieben. Fig. 3 ist ein Flussplan eines Zeitge­ berinterruptprogramms, das bei der Steuerung der motorbetriebenen Bremse der Erfin­ dung verwendet wird. Fig. 4 ist ein Flussplan eines Bremssteuer-Unterprogramms. Fig. 5 ist ein Schema, das ein Übergangszustandsdiagramm eines Bremszustandes zeigt. Fig. 6 ist ein Flussplan eines Motorbefehlsberechnungs-Unterprogramms. Die Beschrei­ bung wird zur Vereinfachung der Erläuterung für einen Fall gegeben, wo die Bremskraft­ steuerung für ein Rad verwendet wird. Bei einem tatsächlichen Fahrzeug wird jedoch ein Bremssteuer-Unterprogramm wiederholt in der Anzahl ausgeführt, die der Anzahl der in­ stallierten elektrischen Bremsvorrichtungen entspricht.

Die Steuerung der motorbetriebenen Bremse zum Erzeugen einer Bremskraft wird unter Verwendung eines Zeitgeberinterruptprogramms, das in Fig. 3 gezeigt ist, ausgeführt, welches in festgelegten Zeitintervallen arbeitet. Die motorbetriebene Bremse wird unter Verwendung eines Bremssteuer-Unterprogramms, das in Fig. 4 gezeigt ist, gesteuert.

Ein Bremszustand wird in seiner Phase entsprechend einem Übergangsdiagramm des Bremszustands, das in Fig. 5 gezeigt ist, verändert. In dem Übergangsdiagramm wird, wenn der Bremsschalter eingeschaltet wird, eine Bremsphase eingestellt. Wenn der Bremsschalter ausgeschaltet wird, wird eine Rückstellungsvorbereitungsphase zum Rückstellen der Reibmaterialien in ihre ursprünglichen Positionen eingestellt. Wenn die Rückstellungsvorbereitungsphase eine erste vorbestimmte Zeitdauer fortgeführt wird, verschiebt sich der Bremszustand in seiner Umwandlungsphase in eine Rückstellungs­ phase. In der Rückstellungsphase kehren die Reibmaterialien in ihre ursprüngliche Po­ sitionen in einer zweiten vorbestimmten Zeitdauer zurück, und die Änderungsphase wird in eine Nichtbremsphase verschoben.

Die Bremssteuerung wird nachstehend beschrieben. Um damit zu starten, wird das Zeitgeberinterruptprogramm, das in Fig. 3 gezeigt ist und das in vorbestimmten Zeitin­ tervallen betrieben wird, ausgeführt. Beim Start der ersten Ausführung des Zeitgeberin­ terruptprogramms wird Stufe 1 ausgeführt, bei welcher eine Pedalstoßkraft, die von dem Stoßkraftsensor 2 abgeleitet wird, und eine Bremskraft, die von dem Drucksensor 15 hergeleitet wird, welche für die Steuerung der motorbetriebenen Bremse notwendig sind, in die ECU eingegeben. Dann wird Stufe 2 ausgeführt, bei welcher ein Bremssteuer- Unterprogramm für einen Bremszustand (Übergangsbremszustand) ausgeführt wird. Stufe 3 wird ausgeführt, indem ein Motorbefehl, der in dem Bremssteuer-Unter­ programm ermittelt wurde, an den damit in Beziehung stehenden Teil abgegeben wird, um eine vorbestimmte Bremskraft zu erzeugen. Der Motorbefehl wird beibehalten, bis ein Motorbefehl bei der nächsten Ausführung des Zeitgeberinterruptprogramms abge­ geben wird.

Bei dem Bremssteuer-Unterprogramm, das in Fig. 4 gezeigt ist, wird zuerst ein Wert als das Produkt der Multiplikation der eingegebenen Stoßkraft mit einem Koeffizienten als ein Sollwert verwendet. In diesem Fall wird eine Proportionalfunktion verwendet. Falls notwendig kann eine Funktion, die eine Zuordnung der vorderen und hinteren Brems­ kräfte ermöglicht statt dessen verwendet werden. In diesem Unterprogramm wird der Bremszustand, der in Fig. 5 gezeigt ist, in vier Bremszustands-Änderungsphasen un­ terteilt (Nichtbremsphase, Bremsphase, Rückstellungsvorbereitungsphase, Rückstel­ lungsphase), und eine Datenverarbeitung wird in jeder Phase ausgeführt.

Spezifischerweise ist, wenn nach dem Rücksetzen der elektronischen Steuereinheit das Bremspedal nicht niedergedrückt ist und der Bremsschalter in einem AUS-Zustand ist, der Bremszustand in einer Nichtbremsphase. Wenn in dieser Nichtbremsphase das Bremssteuer-Unterprogramm beginnt zu arbeiten, wird Stufe 11 ausgeführt, bei der der Motorstrom 0 ist und eine Drehrichtung des Motors auf eine Rückstellungsseite, unge­ achtet des Sollwerts, gesetzt ist. Dann wird Stufe 12 ausgeführt, bei der die Steuerung entscheidet, ob der Bremsschalter eingeschaltet oder ausgeschaltet ist, und wenn er ausgeschaltet ist, verlässt die Steuerung das Unterprogramm ohne einen Vorgang aus­ zuführen. Wenn der Bremsschalter in einem EIN-Zustand ist, wird die Stufe 13 ausge­ führt, bei der der Bremsänderungszustand des Bremszustands aus dem Nichtbremszu­ stand zu der Steuerphase verändert (verschoben) wird. In Stufe 14 wird die Stellgröße gelöscht, und in Stufe 15 tritt die Steuerung in ein Motorbefehlberechnungs-Unterpro­ gramm ein und führt eine Motorbefehlsoperation aus. In Stufe 14 wird die Stellgröße gelöscht, und in Stufe 15 tritt die Steuerung in ein Motorbefehlsberechnungs-Unterpro­ gramm ein und führt eine Motorbefehlsoperation aus.

Wenn das Motorbefehlsberechnungs-Unterprogramm beginnt, wird Stufe 51 ausgeführt, bei der eine Differenz "e" zwischen einem Sollwert, der unter Verwendung einer Brems­ stoßkraft und einer tatsächlichen Bremskraft F (abgeleitet von dem Drucksensor) be­ rechnet wird, und ein Motorstrom und eine Drehrichtung des Motors werden unter Ver­ wendung einer Funktion berechnet, die die Differenz als eine Variable enthält (z. B. PI- Regelung). Das heißt, die Steuerung (bzw. Regelung) legt einen Motorstrom (fi) und die Motordrehrichtung (fr) fest, so dass die Bremskraft (F) gleich dem Sollwert ist (die Diffe­ renz "e" ist gleich Null), und verlässt das Unterprogramm.

Wenn eine zweite Ausführung des Zeitgeberinterruptprogramms beginnt, schreitet die Steuerung zu einem Flussplan der Bremsphase in dem Bremssteuer-Unterprogramm fort, da der Bremszustand in die Bremsphase bei der vorhergehenden Ausführung des Bremssteuer-Unterprogramms verschoben wurde.

In Stufe 21 wird der Schwellenwert mit dem Sollwert verglichen. Wenn der Sollwert grö­ ßer als der zuerst genannte Wert ist, schreitet die Steuerung direkt zur Stufe 23 fort. Wenn der Sollwert kleiner als letzterer ist, wird Stufe 22 ausgeführt, bei der der Schwel­ lenwert als der Sollwert verwendet wird. In diesem Fall wird die Bremskraft unter Ver­ wendung eines Wertes gesteuert, der oberhalb eines Stoßkraftbefehls ist.

In Stufe 23 überprüft die Steuerung eine Bremszustandsänderungsphase des Bremszu­ stands. Wenn der Bremsschalter in einem EIN-Zustand ist, nämlich wenn das Bremspe­ dal niedergedrückt gelassen wird, wird die Bremsphase belassen wie sie ist (der Brems­ zustand wird nicht verändert). Die Steuerung schreitet zu dem Motorbefehlsberech­ nungs-Unterprogramm von Stufe 27 fort. In dieser Stufe werden ein solcher Motorstrom und eine solche Drehrichtung des Motors eingerichtet, dass diese an den Sollwert an­ genähert werden. Wenn der Bremsschalter in einem AUS-Zustand ist, nämlich wenn der Fuß von dem Bremspedal wegbewegt wurde in Stufe 23, schreitet die Steuerung zur Stufe 24 fort. In dieser Stufe wird die Bremszustandsänderungsphase verändert (ver­ schoben) zur "Rückstellungsvorbereitungsphase". In Stufe 25 wird ein Zählwert des Steuerzeitgebers gelöscht. In Stufe 26 wird der Schwellenwert auf den Sollwert festge­ legt. In Stufe 27 ermittelt die Steuerung einen Motorstrom und eine Drehrichtung des Motors in dem Motorbefehlsberechnungs-Unterprogramm und verlässt dann dieses Unterprogramm.

Beim Start einer dritten Ausführung des Zeitgeberinterruptprogramms schreitet die Steuerung zu einem Flussplan von der Rückstellungsvorbereitungsphase in dem Bremssteuer-Unterprogramm fort, da in dem Bremszustand die Phase von der Rück­ stellungsvorbereitungsphase in das Bremssteuer-Unterprogramm bei seiner vorherge­ henden Ausführung verschoben wurde. In Stufe 31 wird der Schwellenwert auf den Sollwert festgelegt.

In Stufe 32 ermittelt die Steuerung einen Motorstrom und eine Drehrichtung des Motors in dem Motorbefehlsberechnungs-Unterprogramm. In Stufe 33 wird der Steuerzeitgeber gemessen, und in Stufe 24 wird dieses Messen für einen vorbestimmten Zeitraum fort­ gesetzt, welcher im Voraus auf mehrere hundert Millisekunden festgelegt wurde (siehe Fig. 2). Nachdem die erste vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, verändert (ver­ schiebt) die Steuerung die Bremszustandsänderungsphase in die "Rückstellungsphase" in Stufe 35, löscht wiederum den Steuerzeitgeber in Stufe 36, legt einen Motorstrom I und eine Drehrichtung fest, welche schon festgelegt wurde, auf jene der Rückstellungs­ seite in Stufe 37 und verlässt dieses Unterprogramm. Zu diesem Zeitpunkt tritt die Hemmung der Bremse tatsächlich auf, jedoch hat der Fahrer kein unbehagliches Gefühl wegen des Vorhandenseins der geringfügigen Bremskraft und der Steuerzeit von meh­ reren hundert Millisekunden. Die Steuerzeit von mehreren hundert Millisekunden wird unter Berücksichtigung für einen Fall verwendet, wo der Kolben übermäßig rückwärts bewegt wird zu dem Zeitpunkt einer abrupten Druckverminderung der Bremskraft und eine Zeitdauer, die zum Wiederaufnehmen der Bremskraft eingenommen wird.

Beim Start einer vierten Ausführung des Zeitgeberinterruptprogramms schreitet die Steuerung zu einem Flussplan der Rückstellungsphase in dem Bremssteuer-Unterpro­ gramm fort, da in dem Bremszustand die Phase zu der Rückstellungsphase in dem Bremssteuer-Unterprogramm in dessen vorheriger Ausführung verschoben wurde.

In Stufe 41 werden der Motorstrom I und die Drehrichtung auf der Rückstellungsseite verlassen, und in Stufe 42 beginnt das Messen des Steuerzeitgebers. In Stufe 43 ent­ scheidet die Steuerung, ob der zweite vorbestimmte Zeitpunkt, der zuvor auf mehrere zehn Millisekunden festgelegt wurde, verstrichen ist (siehe Fig. 2). Wenn in Stufe 43 die zweite vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, verändert die Steuerung die Phase des Bremszustandes in die Nichtbremsphase in Stufe 44 und vermindert den Motorstrom auf Null (0) und verlässt das Unterprogramm. Wenn die zweite vorbestimmte Zeitdauer in Stufe 43 noch nicht verstrichen ist, schreitet die Steuerung zu dem Flussplan der Rück­ stellungsphase fort und betätigt kontinuierlich den Elektromotor auf die Rückstellungs­ seite, bis die zweite vorbestimmte Zeitdauer beendet ist.

Danach wird bei jedem Bremsvorgang das Bremssteuerprogramm entsprechend dem Übergangsdiagramm des Bremszustandes ausgeführt, wodurch die Bremssteuerung bewirkt wird.

Wie oben beschrieben wird zum Einstellen des Bremsbelagabstandes ein Sollwert unter Verwendung einer Stoßkraft berechnet, die mit einem Schwellenwert verglichen wird, der zuvor festgelegt wurde. Wenn der Bremsschalter in einem EIN-Zustand ist und der Sollwert kleiner als der Schwellenwert ist, wird der Elektromotor in einem Zustand ge­ steuert, bei dem der Schwellenwert als der Sollwert verwendet wird. Die Motorsteuerung wird weiter für eine erste vorbestimmte Zeitdauer fortgeführt, nachdem der Brems­ schalter ausgeschaltet ist. Nachdem die erste vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, wird ein Bremsrückstellungsbefehl an den entsprechenden Teil für eine zweite vorbe­ stimmte Zeitdauer angelegt. Entsprechenderweise wird der Bremsbelagabstand ohne Verwendung des Positionssensor gesteuert.

Es ist verständlich, dass die Steuerungsflusspläne beispielhaft dargestellt sind. Falls erforderlich kann ein Flussplan zum Realisieren des Zeitdiagramms in Fig. 2 ohne Ver­ wendung des Zeitgeberinterruptprogramms gestaltet sein, währenddessen auf den Sollwert und den Schwellenwert und in EIN/AUS-Zustand des Bremsschalters Bezug genommen wird.

Wie aus der vorangehenden Beschreibung zu sehen ist, wird bei der vorliegenden Erfin­ dung ein solcher Schwellenwert zum Erzeugen einer geringfügigen (minute) Bremskraft, die durch die ECU steuerbar ist, verwendet. Wenn ein Sollwert unter Verwendung einer Stoßkraft berechnet wird, die kleiner als der Schwellenwert ist, wird die Bremssteuerung unter Verwendung eines vorbestimmten Wertes für den Sollwert ausgeführt. Wenn die Bremse gelöst wird, wird die Bremskraft so gesteuert, dass sie gleich dem Schwellen­ wert ist, für eine vorbestimmte Zeitdauer, die eine solche Zeitdauerlänge hat, dass sie nicht ein Hemmungsgefühl verursacht. Wiederum wird das Vorhandensein eines Rück­ stellungsbefehls für eine vorbestimmte Zeitdauer fortgeführt. Auf diese Weise kann der Bremsbelagabstand ohne Verwendung des Positionssensors eingestellt werden. Ent­ sprechenderweise besteht kein Erfordernis der Verwendung des Positionssensors, wel­ cher bei dem herkömmlichen Verfahren wichtig ist, und außerdem besteht kein Erfor­ dernis des Vorsehens eines Einbauraums zum Aufnehmen der Sensoren in dem Bremssattel. Die sich ergebende elektrische Bremsvorrichtung hat geringe Abmessun­ gen und ein geringes Gewicht. Die Anzahl der erforderlichen Drähte für die Sensoren wird verringert und der Vorrichtungsaufbau wird vereinfacht.

Claims (6)

1. Steuerverfahren für eine elektrische Bremsvorrichtung, die einen Bremsschalter (3), einen Stoßkraftsensor (2), einen Drucksensor (15) und einen Elektromotor (10) ein­ schließt, zum Bewegen eines Bremsbelagandrückelementes (17) in eine Richtung, in welcher das Bremsbelagandrückelement (17) sich einem Rotor (4) annähert, der sich mit einem Fahrzeugrad, das damit verbunden ist, dreht, wodurch ein Brems­ vorgang ausgeführt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Vergleichen eines Bremssollwertes, der unter Verwendung eines Ausgangssignals des Stoßkraftsensors (2) berechnet wurde, mit einem Schwellenwert, der auf eine geringfügige Bremskraft, wenn der Bremsschalter (3) in einem EIN-Zustand ist, festgelegt wurde,
Steuern des Elektromotors (10) mit einem vorbestimmten Wert als den Bremssoll­ wert, wenn der Bremssollwert unterhalb des Schwellenwertes ist, und
Drehen des Elektromotors (10) für eine vorbestimmte Zeitdauer, um das Bremsbe­ lagandrückelement (17) zurückzuziehen, nachdem der Bremsschalter (3) ausge­ schaltet wurde.

2. Verfahren zum Steuern einer elektrischen Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt des Drehens des Elektromotors (10) für die vorbestimmte Zeitdauer ausgeführt wird, nachdem der Bremsschalter (3) ausgeschaltet wurde, und eine Nachsteuerung für eine erste vorbestimmte Zeitdau­ er fortgeführt wird.

3. Verfahren zum Steuern einer elektrischen Bremsvorrichtung nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, dass die Nachsteuerung den Verfahrensschritt des Steu­ erns des Elektromotors (10) mit dem vorbestimmten Wert als den Bremssollwert umfasst, wenn der Bremssollwert unterhalb des Schwellenwertes ist.

4. Verfahren zum Steuern einer elektrischen Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, ge­ kennzeichnet durch den Verfahrensschritt: Steuern des Elektromotors (10) in Übereinstimmung mit einem Bremssollwert, der unter Verwendung eines Ausgangssignals des Stoßkraftsensors (2) berechnet wur­ de und einer Bremskraft, die von dem Drucksensor (15) erzielt wurde.

5. Verfahren zum Steuern einer elektrischen Bremsvorrichtung nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet,
dass das Bremsbelagandrückelement (17) mit dem Elektromotor (10) über einen Rotations-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus (13) gekoppelt ist, der ei­ ne Verzahnungsmutter (14) und eine Schraubenwelle einschließt, die mit der Ver­ zahnungsmutter (14) schraubgekoppelt ist, und
dass der Drucksensor (15) zwischen einem Lager (21) vorgesehen ist, das die Ver­ zahnungsmutter (14) und einen Bremssattel (6) drehbar hält.

6. Elektrische Bremsvorrichtung, gekennzeichnet durch
einen Bremssattel (6),
einen Elektromotor (10)
einen Rotor (4), der sich mit einem Fahrzeugrad dreht, das damit verbunden ist,
ein Bremsbelagandrückelement (17), das in eine Richtung beweglich ist, in welcher sich das Bremsbelagandrückelement (17) dem Rotor (4) annähert, um dadurch ei­ nen Bremsvorgang auszuführen,
einen Rotations-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus (13), der eine Ver­ zahnungsmutter (14) und eine Schraubenwelle (16) einschließt, die mit der Verzah­ nungsmutter (14) schraubgekoppelt ist,
einem Lager (21) zum drehbaren Halten der Verzahnungsmutter (14) und einen Drucksensor (15), der zwischen dem Lager (21) und dem Bremssattel (6) zum Messen einer Druckkraft des Bremsbelagandrückelementes (17) gegenüber dem Rotor (4) vorgesehen ist,
wobei das Bremsbelagandrückelement (17) mit dem Elektromotor (10) über den Rotations-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus (13) gekoppelt ist.