DE10228115B4

DE10228115B4 - Elektrisch betätigbare Fahrzeugbremse und Verfahren zur Steuerung einer elektrisch betätigbaren Fahrzeugbremse

Info

Publication number: DE10228115B4
Application number: DE10228115A
Authority: DE
Inventors: Ralf Dr. Leiter; Ralf Kinder; Gregor Poertzgen
Original assignee: Lucas Automotive GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2002-06-24
Filing date: 2002-06-24
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2022-06-25
Also published as: DE10228115A1

Abstract

Elektrisch betätigbare Fahrzeugbremse mit
– einem Bremskolben (30), der auf wenigstens einen Reibbelag (14, 14') wirkt und aus einer Ruhestellung in eine Betätigungsstellung verschiebbar ist, in der der Bremskolben (30) den Reibbelag (14, 14') gegen ein mit einem Rad des Kraftfahrzeuges drehfest verbindbares Drehglied (16) der Fahrzeugbremse anlegt, und
– einer von einem Elektromotor (20) angetriebenen, auf den Bremskolben (30) wirkenden Getriebeeinheit (26, 28) zum Betätigen des Bremskolbens (30), wobei
– der Elektromotor (20) durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) anzusteuern ist, die auch dazu eingerichtet ist, Betriebsparameter des Fahrzeugs, des Elektromotors (20) und/oder der Fahrzeugbremse zu erfassen, und wobei
– die elektronische Steuereinheit (ECU) dazu eingerichtet und programmiert ist, mittels eines in ihr ablaufenden Steuer- und Auswerteprogramms den Elektromotor (20) so anzusteuern, dass der Bremskolben (30) in Reaktion auf die Erfassung mindestens einer vorbestimmten Betriebsbedingung in eine erste Richtung in seine Betätigungsstellung verschoben wird, in der...

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine elektrisch betätigbare Fahrzeugbremse und ein Verfahren zur Steuerung einer elektrisch betätigbaren Fahrzeugbremse. Die Fahrzeugbremse umfasst dabei die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1, wie sie aus der DE 197 30 094 A1 bekannt sind.
Stand der Technik
Derartige elektrisch betätigbare Fahrzeugbremsen sind in verschiedenen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt. Die bei diesen Scheibenbremsen im Rahmen eines Bremsvorgangs auftretenden Kräfte lassen sich in Klemmkraft (auch Axialkraft, Querkraft, Zuspannkraft oder Normalkraft genannt) und Umfangskraft (auch Reibkraft genannt) unterteilen. Als Klemmkraft wird diejenige Kraftkomponente bezeichnet, welche von einer Bremsbacke senkrecht zur Ebene der Bremsscheibe in die Bremsscheibe eingeleitet wird. Unter der Umfangskraft hingegen versteht man diejenige Kraftkomponente, welche aufgrund der Bremsreibung zwischen einem Reibbelag der Bremsbacke und der Bremsscheibe in Umfangsrichtung der Bremsscheibe auf die Bremsbacke wirkt. Durch Multiplikation der Umfangskraft mit dem Abstand des Angriffspunkts der Umfangskraft von der Drehachse der Räder lässt sich das Bremsmoment ermitteln.

Bei einer aus der WO 99/05011 A1 bekannten Scheibenbremse wird die Klemm- kraft entweder hydraulisch oder mittels eines Elektromotors erzeugt. Im Falle einer hydraulischen Klemmkrafterzeugung wird ein unter Druck gesetztes Hydraulikfluid in eine in einem Gehäuse der Scheibenbremse ausgebildete Hydraulikkammer eingeleitet. Ein in der Hydraulikkammer verschieblich aufgenommener Hohlkolben einer Aktuatoreinrichtung wird von dem Hydraulikfluid in Richtung auf eine der beiden Bremsbacken bewegt und bringt diese in Reibungseingriff mit der Bremsscheibe. Da die Scheibenbremse als Schwimmsattel-Scheibenbremse ausgestaltet ist, wird in bekannter Weise auch die nicht unmittelbar mit dem Kolben zusammenwirkende Bremsbacke gegen die Bremsscheibe angelegt.

Bei einer elektromotorischen Klemmkrafterzeugung wird die Rotationsbewegung einer Motorwelle zunächst mittels eines Planetengetriebes untersetzt und anschließend mittels einer innerhalb des Hohlkolbens angeordneten Mutter-Spindel-Anordnung der Aktuatoreinrichtung in eine Translationsbewegung umgesetzt. Der Hohlkolben wird von dieser Translationsbewegung erfasst und überträgt die Translationsbewegung auf eine der beiden Bremsbacken, welche daraufhin gegen die Bremsscheibe angelegt wird. Bei dieser Fahrzeugbremse ist bei nicht betätigter Bremse eine bei der elektromotorischen Bremsbetätigung auf den Bremskolben wirkende Mutter der Mutter-Spindel-Anordnung in einem definierten Abstand zu dem in seiner Ruhestellung positionierten Bremskolben angeordnet. Um eine optimale Funktion der Fahrzeugbremse zu gewährleisten, sollte dieser Abstand möglichst exakt eingestellt sein, da ein zu großer Abstand zur einer Verlängerung der Ansprechzeit der Bremse führt, während bei zu geringem Abstand ein Restschleifmament zwischen der sich drehenden Bremsscheibe und den Reibbelägen entstehen könnte.

Bei allen bekannten elektrisch betätigbaren Scheibenbremsen tritt das grundsätzliche Problem auf, dass sich der Abstand zwischen den Reibbelägen und der Bremsscheibe bei nicht betätigter Bremse, das sogenannte Bremslüftspiel, infolge des Verschleißes der Reibbeläge vergrößert und dadurch die Ansprechzeit der Bremse verlängert wird. Ferner besteht bei Bremsenanordnungen von der aus der WO 99/05011 A1 bekannten Art, bei denen die Ruhestellung des Bremskolbens nicht mit Hilfe eines auf den Kolben wirkenden Elements der Getriebeeinheit, sondern mittels einer separaten Einrichtung festgelegt wird, das Problem, dass sich der definierte Abstand zwischen dem bei einer elektromotorischen Bremsbetätigung auf den Bremskolben wirkenden Bauteil der Aktuatoreneinrichtung und dem Bremskolben im Verlauf der Betriebsdauer der Fahrzeugbremse in unerwünschter Weise verkleinern oder vergrößern kann.

Der Erfindung zugrundeliegendes Problem

Der Endung liegt das Problem zugrunde, die Betriebssicherheit einer elektrisch betätigbaren Scheibenbremse zu erhöhen und insbesondere kurze Ansprechzeiten der Bremse im Bremsbetrieb zu gewährleisten.

Erfindungsgemäße Lösung

Zur Lösung dieses Problem wird erfindungsgemäß eine elektrisch betätigbare Fahrzeugbremse mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie ein Verfahren zur Steuerung einer elektrisch betätigbare Fahrzeugbremse gemäß Patentanspruch 16 vorgeschlagen.

Die elektrisch betätigbare Fahrzeugbremse umfasst 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 einem Rad des Kraftfahrzeuges drehfest zu verbindendes Drehglied der Fahrzeugbremse anlegt, und eine von einem Elektromotor angetriebene, auf den Bremskolben wirkende Getriebeeinheit zum Betätigen des Bremskolbens, wobei der Elektromotor durch eine elektronische Steuereinheit anzusteuern ist, die auch dazu eingerichtet ist, Betriebsparameter des Fahrzeugs, des Elektromotors und/oder der Fahrzeugbremse zu erfassen. Die elektronische Steuereinheit ist dazu eingerichtet und programmiert, mittels eines in ihr ablaufenden Steuer- und Auswerteprogramms den Elektromotor so anzusteuern, dass der Bremskolben in Reaktion auf die Erfassung mindestens einer vorbestimmten Betriebsbedingung in eine erste Richtung in seine Betätigungsstellung verschoben wird, in der der wenigstens eine Reibbelag an dem Drehglied anliegt, und der Bremskolben anschließend um einen Weg, der einem vorbestimmten, gewünschten Bremslüftspiel entspricht, in eine der ersten Richtung entgegengesetzte, zweite Richtung in seine Ruhestellung verschoben wird.

Dabei ist zur Festlegung der Ruhestellung des Bremskolbens die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet, den Elektromotor so anzusteuern, dass der Bremskolben vor dem Verschieben in seine Betätigungsstellung in eine vorbestimmte Nullstellung verschoben wird. Darüber hinaus ist die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet, eine Größe zu erfassen, die mit einem von dem Bremskolben zwischen seiner Nullstellung und seiner Betätigungsstellung zurückgelegten Weg korreliert ist, und die erfasste Größe mit einer gespeicherten Referenzgröße zu vergleichen, wobei die Referenzgröße mit einem von dem Bremskolben zurückgelegten Weg bei einer mit neuen Reibbelägen ausgestatteten Fahrzeugbremse korreliert ist.

Durch die regelmäßige Durchführung einer derartigen Kalibrierung der erfindungsgemäßen Bremsenanordnung kann der Verschleiß der Reibbeläge zuver lässig kompensiert und das Bremslüftspiel auf einem konstanten Wert gehalten werden. Die Häufigkeit, mit der die Kalibrierung durchgeführt wird, kann durch geeignete Auswahl der zu erfassenden Betriebsbedingung beliebig eingestellt werden und hängt beispielsweise von den Anforderungen ab, die durch Funktionen wie zum Beispiel ABS, ASR, EPB etc. an das System gestellt werden.

Moderne Kraftfahrzeuge sind mit einem Bus-System (zum Beispiel CAN) ausgestattet, um ermittelte Betriebsparameter von Komponenten oder Baugruppen des Kraftfahrzeuges den im Kraftfahrzeug vorhandenen Steuerungen bereitrustellen bzw. Ansteuersignale von den Steuerungen an Komponenten oder Baugruppen des Kraftfahrzeuges zu übermitteln. Daher werden Betriebsparameter des Fahrzeugs, des Elektromotors und/oder der Fahrzeugbremse (zum Beispiel Betriebszustand des Fahrzeugs, Stromaufnahme des Elektromotors und von der Fahrzeugbremse ausgeübte Bremskraft) in der Regel für andere Zwecke ohnehin erfaßt und ausgewertet. Somit entsteht für die Erfassung der vorbestimmten Betriebsbedingung sowie für die Erfassung der Betätigungsstellung des Bremskolbens kein weiterer Aufwand an Komponenten, Verschaltung etc.. Somit können die aus der Erfindung resultierende erhöhte Betriebsicherheit sowie die kurze Ansprechzeit des Bremssystems bei geringstem zusätzlichem Aufwand bereitgestellt werden.

Sofern die für die Kalibrierung des Bremssystems erforderlichen Betriebsparameter des Fahrzeugs, des Elektromotors und/oder der Fahrzeugbremse nicht in dem Bus-System verfügbar sind, ist es jedoch erforderlich, diese Daten der elektronischen Steuereinheit (ECU) in sonstiger Weise (durch geeignete Sensoren) bereitzustellen.

Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösung

Durch den Verschleiß der Reibbeläge und der daraus resultierenden Vergrößerung des Bremslüftspiels verlängert sich der von dem Bremskolben von der Nullstellung bis zur Betätigungsstellung zurückzulegende Weg im Vergleich zu einem von dem Bremskolben zurückgefegten Weg bei einer Fahrzeugbremse mit neuen, unverschlissenen Bremsbelägen. Der Vergleich zwischen der erfassten Größe, die mit dem von dem Bremskolben zurückgelegten Weg korreliert ist, und der Referenzgröße, die mit dem von dem Bremskolben zurückgefegten Weg bei einer mit neuen Reibbelägen ausgestatteten Fahrzeugbremse korreliert ist, ermöglicht daher eine Bestimmung des Gesamtverschleißes der Reibbeläge.

Zur Ausführung der oben beschriebenen Funktionen kann die elektronische Steuereinheit eine mit einem Speicher ausgestattete Rechnereinheit aufweisen, die eine dem Reibbelagverschleiß entsprechende Differenz aus der erfassten Größe und der im Speicher gespeicherten Referenzgröße berechnet. Eine geeignete, mit dem von dem Bremskolben zurückgelegten Weg korrelierte Größe ist beispielsweise die Anzahl der Schritte des Elektromotors. Die erfindungsgemäße Bremsenanordnung umfasst daher vorzugsweise einen Sensor, der die Schritte des Elektromotors erfasst. Der von dem Sensor ausgegebene Wert kann dann in der elektronischen Steuereinheit auf Null gesetzt werden, wenn sich der Bremskolben in seiner Nullstellung befindet.

Vorzugsweise ist die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet, ein Warnsignal an den Fahrzeugführer auszugeben, wenn eine Differenz zwischen der erfassten Größe und der Referenzgröße einen vorbestimmten Wert überschreitet. Hierbei kann ausserdem oder statt dessen auch eine quantitative Anzeige (zum Beispiel mittels einer Balkenanzeige) der Dicke des Bremsbelages für den Fahrer erfolgen. Der vorbestimmte Wert kann beispielsweise einem kritischen Verschleißwert der Reibbeläge entsprechen, bei dem ein Wechsel der Reibbeläge erfolgen sollte. Das an den Fahrer ausgegebene Signal kann ein akustisches oder optisches Signal sein, das beispielsweise zu Beginn einer Fahrt, beim Anschalten der Zündung ausgegeben wird.

In ähnlicher Weise kann die elektronische Steuereinheit bei der mit der Einrichtung zur Festlegung der Ruhestellung des Bremskolbens ausgestatteten Fahrzeugbremse dazu eingerichtet sein, den Elektromotor so anzusteuern, dass das auf den Bremskolben wirkende Element der Getriebeeinheit vor dem Verschieben in seine Betätigungsstellung in eine vorbestimmte Nullstellung verschoben wird. Die elektronische Steuereinheit ist dann ferner dazu eingerichtet, eine Größe zu erfassen, die mit einem von dem Element zwischen seiner Nullstellung und seiner Betätigungsstellung zurückgelegten Weg korreliert ist, und die erfasste Größe mit einer gespeicherten Referenzgröße zu vergleichen, wobei die Referenzgröße mit einem von dem Element zurückgelegten Weg bei einer mit neuen Reibbelägen ausgestatteten Fahrzeugbremse korreliert ist.

Wie der Weg des Bremskolbens, verlängert sich auch der von dem auf den Bremskolben wirkenden Element von der Nullstellung bis zur Betätigungsstellung zurückzulegende Weg in Abhängigkeit des Verschleißes der Reibbeläge. Wenn die Ruhestellung des Bremskolbens von einer separaten Einrichtung, beispielsweise einer mit dem Bremskolben zusammenwirkenden "Rollback"- Dichtung, festgelegt wird, kann daher auch ein Vergleich der gemessenen, mit dem von dem Element zurückgelegten Weg korrelierten Größe mit einer Referenzgröße, die mit dem von dem Element zurückgelegten Weg bei einer mit neuen Reibbelägen ausgestatteten Fahrzeugbremse korreliert ist, zur Bestimmung des Gesamtverschleißes der Reibbeläge herangezogen werden. Die elektronische Steuereinheit weist dann vorzugsweise eine mit einem Speicher ausgestattete Rechnereinheit auf, um eine dem Reibbelagverschleiß entsprechende Differenz aus der erfassten Größe und der im Speicher gespeicherten Referenzgröße zu berechnen. Eine geeignete, mit dem von dem Element zurückgelegten Weg korrelierte Größe ist beispielsweise die Anzahl der Schritte des Elektromotors. Daher ist vorzugsweise ein Sensor vorhanden, der die Schritte des Elektromotors erfasst. Der von dem Sensor ausgegebene Wert kann dann in der elektronischen Steuereinheit auf Null gesetzt werden, wenn sich das auf den Bremskolben wirkende Element in seiner Nullstellung befindet.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die vorbestimmte Betriebsbedingung erfüllt, wenn das Fahrzeug seit der letzten Kalibrierung der Bremse eine vorbestimmte Strecke zurückgelegt hat. Eine geeignete Strecke können beispielsweise 500 km sein. Dadurch wird auf einfache Art und Weise gewährleistet, dass das Bremssystem regelmäßig kalibriert wird.

Alternativ dazu kann die vorbestimmte Betriebsbedingung erfüllt sein, wenn eine zu einem Klemmkraftgradienten korrelierte Größe einen vorbestimmten, kritischen Wert überschreitet. Die Steigung einer Klemmkraft/Zeit-Kennlinie (Klemmkraftgradient) nach dem Anlegen der Reibbeläge an die Bremsscheibe kann als Maß für den Zustand der Reibbeläge dienen, da neue, unverschlissene Reibbeläge elastischer und damit kompressibler sind, als alte, bereits verschlissene Reibbeläge. Dadurch erfolgt der Aufbau der Klemmkraft bei neuen Reibbelägen langsamer als bei alten Reibbelägen, so dass eine Zunahme des Klemmkraftgradienten als Indiz für einen zunehmenden Verschleiß der Reibbeläge gewertet werden kann.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Kalibrierung der Bremse demzufolge immer dann, wenn eine zu dem Klemmkraftgradienten korrelierte Größe einen kritischen Wert überschreitet, der seinerseits ein Maß für einen definierten Reibbelagverschleiß ist. Eine geeignete, zu dem Klemmkraftgradienten korrelierte Größe kann der Klemmkraftgradient selbst oder die Steigung einer Stromaufnahme/Zeit-Kennlinie des Elektromotors (Stromaufnahmegradient) nach dem Anlegen der Reibbeläge an die Bremsscheibe sein.

Die Kalibrierung der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremse kann auf der Grundlage der Erfassung nur einer der beiden oben genannten Betriebsbedingungen erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, die den beiden Betriebsbedingungen zugrundeliegenden Betriebsparameter fortlaufend zu erfassen und die Kalibrierung der Bremse immer dann durchzuführen, wenn eine der Bedingungen oder beide Bedingungen erfüllt sind.

Vorzugsweise erfolgt die Kalibrierung der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremse nur dann, wenn die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet und/oder wenn sich das Fahrzeug in der Ebene befindet, und/oder wenn die Bremse nicht oder noch nicht zugespannt ist. Dadurch können unerwünschte, durch den Kalibrierungsvorgang verursachte Betriebszustände des Fahrzeugs vermieden werden.

Die elektronische Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, während des Verschiebens des Bremskolbens in seine Betätigungsstellung, in der der Bremskolben wenigstens einen Reibbelag an das Drehglied anlegt, eine zu einer Klemmkraft korrelierte Größe sowie eine für die Betätigung des Elektromotors charakteristische Größe durch entsprechende Aufnehmer zu erfassen, daraus die Betätigungsstellung des Bremskolbens zu ermitteln, bei der der Reibbelag an dem Drehglied der Fahrzeugbremse anliegt, und diese ermittelte Betätigungsstellung für die Verschiebungen des Bremskolbens und/oder des auf den Bremskolben wirkenden Elements der Getriebeeinheit zugrundezulegen. Bei einer derartigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bremsenanordnung kann die Betätigungsstellung des Bremskolbens besonders genau ermittelt und somit das gewünschte Bremslüftspiel bzw. der gewünschte Abstand zwischen dem auf den Bremskolben wirkenden Element und dem Bremskolben exakt eingestellt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet und programmiert, aus den Wertepaaren der erfaßten Klemmkraft und der zugehörigen, für die Betätigung des Elektromotors charakteristischen Größe mittels eines Approximationsverfahrens eine Näherungsfunktion zu bestimmen. Zu diesem Zweck kann die elektronische Steuereinheit eine mit einem Speicher zum Ablegen der ermittelten Betätigungsstellung ausgestattete Rechnereinheit umfassen.

Weiterhin kann die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet und programmiert sein, aus wenigstens drei Wertepaaren mit dem Approximationsverfahren eine polynomiale Näherungsfunktion wenigstens 2. Ordnung zu bestimmen. Als Approximationsverfahren können die unterschiedlichsten Verfahren zum Einsatz kommen: Newtonsches Näherungsverfahren, Lagrangesches Verfahren, etc. Alternativ dazu können die drei Parameter der Näherungsfunktion 2. Ordnung auch mittels eines linearen Gleichungssystems bestimmt werden, das zum Beispiel durch den Gauß-Algorithmus gelöst wird.

Die elektronische Steuereinheit ist vorzugsweise auch dazu eingerichtet und programmiert, in einem weiteren Schritt ausgehend von der ermittelten Näherungsfunktion eine Nullstelle der polynomialen Näherungsfunktion mit positiver Steigung, oder, falls eine Nullstelle mit positiver Steigung nicht bestimmbar ist, das Minimum der polynomialen Näherungsfunktion als Betätigungsstellung des Bremskolbens, bei der Reibbelag an dem Drehglied der Fahrzeugbremse anliegt, zu bestimmen.

Die für die Betätigung des Elektromotors charakteristischen Größen können erfindungsgemäß die Stromaufnahme, aber auch Weg- oder Winkelschritte des Elektromotors umfassen.

Die zu der Klemmkraft korrelierte Größe kann die Klemmkraft selbst, die Umfangskraft, das Bremsmoment oder die vom Rad auf die Fahrbahn aufgebrachte Reibkraft umfassen.

Infolge der beim Lösen der Bremse freiwerdenden Rückstellkräfte und aufgrund der Elastizität der Reibbeläge wird eine Klemmkraft/Motorschritt-Kennlinie beim Freigeben der Bremse im Vergleich zu einer Klemmkraft/Motorschritt-Kennlinie bei Zustellen der Bremse seitlich nach links versetzt, d.h. ein Zustellvorgang verläuft entlang eines rechten Kurvenastes, während der Lösevorgang einem linken Kurvenast folgt.

Um diese aus diesem Hystereseverhalten resultierende Verschiebung der Kennlinie bzw. der Betätigungsstellung zu berücksichtigen, kann die Betätigungsstel lung des Bremskolbens, bei der die Bremsbeläge das Bremslüftspiel überwunden haben und (gerade) an der Bremsscheibe anliegen, sowohl aus dem aufsteigenden als auch aus dem abfallenden Ast der Klemmkraft/Motorschritt-Kennlinie ermittelt werden. Aus diesen beiden Werten kann dann beispielsweise ein Mittelwert gebildet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer elektrisch betätigbaren Fahrzeugbremse umfasst das Bestimmen eines gewünschten Bremslüftspiels sowie das Erfassen mindestens einer vorbestimmten Betriebsbedingung. In Reaktion auf die Erfassung der mindestens einen vorbestimmten Betriebsbedingung wird der Bremskolben in eine erste Richtung in seine Betätigungsstellung, in der der wenigstens eine Reibbelag an dem Drehglied anliegt, verschoben. Anschließend wird der Bremskolben um einen Weg, der dem vorbestimmten, gewünschten Bremslüftspiel entspricht, in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung in seine Ruhestellung zurückverschoben.

Dabei wird der Bremskolben bei dem erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren vor dem Verschieben in seine Betätigungsstellung in eine vorbestimmte Nullstellung verschoben und eine Größe erfasst, die mit dem von dem Bremskolben zwischen seiner Nullstellung und seiner Betätigungsstellung zurückgelegten Weg korreliert ist. Anschließend wird die erfasste Größe mit einer gespeicherten Referenzgröße verglichen, die mit einem von dem Bremskolben zurückgelegten Weg bei einer mit neuen Reibbelägen ausgestatteten Fahrzeugbremse korreliert ist.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens wird ein Warnsignal an den Fahrzeugführer ausgegeben, wenn eine Differenz zwischen dieser erfassten Größe und der Referenzgröße einen vorbestimmten Wert überschreitet.

In ähnlicher Weise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer mit einer Einrichtung zur Festlegung der Ruhestellung des Bremskolbens ausgestatteten Fahrzeugbremse das Bestimmen eines gewünschten Abstands zwischen dem auf den Bremskolben wirkenden Element der Getriebeeinheit und dem Bremskolben bei nicht betätigter Bremse sowie das Erfassen mindestens einer vorbestimmten Betriebsbedingung. In Reaktion auf die Erfassung der mindestens einen vorbestimmten Betriebsbedingung wird das auf den Brems kolben wirkende Element der Getriebeeinheit in eine erste Richtung in seine Betätigungsstellung verschoben, in der der von dem Element betätigte Bremskolben den wenigstens einen Reibbelag an das Drehglied anlegt. Anschließend wird das Element um einen Weg, der einer Summe aus dem vorbestimmten, gewünschten Bremslüftspiel und dem vorbestimmten, gewünschten Abstand zwischen dem Element und dem Bremskolben bei nicht betätigter Bremse entspricht, in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung in seine Ruhestellung zurückverschoben.

Vorzugsweise wird das auf den Bremskolben wirkende Element der Getriebeeinheit bei dem erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren vor dem Verschieben in seine Betätigungsstellung in eine vorbestimmte Nullstellung verschoben und eine Größe, die mit dem von dem Element zwischen seiner Nullstellung und seiner Betätigungsstellung zurückgelegten Weg korreliert ist, erfasst. Anschließend wird die erfasste Größe mit einer gespeicherten Referenzgröße verglichen, die mit einem von dem Element zurückgelegten Weg bei einer mit neuen Reibbelägen ausgestatteten Fahrzeugbremse korreliert ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Abwandlungen der Erfindung sind unter Bezugnahme auf die Zeichnungen nachstehend erläutert.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten elektrisch betätigbaren Kraftfahrzeug-Scheibenbremse mit neuen Reibbelägen im Längsschnitt.
2 zeigt eine schematische Darstellung der ersten elektrisch betätigbaren Kraftfahrzeug-Scheibenbremse mit verschlissenen Reibbelägen im Längsschnitt.
3 zeigt ein Flussdiagramm, in dem der Ablauf eines Verfahrens zur Steuerung der in den 1 und 2 gezeigten Scheibenbremse dargestellt ist.
4 zeigt eine Klemmkraft/Motorschritt-Kennlinie einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Scheibenbremse.
5 zeigt ein Flussdiagramm, in dem ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Abfrage von Bedingungen vor der Durchführung des Kalibrierungsverfahrens gemäß 3 dargestellt ist.
6 zeigt ein Flussdiagramm, in dem ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Abfrage von Bedingungen vor der Durchführung des Kalibrierungsverfahrens gemäß 3 dargestellt ist.
7 zeigt ein Flussdiagramm, in dem ein drittes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Abfrage von Bedingungen vor der Durchführung des Kalibrierungsverfahrens gemäß 3 dargestellt ist.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1 zeigt eine elektrisch betätigbare Kraftfahrzeug-Scheibenbremse, die einen im Längsschnitt im wesentlichen U-förmigen Bremssattel 10 sowie eine an dem Bremssattel 10 angeordnete elektrische Betätigungseinheit 12 aufweist. In dem Bremssattel 10 sind an dessen beiden Schenkeln 10', 10'' zwei (in nicht weiter veranschaulichten Führungen aufgenommene) Reibbeläge 14, 14' angeordnet. Die beiden Reibbeläge 14, 14' sind zu beiden Seiten einer durch den Bremssattel 10 übergriffenen Bremsscheibe 16 angeordnet und wirken mit jeweils einer Seitenfläche 16', 16'' der Bremsscheibe 16 zusammen, die drehfest mit einem lediglich teilweise gezeigten Achsstummel 18 des Kraftfahrzeuges verbunden ist. Die Reibbeläge 14, 14' sind im Bremssattel 10 auf die Bremsscheibe 16 hin bzw. von ihr weg verschiebbar angeordnet. Dabei handelt es sich in der gezeigten Ausführungsform um eine Schwimmsattelanordnung, bei der einer der Reibbeläge 14 durch die Betätigungseinheit 12 direkt und der andere Reibbelag 14' durch die Wirkung einer vom Bremssattel 10 aufgebrachten Reaktionskraft mit der Bremsscheibe 16 in Reibungseingriff bringbar ist.
Die Betätigungseinheit 12 ist seitlich an dem Bremssattel 10 angesetzt und weist einen Elektromotor 20 auf, der in der gezeigten Ausführungsform ein Innenläufermotor mit einem am Gehäuse fest angeordneten Stator 22 und einem darin umlaufenden Rotor 24 ist. Im Innern des Rotors 24 ist eine Innenverzahnung 26 angeordnet, die eine Drehung des Rotors 24 auf einen Kranz 28 mit einer Außenverzahnung übertragen kann, der drehfest aber axial verschiebbar auf einem Bremskolben 30 angeordnet ist, welcher durch den Elektromotor 20 hindurch bis zu dem Reibbelag 14 ragt. Dieses nach Art einer Mutter/Spindelanordung arbeitende Getriebe 26, 28 hat eine relativ hohe Untersetzung und dient dazu, die Drehbewegung des Elektromotors 20 in eine Längsbewegung des Bremskolbens 30 umzusetzen.
Der Elektromotor 20 ist über entsprechende Leitungen mit einer mit einer Rechnereinheit CPU und einem Speicher M ausgestatteten, elektronischen Steuereinheit ECU für die Erzeugung der Ansteuersignale des Elektromotors 20 verbunden. Aus im Kraftfahrzeug vorhandenen Sensoren S1...Sn werden für Betriebszustände des Kraftfahrzeuges repräsentative Signale an die elektronische Steuereinheit ECU geschickt. In dem Elektromotor 20 ist ebenfalls ein Sensor 32 vorhanden, der die Schritte des Elektomotors 20 erfasst und ein entsprechendes Signal an die elektronische Steuereinheit ECU übermittelt.
Ein Signal F, das die Klemmkraft wiedergibt, wird durch einen zwischen dem Bremskolben 30 und dem Reibbelag 14 angeordneten Kraftsensor 36 erzeugt und an die elektronische Steuereinheit ECU geleitet. In der elektronischen Steuereinheit ECU kann aus den von dem Kraftsensor 36 übermittelten Signalen eine Klemmkraft/Zeit-Kennlinie (F/t-Kennlinie) und daraus ein Klemmkraftgradient dF/dt ermittelt werden. Da die elektronische Steuereinheit ECU den Ansteuerstrom für den Elektromotor 20 liefert, ist es darüber hinaus ohne weiteres möglich, in der elektronischen Steuereinheit ECU den funktionellen Zusammenhang zwischen der von der Fahrzeugbremse ausgeübten Klemmkraft F und dem dafür eingesetzten Strom bzw. der ausgeführten Motorschritte des Elektromotors 20 innerhalb eines Bremszyklus (Zustellen der Bremsbeläge 14, 14' an der Bremsscheibe 16 und anschließendes Freistellen der Bremsbeläge 14, 14' von der Bremsscheibe 16) zu bestimmen.
Das Bremslüftspiel L_neu bei einer in der 1 gezeigten, mit neuen Bremsbelägen 14, 14' ausgestatteten Bremsenanordnung ergibt sich aus der Summe der Abstände L_neu' zwischen dem ersten Reibbelag 14 und der Seitenfläche 16' Bremsscheibe 16 und L_neu'' zwischen dem zweiten Reibbelag 14' und der Seitenfläche 16'' Bremsscheibe 16. Wie in der 2 zu sehen ist, vergrößert sich das Bremslüftspiel infolge des Reibbelagverschleißes bei einer mit alten, verschlissenen Reibbelägen 14, 14' ausgestatteten Bremse auf einen Wert L_alt, der sich wiederum aus der Summe der Abstände L_alt' zwischen dem ersten Reibbelag 14 und der Seitenfläche 16' Bremsscheibe 16 und L_alt'' zwischen dem zweiten Reibbelag 14' und der Seitenfläche 16" Bremsscheibe 16 ergibt.
Mit Bezugnahme auf das in 3 dargestellte Flussdiagramm wird im folgenden der Ablauf eines Kalibrierungsverfahrens zur Nachregulierung des durch den Reibbelagverschleiß vergrößerten Bremslüftspiels L_alt sowie zur Ermittlung des Reibebelagverschleißes beschrieben.
In einem ersten Schritt erfolgt zunächst die Bestimmung des gewünschten Bremslüftspiels L_neu bevor in einem nächsten Schritt die Erfassung einer ersten oder einer zweiten Betriebsbedingung erforderlich ist. Die erste Betriebsbedingung ist erfüllt, wenn das Fahrzeug seit der letzten Kalibrierung der Bremse eine Strecke von 500 km zurückgelegt hat. Die zweite Betriebsbedingung ist erfüllt, wenn der Klemmkraftgradient dF/dt einen in dem Speicher M der elektronischen Steuereinheit ECU gespeicherten Wert dF/dt_krit überschreitet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Verfahren immer dann fortgesetzt, wenn entweder die erste oder die zweite Betriebsbedingung erfüllt ist.
Vor dem Start der Kalibrierungsschritte ist in einem anschließenden Verfahrensschritt die Erfassung einer Reihe von weiteren Betriebsbedingungen erforderlich. Eine Fortsetzung des Verfahrens erfolgt nur dann, wenn die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet und wenn sich das Fahrzeug in der Ebene befindet. Die für die Abfrage der Betriebsbedingungen erforderlichen Betriebsparameter des Fahrzeugs werden der elektronischen Steuereinheit ECU durch die Sensoren S1...Sn bereitgestellt.
Wenn alle erforderlichen Betriebsbedingungen erfüllt sind, wird der Elektromotor 20 von der elektronischen Steuereinheit ECU derart angesteuert, dass der Bremskolben 30 in der 2 nach links in eine Nullstellung verschoben wird, bis eine Stirnfläche 38 des Bremskolbens 30 mit einer Stirnfläche 40 des Kranzes 28 fluchtet. Wenn der Bremskolben 30 die Nullstellung erreicht hat, wird das von dem Sensor 32 übermittelte Signal zur Erfassung der Motorschritte in der elektronischen Steuereinheit ECU auf den Wert Null gesetzt.
Anschließend wird der Bremskolben 30 in der 2 nach rechts in eine Betätigungsstellung verschoben, in der die Reibbeläge 14, 14' das Bremslüftspiel L_alt überwunden haben und (gerade) an der Bremsscheibe 16 anliegen. Die Bestimmung dieser Betätigungsstellung wird im folgenden näher erläutert.
Der funktionelle Zusammenhang zwischen der von der Fahrzeugbremse ausgeübten Klemmkraft F und dem dafür eingesetzten Strom bzw. den ausgeführten Motorschritten des Elektromotors 20 beim Zustellen der Bremsbeläge 14, 14' an der Bremsscheibe 16 ist in 4 veranschaulicht. Dabei beginnt die Klemmkraft/Motorschritt-Kennlinie im Ursprung "0". Ausgehend von dem Ursprung "0" führt der Elektromotor 20 Motorschritte aus, bis die Bremsbeläge 14, 14' an der Bremsscheibe 16 anliegen. Bei dem Punkt "X1" haben die Bremsbeläge 14, 14' das Bremslüftspiel überwunden und liegen an der Bremsscheibe 16 an. Ab dem Punkt "X1" nimmt die Klemmkraft F bei weiteren Motorschritten zu, bis die maximale Zuspannkraft im Punkt "Y1" erreicht ist.
Für einen zuverlässigen Kalibrierungsvorgang ist es eine wesentliche Voraussetzung, den genauen Wert des Punktes "X1" zu kennen, bei dem die Bremsbeläge 14, 14' das Bremslüftspiel überwunden haben und an der Bremsscheibe 16 anliegen. Da jedoch zur Messung der Klemmkräfte eingesetzte Kraftsensoren einen sehr großen Messbereich abdecken müssen, sind zumindest preiswerte Kraftsensoren in der Regel für niedrige Kraftwerte sehr unempfindlich. Daher ist es nur schwer möglich, den Punkt "X1" mittels des Kraftsensors 36 direkt zu bestimmen. Messungen haben ergeben, dass die Klemmkraft/Motorschritt-Kennlinie bzw. Klemmkraft/Stromaufnahme-Kennlinie eine im wesentlichen parabolische Gestalt (y = ax² + bx + c; Gleichung 1) hat.
Um den Punkt "X1" genauer zu bestimmen als dies mit einer direkten Kraftmessung möglich wäre, wird der Umstand ausgenutzt, dass die Kraftsensoren bei höheren Kraftwerten genauere Ergebnisse liefern. Zur Ermittlung des Punktes "X1" wird daher der Elektromotor 20 so bestromt, dass der Bremskolben 30 die Bremsbeläge 14, 14' an die Bremsscheibe 16 anlegt und eine ansteigende Klemmkraft ausübt.
Bei mehreren, genauer gesagt bei drei vorherbestimmten durch den Kraftsensor 36 erfaßten Kraftwerten (2 Kilo-Newton, 4 Kilo-Newton und 6 Kilo-Newton) werden die zugehörigen Motorschritte (oder die Zeit der Motoraktivität) erfasst und abgespeichert. Anschließend werden mittels eines Näherungsverfahrens (zum Beispiel Lagrangesche Interpolation) aus diesen drei Wertepaaren (x₁, y₁; x₂, Y₂; x₃, Y₃) die Parameter a, b und c der obigen Gleichung 1 bestimmt. Dies kann auch mittels des Gauß-Algorithmus erfolgen, in dem die drei Wertepaare in folgendes zu lösende Gleichungsystem (Gleichung 2) eingeführt werden: ax1 2 + bx1 + c = y1 ax2 2 + bx2 + c = y2 ax3 2 + bx3 + c = y3
Basierend auf diesen drei Parametern können durch die elektronische Steuereinheit (ECU) dann in einem weiteren Bearbeitungsabschnitt die Nullstellen der Funktion bestimmt werden (x_1/2 = (–b ± (b² – 4ac)²)^½/2a; Gleichung 3). Von diesen beiden Nullstellen wird dann diejenige ermittelt, welche den Nulldurchgang des ansteigenden Parabel-Astes bezeichnet (da der Parameter a positiv ist, ist es der Nulldurchgang mit dem größeren Wert, also der sich weiter rechts auf der X-Achse befindliche Nulldurchgang). Dieser Punkt wird als Punkt "X1" abgespeichert.
Um die aus dem Hystereseverhalten infolge der beim Lösen der Bremse freiwerdenden Rückstellkräfte und der Elastizität der Reibbeläge 14, 14' resultierende Verschiebung der Kennlinie bzw. der Betätigungsstellung zu berücksichtigen, wird ausgehend von einer Position Y1, an der die Reibbeläge 14, 14' die Bremsscheibe 16 der Bremse festsetzen, die Bestromung des Elektromotors 20 soweit zurückgenommen, dass sich die Klemmkraft F verringert bzw. sich ein abfallender Klemmkraftverlauf bis zum Punkt X2 ergibt. In analoger Weise wie bei dem ansteigenden Klemmkraftverlauf werden auch beim abfallenden Klemmkraftverlauf zu vorbestimmten Kraftwerten die zugehörigen Motorschritte erfasst und abgespeichert.
Aus den beiden Punkten X1 und X2 kann ein gemeinsamer Mittelwert gebildet werden, der als Betätigungsstellung des Bremskolbens 30 abgespeichert und dem weiteren Kalibrierungsverfahren zugrunde gelegt wird.
Mittels des Sensors 32 kann dann die Anzahl der Motorschritte S erfasst und an die elektronische Steuereinheit ECU übermittelt werden, die zur Verschiebung des Bremskolbens 30 von seiner Nullstellung in seine Betätigungsstellung erforderlich ist. Anschließend vergleicht die elektronische Steuereinheit ECU den von dem Sensor 32 erfassten Wert S der Anzahl der Motorschritte mit einem in dem Speicher M abgelegten Referenzwert S_neu, der einem Wert bei einer mit neuen Reibbelägen 14, 14' ausgestatteten Bremse entspricht. Die Differenz ΔS zwischen dem gemessenen Wert S und dem gespeicherten Referenzwert S_neu stellt ein Maß für den Verschleiß der Reibbeläge 14, 14' dar.
Nachfolgend vergleicht die elektronische Steuereinheit ECU den Wert ΔS mit einem ebenfalls in dem Speicher M abgelegten Wert S_krit und gibt ein Warnsignal an den Fahrer aus, falls der Wert ΔS den gespeicherten Wert S_krit überschreitet. Der Wert S_krit repräsentiert einen kritischen Verschleißwert der Reibbeläge 14, 14', bei dem ein Wechsel der Reibbeläge 14, 14' erfolgen sollte.
In einem letzten Schritt wird der Bremskolben 30 in der 2 nach links aus der Betätigungsstellung in eine Ruhestellung verschoben. Der dabei von dem Bremskolben 30 zurückgelegte Weg entspricht dem Bremslüftspiel L_neu bei der mit neuen Reibbelägen 14, 14' versehenen Bremse. Die Kalibrierung der Bremse ist damit abgeschlossen.
In den 5 bis 7 sind drei verschiedene Ausführungsbeispiele eines Verfahrens zur Abfrage von Betriebsbedingungen vor der Durchführung des Kalibrierungsverfahrens gemäß 3 dargestellt. Die für die Abfrage der Betriebsbedingungen erforderlichen Betriebsparameter des Fahrzeugs werden der elektronischen Steuereinheit ECU durch die Sensoren S1...Sn bereitgestellt.
Gemäß 5 ist eine erste Betriebsbedingung erfüllt, wenn das Fahrzeug seit der letzten Kalibrierung der Bremse eine Strecke von 500 km zurückgelegt hat. Eine zweite Betriebsbedingung ist erfüllt, wenn die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet und wenn sich das Fahrzeug in der Ebene befindet. Im Rahmen der Abfrage einer dritten Betriebsbedingung wird ermittelt, ob ein Betätigungswunsch für eine elektronische Parkbremse (EPB) noch nicht vorliegt, d.h. daß die Bremse noch nicht zugesperrt ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt eine Kalibrierung der Bremse nur dann, wenn alle drei Betriebsbedingungen erfüllt sind.
Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Abfrage von Betriebsbedingungen wird in einem ersten Schritt ermittelt, ob eine elektronische Parkbremse (EPB) betätigt ist. Wenn die erste Betriebsbedingung erfüllt ist, wird in einem zweiten Schritt der Klemmkraftgradient dF/dt erfasst.
Anschließend wird als zweite Betriebsbedingung überprüft, ob der Klemmkraftgradient dF/dt einen in dem Speicher M der elektronischen Steuereinheit ECU gespeicherten Wert dF/dt_krit überschreitet. Ähnlich wie bei dem in der 5 gezeigten Ausführungsbeispiel wird auch hier nur dann eine Kalibrierung der Bremse durchgeführt, wenn beide Betriebsbedingungen erfüllt sind.
Gemäß 7 wird in einem ersten Schritt zunächst ein möglicher Bremsbelagverschleiß anhand eines mathematischen Modells abgeschätzt. Anschließend wird geprüft, ob dieser abgeschätzte Bremsbelagverschleiß kritisch ist. Dies kann beispielsweise durch einen Vergleich des geschätzten Werts mit einem in dem Speicher M der elektronischen Steuereinheit ECU gespeicherten Wert erfolgen. Nur wenn der abgeschätzte Bremsbelagverschleiß kritisch ist, erfolgt schließlich eine Kalibrierung der Bremse gemäß dem in der 3 dargestellten Verfahren.

Claims

Elektrisch betätigbare Fahrzeugbremse mit – einem Bremskolben (30), der auf wenigstens einen Reibbelag (14, 14') wirkt und aus einer Ruhestellung in eine Betätigungsstellung verschiebbar ist, in der der Bremskolben (30) den Reibbelag (14, 14') gegen ein mit einem Rad des Kraftfahrzeuges drehfest verbindbares Drehglied (16) der Fahrzeugbremse anlegt, und – einer von einem Elektromotor (20) angetriebenen, auf den Bremskolben (30) wirkenden Getriebeeinheit (26, 28) zum Betätigen des Bremskolbens (30), wobei – der Elektromotor (20) durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) anzusteuern ist, die auch dazu eingerichtet ist, Betriebsparameter des Fahrzeugs, des Elektromotors (20) und/oder der Fahrzeugbremse zu erfassen, und wobei – die elektronische Steuereinheit (ECU) dazu eingerichtet und programmiert ist, mittels eines in ihr ablaufenden Steuer- und Auswerteprogramms den Elektromotor (20) so anzusteuern, dass der Bremskolben (30) in Reaktion auf die Erfassung mindestens einer vorbestimmten Betriebsbedingung in eine erste Richtung in seine Betätigungsstellung verschoben wird, in der der wenigstens eine Reibbelag (14, 14') an dem Drehglied (16) anliegt, und der Bremskolben (30) anschließend um einen Weg, der einem vorbestimmten, gewünschten Bremslüftspiel (L_neu) entspricht, in eine der ersten Richtung entgegengesetzte, zweite Richtung in seine Ruhestellung verschoben wird, dadurch gekennzeichnet, – dass die elektronische Steuereinheit (ECU) dazu eingerichtet ist, den Elektromotor (20) so anzusteuern, dass der Bremskolben (30) vor dem Verschieben in seine Betätigungsstellung in eine vorbestimmte Nullstellung verschoben wird, und dass – die elektronische Steuereinheit (ECU) ferner dazu eingerichtet ist, eine Größe (S) zu erfassen, die mit einem von dem Bremskolben (30) zwischen seiner Nullstellung und seiner Betätigungsstellung zurückgelegten Weg korreliert ist, und die erfasste Größe (S) mit einer gespeicherten Referenzgröße (S_neu) zu vergleichen, wobei die Referenzgröße (S_neu) mit einem von dem Bremskolben (30) zurückgelegten Weg bei einer mit neuen Reibbelägen (14, 14') ausgestatteten Fahrzeugbremse korreliert ist.
Elektrisch betätigbare Fahrzeugbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (ECU) dazu eingerichtet ist, ein Warnsignal an den Fahrzeugführer auszugeben, wenn eine Differenz (ΔS) zwischen der erfassten Größte (S) und der gespeicherten Referenzgröße (S_neu) einen vorbestimmten Wert (S_krit) überschreitet.
Elektrisch betätigbare Fahrzeugbremse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Betriebsbedingung erfüllt ist, wenn das Fahrzeug seit der letzten Kalibrierung der Bremse eine vorbestimmte Strecke zurückgelegt hat.
Elektrisch betätigbare Fahrzeugbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Betriebsbedingung erfüllt ist, wenn eine zu einem Klemmkraftgradienten (dF/dt) korrelierte Größe einen vorbestimmten, kritischen Wert (dF/dt_krit) überschreitet.
Elektrisch betätigbare Fahrzeugbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Betriebsbedingung erfüllt ist, wenn anhand eines mathematischen Modells ein kritischer Bremsbelagverschleiss festgestellt wird.
Elektrisch betätigbare Fahrzeugbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Betriebsbedingung erfüllt ist, wenn die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist.
Elektrisch betätigbare Fahrzeugbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Betriebsbedingung erfüllt ist, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet.
Elektrisch betätigbare Fahrzeugbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Betriebsbedingung erfüllt ist, wenn die Fahrzeugbremse nicht oder noch nicht zugespannt ist.
Elektrisch betätigbare Fahrzeugbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Betriebsbedingung erfüllt ist, wenn sich das Fahrzeug in der Ebene befindet.
Elektrisch betätigbare Fahrzeugbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (ECU) dazu eingerichtet ist, während des Verschiebens des Bremskolbens (30) in seine Betätigungsstellung, in der der Bremskolben (30) den wenigstens einen Reibbelag (14, 14') an das Drehglied (16) anlegt, eine zu einer Klemmkraft korrelierte Größe sowie eine für die Betätigung des Elektromotors (20) charakteristische Größe durch entsprechende Aufnehmer (36) zu erfassen, daraus die Betätigungsstellung des Bremskolbens (30) zu ermitteln, bei der der Reibbelag (14, 14') an dem Drehglied (16) der Fahrzeugbremse anliegt, und diese ermittelte Betätigungsstellung für die Verschiebungen des Bremskolbens (30) und/oder des auf den Bremskolben (30) wirkenden Elements (26') der Getriebeeinheit (26', 28') zugrundezulegen.
Elektrisch betätigbare Fahrzeugbremse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (ECU) dazu eingerichtet und programmiert ist, aus den Wertepaaren der erfaßten Klemmkraft (F) und der zugehörigen, für die Betätigung des Elektromotors (20) charakteristischen Größe mittels eines Approximationsverfahrens eine Näherungsfunktion zu bestimmen.
Elektrisch betätigbare Fahrzeugbremse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (ECU) dazu eingerichtet und programmiert ist, aus wenigstens drei Wertepaaren mit einem Approximationsverfahren eine polynomiale Näherungsfunktion wenigstens zweite Ordnung zu bestimmen.
Elektrisch betätigbare Fahrzeugbremse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (ECU) dazu eingerichtet und programmiert ist, eine Nullstelle der polynomialen Näherungsfunktion mit positiver Steigung, oder, falls eine Nullstelle mit positiver Steigung nicht bestimmbar ist, das Minimum der polynomialen Näherungsfunktion als Betätigungsstellung des Bremskolbens (30), bei der der Reibbelag (14, 14') an dem Drehglied (16) der Fahrzeugbremse anliegt, zu bestimmen.
Elektrisch betätigbare Fahrzeugbremse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Betätigung des Elektromotors (20) charakteristischen Größen die Stromaufnahme, sowie Weg- oder Winkelschritte des Elektromotors (20) umfassen.
Elektrisch betätigbare Fahrzeugbremse nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zu der Klemmkraft (F) korrelierte Größe die Klemmkraft (F) selbst, die Umfangskraft, das Bremsmoment oder die vom Rad auf die Fahrbahn aufgebrachte Reibkraft umfassen.
Verfahren zur Steuerung einer elektrisch betätigbaren Fahrzeugbremse mit – einem Bremskolben (30), der auf wenigstens einen Reibbelag (14, 14') wirkt und aus einer Ruhestellung in eine Betätigungsstellung verschiebbar ist, in der der Bremskolben (30) den Reibbelag (14, 14') gegen ein mit einem Rad des Kraftfahrzeuges drehfest verbindbares Drehglied (16) der Fahrzeugbremse anlegt, und – einer von einem Elektromotor (20) angetriebenen, auf den Bremskolben (30) wirkenden Getriebeeinheit (26, 28) zum Betätigen des Bremskolbens (30), wobei – der Elektromotor (20) durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) anzusteuern ist, die auch dazu eingerichtet ist, Betriebsparameter des Fahrzeugs, des Elektromotors (20) und/oder der Fahrzeugbremse zu erfassen, mit den Schritten: – Bestimmen eines gewünschten Bremslüftspiels (L_neu), – Erfassen mindestens einer vorbestimmten Betriebsbedingung, – Verschieben des Bremskolbens (30) in eine erste Richtung in seine Betätigungsstellung, in der der wenigstens eine Reibbelag (14, 14') an dem Drehglied (16) anliegt in Reaktion auf die Erfassung der mindestens einen vorbestimmten Betriebsbedingung, und – Zurückverschieben des Bremskolbens (30) in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung in seine Ruhestellung um einen Weg, der dem vorbestimmten, gewünschten Bremslüftspiel (L_neu) entspricht, gekennzeichnet durch die zusätzlichen Schritte: – Verschieben des Bremskolbens (30) in eine vorbestimmte Nullstellung vor dem Verschieben des Bremskolbens (30) in seine Betätigungsstellung, – Erfassen einer Größe (S), die mit einem von dem Bremskolben (30) zwischen seiner Nullstellung und seiner Betätigungsstellung zurückgelegten Weg korreliert ist, und – Vergleichen der erfassten Größe (S) mit einer gespeicherten Referenzgröße (S_neu), die mit einem von dem Bremskolben (30) zurückgelegten Weg bei einer mit neuen Reibbelägen (14, 14') ausgestatteten Fahrzeugbremse korreliert ist.
Verfahren zur Steuerung einer elektrisch betätigbaren Fahrzeugbremse nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt: – Ausgeben eines Warnsignals an den Fahrzeugführer, wenn eine Differenz (ΔS) zwischen der erfassten Größe (S) und der gespeicherten Referenzgröße (S_neu) einen vorbestimmten Wert überschreitet.