DE19910048A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der Bewegung eines Aktuators - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zur Überwachung der Bewegung eines Aktuators einer Fahrzeugbremse legt eine zu einer vorbestimmten Aktuatorbezugsposition gehörende Aktuatorbezugskoordinate fest, bestimmt eine Aktuatoristkoordinate nach Maßgabe der Aktuatorbezugskoordinate und nach Maßgabe der Bewegung des Aktuators, legt einen ersten erlaubten Aktuatorbewegungsbereich aus einer erlaubten Löseendkoordinate des Aktuators zum Lösen der Bremse und einer ersten erlaubten Zuspannendkoordinate des Aktuators zum Zuspannen der Bremse nach Maßgabe der Aktuatorbezugskoordinate fest und gibt ein Signal aus, wenn die Aktuatoristkoordinate außerhalb des ersten erlaubten Aktuatorbewegungsbereiches liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung der Bewegung eines Aktuators einer Fahrzeugbremse.

Die DE 197 14 046 A1 zeigt eine elektromechanisch betätigte Radbremse, bei der ein Elektromotor eine sich drehende Spindel antreibt. Über eine dadurch verursachte translatorische Bewegung der Spindel wird die Bremse durch eine Verschiebung der Bremsbeläge gegen die Bremsscheibe oder Bremstrommel betätigt. Die Spindel kann sich dabei nur innerhalb eines festen, mechanischen Bereiches bewegen.

Dieser Bereich ergibt sich aufgrund des konstruktiven Aufbaus der Bremsenmechanik, der normalerweise so bemessen ist, daß die Bremsbeläge innerhalb eines Verstellbereiches entsprechend dem Belagverschleiß in ihrer Ausgangsposition (Löseposition) eingestellt bzw. nachgestellt werden können. Dabei erfolgt die Einstellung derart, daß die Bremsbeläge einen gegebenen Abstand, d. h. ein Lüftspiel zur Bremsscheibe oder -trommel haben. In der anderen Richtung ist der mechanische Bereich so bemessen, daß ein Belagwechsel bei Bedarf problemlos möglich ist, d. h., daß z. B. die Spindel in Richtung Lösen der Bremse weit genug zurückgefahren werden kann.

Um zu verhindern, daß z. B. die Spindel während des Betriebes an den mechanischen Anschlag fährt und um andererseits die Notwendigkeit für einen Belagwechsel rechtzeitig zu erkennen, kann z. B. die relative Antriebs- bzw. Spindelbewegung überwacht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung der Bewegung eines Aktuators einer Fahrzeugbremse anzugeben, mit denen eine Überwachung in Bezug auf eine absolute Fahrzeugposition möglich ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Abhängige Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.

Zur Überwachung der Spindelbewegung können auf der Antriebsmotorwelle gleichmäßig verteilt Magnete angebracht werden, die bei Passieren eines entsprechend angebrachten Hall-Sensors Impulse erzeugen. Diese Impulse werden dazu verwendet, z. B. den Lagewinkel der Motorwelle relativ zu einer zuvor bestimmten Bezugsposition zu ermitteln. Daraus läßt sich dann wiederum über das Übersetzungsverhältnis zwischen Spindelrotation und -translation die translatorische Bewegung der Spindel ermitteln. Die Bezugsposition für dieses relativ und inkrementell messende Lagemeßsystem wird durch eine Nullpunktinitialisierung festgelegt und Änderungen des Lagewinkels gegenüber dieser Bezugsposition durch Zählen der vom Lagemeßsystem erzeugten Impulse betrachtet. Als Bezugsposition dient dabei üblicherweise die Position der Antriebswelle oder der Spindel, bei der die Bremsbeläge gerade (d. h. kraftfrei) an der Bremsscheibe oder Bremstrommel anliegen.

Durch geeignetes Anbringen eines zweiten Hall-Sensors kann zusätzlich die Bewegungsrichtung des Antriebs erfaßt werden. Für die Zählrichtung gilt dann im allgemeinen, daß eine mathematisch positive Winkeländerung eine Bewegung der Antriebswelle in Richtung Zuspannen und eine negative Winkeländerung eine Bewegung in Richtung Lösen der Bremse bedeutet.

Dies ist jedoch ein relativ messendes Lagemeßsystem, das z. B. die Spindelpositionen nur relativ ermittelt, ohne zu wissen, in welcher absoluten Position innerhalb des begrenzten mechanischen Bewegungsbereiches sich die Spindel gegenwärtig befindet.

Erfindungsgemäß werden daher folgende Schritte, deren Reihenfolge hiermit nicht festgelegt wird, durchgeführt: Festlegen einer zu einer vorbestimmten Aktuatorbezugs­ position gehörenden Aktuatorbezugskoordinate, Bestimmen einer Aktuatoristkoordinate nach Maßgabe der Aktuatorbezugskoordinate und nach Maßgabe der Bewegung des Aktuators, Festlegen eines ersten erlaubten Aktuatorbewegungsbereiches aus einer erlaubten Löseendkoordinate des Aktuators zum Lösen der Bremse und einer ersten erlaubten Zuspannendkoordinate des Aktuators zum Zuspannen der Bremse nach Maßgabe der Aktuatorbezugskoordinate und Ausgeben eines Signals, wenn die Aktuatoristkoordinate außerhalb des ersten erlaubten Aktuatorbewegungsbereiches liegt.

Unter Aktuator kann ein sich bewegendes Teil zur Betätigung der Bremse verstanden werden. Dieses können z. B. eine Motorwelle oder eine Spindel sein. Der Aktuator wird vorzugsweise elektrisch angetrieben. Die Aktuatorposition kann dabei sowohl rotatorisch als auch translatorisch erfaßt werden, wird aber vorzugsweise rotatorisch z. B. mit einem Hall-Sensor oder einem Resolver relativ erfaßt. Die gegebene Aktuatorbezugsposition ist eine feste Position, die der Aktuator definiert anfahren kann. D. h. diese Position ist eine absolute Position innerhalb des Fahrzeugs, vorzugsweise innerhalb der Fahrzeugbremse und kann somit stets wiedergefunden werden.

Zum Finden der Aktuatorbezugsposition kann z. B. ein schaltendes Sensorelement wie z. B. ein Mikro-Schalter oder ein Schalt-Hall-Sensor eingesetzt werden, der die translatorische Position der Spindel erfassen kann. Erreicht der Aktuator die durch das Sensorelement vorgegebene Aktuatorbezugsposition, so gibt er beispielsweise einen Schaltimpuls ab oder schaltet vom logischen Zustand "0" in den logischen Zustand "1". Zum Anfahren dieser Position bewegt sich der Aktuator vorzugsweise mit geringer Geschwindigkeit in Richtung Lösen der Bremse, bis das Sensorelement z. B. durch den Schaltimpuls das Erreichen der Position meldet.

Eine andere Möglichkeit, die Aktuatorbezugsposition zu finden, ohne ein zusätzliches Sensorelement in der Bremse anbringen zu müssen, kann darin bestehen, den mechanischen Anschlag des Aktuators an das Motorgehäuse, vorzugsweise in Richtung Lösen der Bremse, als Aktuatorbezugsposition vorzugeben. Zum Anfahren dieser Position kann sich der Aktuator vorzugsweise mit sehr geringer Geschwindigkeit in Richtung Lösen der Bremse bewegen. Während dieser Bewegung wird dann z. B. der den Aktuator antreibende Motorstrom erfaßt. Fährt der Aktuator gegen das Motorgehäuse, steigt der Motorstrom signifikant an, da in diesem Fall der Motor gegen ein System mit sehr großer Steifigkeit arbeitet. Mit Hilfe dieses Stromanstieges kann das Erreichen der Aktuatorbezugsposition festgestellt und die Bewegung des Aktuators beendet werden.

Bei gegebener Aktuatorbezugsposition kann eine zugehörige Aktuatorbezugskoordinate festgelegt werden. Dieses kann dadurch geschehen, daß einem Zähler, der ebenfalls zur Bestimmung der Aktuatoristkoordinate verwendet wird, ein Wert zugewiesen wird, der in einem Speicher gespeichert sein kann oder auch von außen eingegeben und danach gespeichert werden kann. Dieses kann auch gleich Null sein, so daß der Zähler z. B. einfach zurückgesetzt oder neu initialisiert wird. Eine andere Möglichkeit zur Festlegung der Aktuatorbezugskoordinate besteht darin, den bei Erreichen der Aktuatorbezugsposition im Zähler befindlichen Wert als Aktuatorbezugskoordinate abzuspeichern. Bei der Festlegung der Aktuatorbezugskoordinate ist bei Bedarf darauf zu achten, daß, je nach Lage der Aktuatorbezugsposition, der Zähler von der Bezugskoordinate ausgehend in der Lage ist, aufwärts und abwärts zu zählen und verwertbare Werte erzeugt.

Weiterhin kann ein erster erlaubter Aktuatorbewegungsbereich festgelegt werden, innerhalb dessen sich der Aktuator bewegen darf. Dieser erlaubte Bewegungsbereich kann sich auf die Position des Aktuators oder auf die zugehörige Koordinate beziehen, da sich die eine aus der anderen ermitteln läßt. Dieser erste Aktuatorbewegungsbereich wird von zwei erlaubten Koordinaten eingegrenzt, nämlich in Richtung Lösen der Bremse von einer erlaubten Löseend­ koordinate und in Richtung Zuspannen der Bremse von einer ersten erlaubten Zuspannendkoordinate, wobei die jeweiligen Endkoordinaten zu entsprechenden Aktuatorendpositionen gehören. Die Festlegung des ersten erlaubten Aktuatorbe­ wegungsbereiches erfolgt nach Maßgabe der Aktuatorbezugskoordinate und damit auch nach Maßgabe der Aktuatorbezugsposition. Somit wird ein Bewegungsbereich festgelegt, der einen absoluten Bezug zur Aktuatorbezugsposition hat.

Die zuvor beschriebenen Verfahrensschritte können bei einer Betriebsbremse jeweils beim Neustart eines Fahrzeugs einmal durchgeführt werden. Die entsprechenden Koordinaten können abgespeichert und jederzeit wieder abgerufen werden. Bei einer Feststellbremse können diese Schritte durchgeführt werden, wenn die Bremse gelöst ist, was dann auch während der Fahrt des Fahrzeugs möglich sein muß. Diese kann z. B. nach dem ersten Lösen der Bremse nach Fahrtbeginn erfolgen. Diese Schritte können zur Sicherheit auch mehrmals während eines fortgesetzten Betriebes des Fahrzeuges durchgeführt werden, um zu überprüfen, ob die ermittelten Koordinaten auch weiterhin mit den zugehörigen Positionen überein­ stimmen. So kann z. B. die Aktuatorbezugsposition angefahren werden und dort die Aktuatoristposition mit der Aktuatorbezugskoordinate verglichen werden. Eine Korrektur kann evtl. aufgrund von fehlerhaften Sensorimpulsen oder einer fehlerhaften Übertragung dieser (z. B. zuviele oder zuwenig Impulse) notwendig sein.

Die eigentliche Überwachung der Bewegung des Aktuators kann dadurch erfolgen, daß fortlaufend eine Aktuatoristkoordinate in Abhängigkeit von der Bewegung des Aktuators bestimmt wird. Die Aktuatoristkoordinate und/oder die Aktuatorbe­ wegungsrichtung kann unter Verwendung eines relativ messenden, inkrementellen Lagemeßsystems bestimmt bzw. erkannt werden. Dieses kann dadurch erfolgen, daß der Zähler von der Aktuatorbezugskoordinate ausgehend die Impulse eines geeignet angebrachten Hall-Sensors aufwärts oder abwärts zählt, je nach Bewegungsrichtung des Aktuators. Die Bewegungsrichtung kann dabei z. B. unter Verwendung eines geeignet angebrachten zweiten Hall-Sensors erkannt werden.

Die aktuelle Aktuatoristkoordinate kann dann mit der erlaubten Löseendkoordinate und der ersten erlaubten Zuspannendkoordinate ggf. unter Beachtung der Bewegungsrichtung des Aktuators verglichen werden, um festzustellen, ob die Aktuatoristkoordinate außerhalb des ersten erlaubten Aktuatorbewegungsbereiches liegt. Ist dieses der Fall, wird ein entsprechendes Signal ausgegeben.

Das Signal kann dazu verwendet werden, eine Warnung an den Fahrer auszugeben. Überschreitet die Aktuatoristkoordinate in Richtung Lösen den ersten erlaubten Aktuatorbewegungs­ bereich, so kann dieses als eine Fehlfunktion des Motors angesehen werden, da dann z. B. die Gefahr bestehen könnte, daß die Spindel gegen das Motorgehäuse fährt. Um dieses zu verhindern, kann zusätzlich zur Ausgabe der Warnung die Aktuatorlösebewegung angehalten werden. Nach der Beendigung der Lösebewegung des Aktuators sind mehrere anschließende Aktionen denkbar, wie zum Beispiel ein Neuinitialisieren oder Abschalten der Bremse etc.

Überschreitet die Aktuatoristkoordinate in Richtung Zuspannen den ersten erlaubten Aktuatorbewegungsbereich, kann ebenfalls eine Warnung an den Fahrer abgegeben werden, die zum Beispiel mitteilen kann, daß der Bremsbelag ausgewechselt werden sollte.

Vorzugsweise werden die erlaubte Löseendkoordinate und die erste erlaubte Zuspannendkoordinate in Bezug auf den maximal möglichen, mechanischen Aktuatorbewegungsbereich festgelegt, d. h. sie können so festgelegt sein, daß die Spindel in Richtung Lösen nicht gegen den mechanischen Anschlag fährt und in Richtung Zuspannen nicht soweit fährt, daß im Extremfall z. B. das Metall der Bremsbacke auf das Metall der Bremsscheibe oder Bremstrommel zu liegen kommt, wenn kein Bremsbelag mehr vorhanden ist. Außerdem können entsprechende Sicherheitsabstände berücksichtigt werden.

Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 beispielhafte Bremsbetätigungskraftverläufe bei unterschiedlichem Bremsbelagverschleiß,

Fig. 3 ein Flußdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 4 ein Flußdiagramm einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt beispielhaft eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung 100, die z. B. ein Mikroprozessor sein kann und die zur Durchführung der Schritte in den Fig. 3 und 4 ausgelegt sein kann. Sie weist einen Eingang 106 z. B. zur Dateneingabe auf. Hierüber kann die Aktuatorbezugskoordinate eingegeben werden, die bei Erreichen der Aktuatorbezugsposition durch den Aktuator einem in der Steuereinrichtung 100 enthaltenen Zähler zugewiesen werden kann. Außerdem können hier die maximal möglichen, mechanischen Endpositionen des maximal möglichen, mechanischen Bewegungsbereiches in Bezug auf die Aktuatorbezugsposition eingegeben werden, woraus wiederum die Endkoordinaten ermittelt werden können. Außerdem können über den Eingang 106 Signale anderer Einrichtungen zur Verarbeitung in der Steuereinrichtung 100 eingegeben werden.

Die Steuereinrichtung 100 steuert beispielsweise die Aktuatorbewegung. Hierfür gibt sie Steuersignale über den Ausgang 105 aus. Sie ist mit einem Stromsensor 101 verbunden, der den Motorstrom erfaßt, der zum Antreiben des Aktuators verwendet wird. Hat der Aktuator zum Beispiel die Aktuatorbezugsposition, d. h. den mechanischen Anschlag der Spindel an das Motorgehäuse erreicht, so meldet der Stromsensor 101 einen signifikanten Stromanstieg an die Steuereinrichtung 100. Diese weiß dann, daß der Aktuator die Bezugsposition erreicht hat und kann dann die entsprechende Aktuatorbezugskoordinate, die z. B. über den Eingang 106 eingegeben wurde, dem Zähler zuweisen.

Während der Bewegung des Aktuators gibt ein Positionssensor 102 Impulse an die Steuereinrichtung 100 weiter, die der Zähler zum Zählen verwendet. Dabei kann entweder der Positionssensor 102 eine Information über die Bewegungsrichtung des Aktuators liefern, oder aber die Steuereinrichtung 100 kann diese Information anderweitig erhalten.

Weiterhin legt die Steuereinrichtung 100 den ersten erlaubten Aktuatorbewegungsbereich in Bezug auf die Aktuatorbezugskoordinate z. B. unter Verwendung von den eingegebenen Endpositionen fest. Dabei können die erlaubte Löseendkoordinate und die erste erlaubte Zuspannendkoordinate in einem Speicher innerhalb der Steuereinrichtung 100 abgelegt werden, damit sie jederzeit abgerufen werden können. Es ist jedoch auch denkbar, daß, wenn die Aktuatorbezugskoordinate über den Eingang 106 eingegeben wird, auch die bereits zuvor festgelegten Endkoordinaten über diesen Eingang 106 einzugeben. Dieses könnte einmalig bei der Initialisierung geschehen, und bräuchte dann nicht mehr wiederholt zu werden. Diese Möglichkeit bietet sich z. B. dann an, wenn der Aktuatorbewegungsbereich in Abhängigkeit von dem mechanisch möglichen Bewegungsbereich des Aktuators festgelegt wird, da dann bereits im voraus die Aktuatorbezugsposition und der mechanische Bewegungsbereich bekannt sind. Dann können bereits im voraus einmalig die Aktuatorbezugskoordinate und die Endkoordinaten ermittelt werden.

In der Steuereinrichtung 100 kann eine Vergleichseinrichtung vorgesehen sein, die die Aktuatoristkoordinate jeweils mit der Löseendkoordinate und der ersten Zuspannendkoordinate und ggf. weiteren Koordinaten vergleicht, woraufhin die Steuereinrichtung 100 z. B. feststellen kann, ob die Aktuatoristkoordinate außerhalb des ersten erlaubten Aktuatorbewegungsbereiches liegt. Ist dieses der Fall, gibt die Steuereinrichtung ein entsprechendes Signal aus. Dieses Signal kann zum einen der Warnanzeige 103, die auditiv und/oder visuell und/oder auch haptisch warnen kann, und zum anderen der Belagverschleißanzeige 104 in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen der Aktuatoristkoordinate und dem ersten erlaubten Aktuatorbewegungsbereich zugeführt werden. Die Warnanzeige kann dabei in einzelne Bereiche unterteilt sein, die auf unterschiedliche Signale der Steuereinrichtung reagieren, um dem Fahrer z. B. anzeigen zu können, ob die erste Zuspannendposition oder die Löseendposition bzw. die jeweilige Koordinate erreicht wurde. Das Erreichen weiterer Zuspannendpositionen außerhalb des ersten erlaubten Aktuatorbewegungsbereiches, die auf ähnliche Weise wie die erste Zuspannendposition bzw. -koordinate eingegeben oder ermittelt werden können und die später näher beschrieben werden, kann ebenfalls über die Warnanzeige angezeigt werden.

Die Ausgangsstellung (Lüftspielposition) der Bremsbeläge bzw. des Aktuators kann während des Betriebes der Bremse in Abhängigkeit von der Betriebsdauer neu festgelegt werden. Dafür kann eine Position mit dem Aktuator angefahren werden, bei der die Bremsbeläge kraftfrei an der Bremsscheibe und/oder Bremstrommel anliegen. Dieser Aktuatorreferenz­ position kann dann eine entsprechende Aktuatorreferenz­ koordinate zugewiesen werden. In Abhängigkeit vom Bremsbelagverschleiß kann dann betriebsabhängig eine andere Aktuatorreferenzposition angefahren und entsprechend eine Aktuatorreferenzkoordinate neu angepaßt bzw. zugewiesen werden. Dementsprechend kann aus der Referenzkoordinate der Bremsbelagverschleiß ermittelt werden. Die Steuereinrichtung 100 gibt dann ein entsprechendes Signal an die Belagver­ schleißanzeige 104 weiter, die dem Fahrer den Bremsbelag­ verschleiß z. B. auditiv und/oder visuell mitteilt. In Abhängigkeit von der Referenzposition bzw. -koordinate wird dann das Lüftspiel eingestellt.

In Fig. 2 sind schematisch drei beispielhafte Diagramme mit Verläufen der Bremsbetätigungskraft F in Abhängigkeit von der Position x des Aktuators dargestellt. In jedem Diagramm ist jeweils eine andere Referenzposition dargestellt. In Fig. 2A ist dieses die Referenzposition bei neuen, unverschlissenen Bremsbelägen XREF0. Die Minimalposition XMIN links im Diagramm stellt den mechanischen Anschlag des Aktuators in Richtung Lösen dar. Die Maximalposition XMAX rechts im Diagramm stellt die Position dar, bei der z. B. das Metall der Bremsbacke auf das Metall der Bremsscheibe bzw. Bremstrommel zu liegen kommen würde, wenn die Bremsbeläge ganz verschlissen wären. Die Minimal- und Maximalpositionen XMIN und XMAX stellen damit die Grenzen des maximal möglichen, mechanischen Aktuatorbewegungsbereiches dar. Die Position XLE bezeichnet die Löseendposition, die z. B. in Richtung Lösen der Bremse vom Aktuator nicht überschritten werden darf. Die Position XZE1 bezeichnet die erste Zuspannendposition. Die Löseend- und die Zuspannendpositionen XLE und XZE1 schließen den ersten erlaubten Aktuatorbe­ wegungsbereich ein, innerhalb dessen sich der Aktuator bewegen darf. Die Position XLS0 stellt die Lüftspielposition der Bremse bei unverschlissenen Bremsbelägen dar. Wird nun die Bremse bis zu einer Maximalkraft betätigt, so ergibt sich der dargestellte Kraftverlauf. Dieser endet in Fig. 2A mit der Maximalkraft bei der Maximalkraftposition XFMAX0. Der Bereich zwischen der Referenzposition XREF0 und der Maximalkraftposition XFMAX0 stellt den Arbeitsbereich der Bremse dar, d. h. den Bereich, in dem sich die Bremsbeläge zusammendrücken können.

In Fig. 2B ist eine Referenzposition XREF1 dargestellt, bei der die Bremsbeläge soweit verschlissen sind, daß sie ausgetauscht werden sollten. Dieses zeigt sich darin, daß der Aktuator bei maximaler Bremsbetätigungskraft die erste Zuspannendposition XZE1 überschreitet. In dieser Ausführungsform wird bei Erreichen der ersten Zuspannend­ position XZE1 eine Warnung an den Fahrer ausgegeben. Wie an dem Kraftverlauf zu sehen ist, ist jedoch weiterhin ein normales Bremsen möglich.

In der Fig. 2C sind die Bremsbeläge jedoch soweit verschlissen, daß der Aktuator eine zweite Zuspannend­ position XZE2 erreicht, die nicht überschritten werden darf.

Um jedoch zumindest ein leichtes Bremsen mit dieser Bremse weiterhin zu ermöglichen, wird der Aktuator in dieser Zuspannendposition XZE2 gehalten, wodurch die maximal mögliche Bremsbetätigungskraft F nicht mehr erreicht wird. Dabei ist es möglich, daß, wenn das Verfahren auf beide Räder einer Achse angewandt wird, die Bremskraft bei unterschiedlich verschlissenen Bremsbelägen unterschiedlich auf die beiden Räder verteilt ist. Dann kann die Steuereinrichtung 100 dazu ausgelegt sein, die Bremskraftverteilung der beiden Räder entsprechend so zu steuern, daß das Fahrzeug nicht von seiner Spur abweicht. Dabei ist es möglich, daß die Bremse zum Beispiel durch eine weitere hydraulische Bremse unterstützt wird. Eine bei Erreichen der ersten Zuspannendposition XZE1 eingeleitete Warnung kann dann entsprechend modifiziert werden, um das Erreichen der zweiten Zuspannendposition XZE2 anzuzeigen. Bei Nachlassen der Bremsbetätigungskraft kann dann auch der Aktuator entsprechend wieder in Richtung Lösen bewegt werden, wobei die Warnung weiterhin angezeigt und möglicherweise auch bei einem Neustart des Fahrzeug wieder angezeigt werden kann.

Die in den Diagrammen dargestellte dritte Zuspannendposition XZE3, die rechts von der zweiten Zuspannendposition XZE2 liegt oder in einer anderen Ausführungsform auch gleich dieser sein kann, stellt diejenige Aktuatorposition dar, bei der die Bremse beispielsweise gleichzeitig mit der Ausgabe einer Warnung abgeschaltet wird, da der Aktuator z. B. aufgrund einer Fehlfunktion diese Position erreicht hat. Die zweite und dritte Zuspannendpositionen XZE2, XZE3 werden dabei ebenso wie die Löseendposition XLE und die erste Zuspannendposition XZE1 vorzugsweise nach Maßgabe des maximal möglichen, mechanischen Aktuatorbewegungsbereiches festgelegt.

Die Diagramme der Fig. 2 sind nur schematisch und zeigen nur eine Ausführungsform unter mehreren. Die Referenz­ position bei unverschlissenen Belägen XREF0 kann zum Beispiel als Austauschposition angefahren werden, um einen Bremsbelag zu wechseln. Eine andere geeignete Position ist jedoch auch denkbar. Die entsprechende Aktuatoraustausch­ koordinate kann dann z. B. in der Steuereinrichtung 100 ermittelt und abgespeichert werden. Die dargestellten Diagramme können ebenso als eine Darstellung der Kraftver­ läufe in Abhängigkeit von den entsprechenden Koordinaten angesehen werden. Dann wären die dargestellen Größen x usw. als Koordinaten oder Zählerwerte zu betrachten.

Fig. 3 zeigt beispielhaft den Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem zunächst im Schritt 300 die Aktuatorposition angefahren wird. Im Schritt 301 erfolgt die Abfrage, ob die Aktuatorbezugsposition bereits erreicht ist. Ist dieses nicht der Fall, wird weiterhin die Aktuatorbezugsposition im Schritt 300 angefahren. Ist die Aktuatorbezugsposition erreicht, wird im Schritt 302 die zugehörige Aktuatorbezugskoordinate festgelegt. Danach erfolgt im Schritt 303 das Festlegen der erlaubten Aktuatorbewegungsbereiche inclusive der Löseendposition und der ersten bis dritten Zuspannend­ positionen. Für den eigentlichen Betrieb der Bremse kann nun die Aktuatoristkoordinate entsprechend der aktuellen Position des Aktuators bestimmt werden.

Danach erfolgt der Schritt 305 in der Fig. 3B, bei dem abgefragt wird, ob die Löseendkoordinate in Richtung Lösen von der Aktuatoristkoordinate erreicht wurde. Ist dieses der Fall, wird im Schritt 306 eine entsprechende Warnung ausgegeben und im Schritt 307 die Lösebewegung des Aktuators beendet. Ist die Löseendkoordinate nicht erreicht, wird im Schritt 308 abgefragt, ob die erste Zuspannendkoordinate in Richtung Zuspannen von der Aktuatoristkoordinate erreicht wurde. Ist dieses nicht der Fall, wird das Verfahren im Schritt 304 fortgeführt. Wird die Abfrage bejaht, wird im Schritt 309 eine entsprechende Warnung ausgegeben und danach im Schritt 310 abgefragt, ob auch die zweite Zuspannendkoordinate in Richtung Zuspannen von der Aktuatoristkoordinate erreicht wurde. Ist dieses nicht der Fall, wird das Verfahren im Schritt 304 fortgesetzt.

Wird die Abfrage im Schritt 310 der Fig. 3B bejaht, wird das Verfahren im Schritt 311 der Fig. 3C fortgesetzt. Dort wird der Aktuator in der zweiten Zuspannendposition gehalten und im Schritt 312 abgefragt, ob die Aktuatoristkoordinate entgegen dem Schritt 311 die dritte Zuspannendkoordinate in Richtung Zuspannen erreicht hat. Ist dieses nicht der Fall, wird das Verfahren im Schritt 304 fortgesetzt. Wird die Abfrage bejaht, wird eine entsprechende Warnung im Schritt 313 ausgegeben und im Schritt 314 die Bremse abschaltet und das Verfahren beendet. Danach könnte zum Beispiel eine übergeordnete Steuerung wie eine ESP-Steuerung den weiteren Bremsvorgang übernehmen.

In Fig. 4 sind Schritte zur Ermittlung und Anzeige des Belagverschleisses aufgeführt. Dabei wird im Schritt 400 die Aktuatorreferenzposition angefahren. Danach wird im Schritt 401 die zugehörige Referenzkoordinate abgespeichert. Dieses schließt ein vorheriges Bestimmen der Referenzkoordinate mit der Aktuatoristkoordinate ein. Darauffolgend wird im Schritt 402 der Belagverschleiß in Abhängigkeit von der Referenz­ koordinate ermittelt. Im Schritt 403 wird der Belagver­ schleiß oder eine entsprechende Größe dem Fahrer angezeigt bzw. auditiv und/oder visuell mitgeteilt.

Die in Fig. 4 dargestellten Schritte können an verschiedenen Stellen der Fig. 3 durchgeführt werden. Dieses sollte jedoch bei gelöster Bremse erfolgen, damit der Bremsvorgang nicht unterbrochen wird. Außerdem können die Schritte der Fig. 4 nach Bedarf wiederholt werden, und es kann das Einstellen des Lüftspiels direkt anschließen, damit die Bremse eine korrekte Ausgangsposition einnehmen kann. Die Durchführung könnte zum Beispiel so geschehen, daß bei Eintreffen einer oder mehrerer Bedingungen die Verfahrens­ schritte 400 bis 403 vor dem Schritt 304 in Fig. 3A durchgeführt werden.

Zum Auswechseln eines Bremsbelages kann beispielsweise im Fahrzeuginnenraum ein Bedienelement (z. B. ein Schalter) vorgesehen sein, den der Fahrer betätigen kann. Danach wird automatisch der Aktuator in die Austauschposition gefahren. Nach Beendigung des Belagwechsels kann dieser Schalter erneut betätigt oder wieder gelöst werden, was dann beispielsweise eine erneute Initialisierung der Referenz­ position bzw. Bestimmung der Referenzkoordinate zur Folge haben kann. Danach kann der Aktuator die Lüftspielposition einnehmen, wodurch die Bremse wieder betriebsbereit wäre.

Claims (21)

1. Verfahren zur Überwachung der Bewegung eines Aktuators einer Fahrzeugbremse, das folgende Schritte aufweist:

• 1. Festlegen einer zu einer vorbestimmten Aktuatorbezugsposition gehörenden Aktuatorbezugskoordinate,
• 2. Bestimmen einer Aktuatoristkoordinate nach Maßgabe der Aktuatorbezugskoordinate und nach Maßgabe der Bewegung des Aktuators,
• 3. Festlegen eines ersten erlaubten Aktuatorbewegungsbereiches aus einer erlaubten Löseendkoordinate des Aktuators zum Lösen der Bremse und einer ersten erlaubten Zuspannendkoordinate des Aktuators zum Zuspannen der Bremse nach Maßgabe der Aktuatorbezugskoordinate und
• 4. Ausgeben eines Signals, wenn die Aktuatoristkoordinate außerhalb des ersten erlaubten Aktuatorbewegungsbereiches liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt zum Bestimmen der Aktuatoristkoordinate ein Erkennen der Aktuatorbewegungsrichtung beinhaltet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Warnung an den Fahrer ausgegeben wird, wenn ein Signal ausgegeben wird, weil die Aktuatoristkoordinate in Richtung Zuspannen die erste Zuspannendkoordinate überschreitet.

4. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem eine Warnung an den Fahrer ausgegeben wird und/oder die Aktuatorlösebewegung abgebrochen wird, wenn ein Signal ausgegeben wird, weil die Aktuatoristkoordinate in Richtung Lösen die Löseendkoordinate überschreitet.

5. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Aktuator elektrisch angetrieben wird.

6. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Schritt des Festlegens der Aktuatorbezugskoordinate ein Anfahren der Aktuatorbezugsposition mit dem Aktuator und ein Erkennen des Erreichens der Aktuatorbezugsposition durch den Aktuator beinhaltet.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Aktuatorbezugsposition durch die Position eines schaltenden Sensors vorgegeben ist, der ein entsprechendes Schaltsignal zum Erkennen des Erreichens der Aktuatorbezugsposition abgibt, wenn der Aktuator diese Position erreicht hat.

8. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die absolute Bezugsposition durch eine der Grenzen des maximal möglichen, mechanischen Aktuatorbewegungsbereiches, vorzugsweise derjenigen in Richtung Lösen vorgegeben ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Schritt des Festlegens der Aktuatorbezugskoordinate ein Erfassen eines den Aktuator antreibenden Motorstromes zum Erkennen des Erreichens der Aktuatorbezugsposition durch den Aktuator beinhaltet.

10. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 9, bei dem die Aktuatoristkoordinate und/oder die Aktuatorbewegungsrichtung unter Verwendung eines relativ messenden, inkrementellen Lagemeßsystems bestimmt bzw. erkannt werden.

11. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem betriebsabhängig wiederholt nach Maßgabe der Aktuatorbezugskoordinate eine Aktuatorreferenz­ koordinate für eine Aktuatorposition bestimmt wird, bei der die Bremsbeläge kraftfrei an der Bremsscheibe und/oder Bremstrommel anliegen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Bremsbelagver­ schleiß nach Maßgabe der Aktuatorreferenzkoordinate ermittelt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem eine zum Bremsbelagverschleiß entsprechende Größe dem Fahrer auditiv und/oder visuell mitgeteilt wird.

14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem das Belaglüftspiel nach Maßgabe der Aktuatorreferenzkoordinate eingestellt wird.

15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem eine Aktuatoraustauschkoordinate nach Maßgabe der entsprechenden, bei unverschlissenen Bremsbelägen bestimmten Aktuatorreferenzkoordinate ermittelt wird, und die zugehörige Aktuatoraustauschposition angefahren wird, wenn ein Bremsbelag ausgetauscht werden soll.

16. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem ein zweiter erlaubter Aktuatorbewegungsbereich aus der erlaubten Löseendposition und einer zweiten erlaubten Zuspannendposition festgelegt wird, wobei der erste Aktuatorbewegungsbereich innerhalb des zweiten Aktuatorbewegungsbereiches liegt oder gleich diesem ist.

17. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem der erste und/oder zweite erlaubte Aktuatorbewegungsbereich nach Maßgabe des maximal möglichen, mechanischen Aktuatorbewegungsbereiches festgelegt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, bei dem, wenn die Aktuatoristkoordinate in Richtung Zuspannen die zweite Zuspannendkoordinate erreicht, der Aktuator solange in der zugehörigen Zuspannendposition gehalten wird, bis die Bremsung gelöst wird.

19. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 16 bis 18, bei dem die Bremse abgeschaltet und/oder eine Warnung ausgegeben wird, wenn die Aktuatoristkoordinate in Richtung Zuspannen eine dritte Zuspannendkoordinate erreicht, die in Richtung Zuspannen außerhalb des zweiten Aktuatorbewegungsbereiches liegt oder gleich der zweiten Zuspannendkoordinate ist.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19, bei dem, wenn das Verfahren auf zwei Radbremsen derselben Achse gleichzeitig angewendet wird, die Bremskraftverteilung der beiden Räder so gesteuert wird, daß das Fahrzeug nicht von seiner Spur abweicht.

21. Vorrichtung zur Überwachung der Bewegung eines Aktuators einer Fahrzeugbremse mit einer Steuereinrichtung zur Durchführung der folgenden Schritte:

• 1. Festlegen einer zu einer vorbestimmten Aktuatorbezugsposition gehörenden Aktuatorbezugskoordinate,
• 2. Bestimmen einer Aktuatoristkoordinate gemäß einem von einem Bestimmungssensor empfangenen Signal nach Maßgabe der Aktuatorbezugskoordinate und nach Maßgabe der Bewegung des Aktuators,
• 3. Festlegen eines ersten erlaubten Aktuatorbewegungsbereiches aus einer erlaubten Löseendkoordinate des Aktuators zum Lösen der Bremse und einer ersten erlaubten Zuspannendkoordinate des Aktuators zum Zuspannen der Bremse nach Maßgabe der Aktuatorbezugskoordinate und
• 4. Ausgeben eines Signals, wenn die Aktuatoristkoordinate außerhalb des ersten erlaubten Aktuatorbewegungsbereiches liegt.