DE102016203475B4

DE102016203475B4 - Steuervorrichtung für eine Aktuatoreinheit einer elektromechanischen Bremse eines Kraftfahrzeugs und zugehöriges Betriebsverfahren

Info

Publication number: DE102016203475B4
Application number: DE102016203475.8A
Authority: DE
Inventors: Halit Alagöz; Ulrich Busse; Christopher Protze
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-03-03
Filing date: 2016-03-03
Publication date: 2021-01-07
Anticipated expiration: 2036-03-04
Also published as: DE102016203475A1; CN107150674A; CN107150674B

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Steuervorrichtung (4) für eine Aktuatoreinheit (6) einer elektromechanischen Bremse (3) eines Kraftfahrzeugs (1), wobei zum Spannen (15) und/oder zum Lösen (23) der Bremse (3) jeweils in einem Betriebslauf durch die Steuervorrichtung (4) die Aktuatoreinheit (6) elektrisch betrieben und währenddessen zumindest ein Messwert (22) zumindest einer elektrischen Größe (I) erfasst wird und in Abhängigkeit von dem zumindest einen Messwert (22) anhand einer Kennlinie (16, 16') der Aktuatoreinheit (6) ein aktueller Stellzustand der Aktuatoreinheit (6) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass- für eine Erkennung eines Aktuatormodells (A, B) der Aktuatoreinheit (6) zumindest eine Modellangabe (ABC) bereitgestellt wird und jeder Modellangabe (ABC) zumindest ein Aktuatorkennwert (28) zugeordnet ist, und- in zumindest einem Test-Betriebslauf durch die Steuervorrichtung (4) die Aktuatoreinheit (6) betrieben und der zumindest eine Messwert (22) der zumindest einen elektrischen Größe erfasst wird, und- aus der zumindest einen Modellangabe (ABC) eine solche ausgewählt wird, deren zugeordneter zumindest eine Aktuatorkennwert (28) ein vorbestimmtes Übereinstimmungskriterium (T) bezüglich des zumindest einen erfassten Messwerts (2) erfüllt, und- die ausgewählte Modellangabe (ABC) als das erkannte Aktuatormodell (A, B) ausgegeben wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Steuervorrichtung für eine Aktuatoreinheit einer elektromechanischen Bremse eines Kraftfahrzeugs. Die Aktuatoreinheit kann beispielsweise einen Elektromotor, ein Getriebe und eine Umsetzungseinrichtung aufweisen, mittels welcher ein Bremsbelag der Bremse translatorisch bewegt werden kann. Bei der Bremse kann es sich insbesondere um eine Parkbremse handeln. Zu der Erfindung gehört auch die Steuervorrichtung zum Durchführen des Verfahrens. Schließlich umfasst die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, welches die erfindungsgemäße Steuervorrichtung aufweist.
Heutige Parkbremsaktuatoren werden durch eine Steuervorrichtung betrieben, die beispielsweise in einem Bremsensteuergerät integriert sein kann. Jeder Parkbremsaktuator kann in einem Radbremssattel integriert sein. Die Steuervorrichtung und die Aktuatoreinheit der Bremse müssen aufeinander abgestimmt sein, weshalb ein Austausch einer Aktuatoreinheit oft mit einer erneuten Inbetriebnahme einhergehen muss.
Aus der DE 10 2014 222 863 A1 ist eine Steuervorrichtung für eine elektrische Parkbremse bekannt, welche den aktuellen Stellzustand der Parkbremse, also beispielsweise die aktuelle Position und/oder Anpresskraft der Bremsbeläge, auf der Grundlage einer Stromkennlinie der Aktuatoreinheit der Parkbremse ermittelt. Bei gegebener Versorgungsspannung ist nämlich der Stromverbrauch des Antriebsmotors der Aktuatoreinheit abhängig von der Bauweise der Aktuatoreinheit und dem mechanischen Widerstand, welchen der Elektromotor überwinden muss.
Dabei ist man daran interessiert, in Zukunft verschiedene Aktuatoreinheiten zu nutzen, auch wenn diese konzeptionell unterschiedlich sind, also beispielsweise unterschiedliche Umsetzungseinrichtungen aufweisen, beispielsweise einmal eine Spindel und einmal einen Kugelgewindetrieb. Dies muss aber in der Steuervorrichtung bekannt sein, um anhand einer Kennlinie der Aktuatoreinheit ihren aktuellen Stellzustand detektieren zu können. Hierzu müsste dann eine entsprechende Steuervorrichtung zusammen mit der Aktuatoreinheit eingebaut werden.
Aus der DE 10 2013 221 248 A1 ist ein Verfahren bekannt, durch das ein Steuergerät mittels Aktuator-spezifischer Daten einen Aktuator identifiziert. Die Aktuator-spezifischen Daten sind dabei auf einem Sensorboard gespeichert, das sich vorzugsweise räumlich getrennt zwischen dem Steuergerät und dem Aktuator befindet. Das Steuergerät bekommt dabei vom Sensorboard in einem Anlernvorgang die Aktuator-spezifischen Daten des Aktuators übermittelt, wenn das Steuergerät mit einem Aktuator zum ersten Mal gepaart wird, damit es den Aktuator in einem normalen Betriebsmodus steuern kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine korrekte Ansteuerung einer Aktuatoreinheit durch eine Steuervorrichtung sicherzustellen.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren offenbart.
Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer Steuervorrichtung für eine Aktuatoreinheit einer elektromechanischen Bremse eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Die Aktuatoreinheit kann einen Elektromotor aufweisen und beispielsweise ein Getriebe und/oder die beschriebene Umsetzungseinrichtung, um aus einer Rotationsbewegung des Elektromotors eine translatorische Bewegung zum Bewegen eines Bremsbelags der Bremse zu erzeugen. Zum Spannen und/oder zum Lösen der Bremse wird jeweils durch die Steuervorrichtung in einem Betriebslauf die Aktuatoreinheit elektrisch betrieben. Sie wird also mit elektrischer Leistung versorgt. Hierzu kann die Steuervorrichtung beispielsweise mittels einer H-Brücke eine elektrische Anschlussleitung für den Elektromotor mit einer Versorgungsspannung aus einem elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs beaufschlagen. Während des Betriebslaufs der Aktuatoreinheit wird zumindest ein Messwert zumindest einer elektrischen Größe erfasst, beispielsweise der Versorgungsstrom, welcher in den Elektromotor der Aktuatoreinheit fließt. In Abhängigkeit von dem zumindest einen Messwert wird anhand einer Kennlinie der Aktuatoreinheit ein aktueller Stellzustand der Aktuatoreinheit ermittelt. Durch die Kennlinien werden also insbesondere die an sich bekannten charakteristischen Phasen des Betriebslaufs beschrieben, nämlich die Anlaufphase, die Leerlaufphase, der Belaganlagepunkt (beim Schließen) beziehungsweise die Belaglösephase (beim Lösen), der Spannkraftaufbau sowie die Abschaltphase. Hierbei ergibt sich jeweils ein durch die Kennlinie beschriebener charakteristischer Verlauf und/oder Betrag der zumindest einen elektrischen Größe. Der zumindest eine Messwert gibt somit Auskunft über den aktuellen Stellzustand.
Um nun sicherzustellen, dass die Stellvorrichtung die Aktuatoreinheit mit den richtigen Stellparametern betreibt, also beispielsweise die richtige Kennlinie nutzt und/oder die Bremse nicht zu fest zieht und z.B. das Getriebe beschädigt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuervorrichtung erkennt, welches Aktuatormodell tatsächlich verbaut oder eingebaut ist. Für die Erkennung des Aktuatormodells der Aktuatoreinheit ist zumindest eine Modellangabe bereitgestellt, also ein mögliches, erkennbares Aktuatormodell definiert, und zu jeder Modellangabe zumindest ein Aktuatorkennwert zugeordnet. In zumindest einem Test-Betriebslauf wird durch die Steuervorrichtung die Aktuatoreinheit betrieben und in der beschriebenen Weise der zumindest eine Messwert erfasst. Aus der zumindest einen Modellangabe wird dann eine solche ausgewählt, deren zugeordneter zumindest ein Aktuatorkennwert ein vorbestimmtes Übereinstimmungskriterium bezüglich des zumindest einen erfassten Messwerts erfüllt. Mit anderen Worten wird der zumindest eine Messwert mit dem zumindest einen Aktuatorkennwert einer Modellangabe verglichen. Sind der zumindest eine Messwert und der zumindest eine Aktuatorkennwert ähnlich im Sinne des Übereinstimmungskriteriums, so wird die zugehörige Modellangabe ausgewählt. Die ausgewählte Modellangabe entspricht dann dem erkannten Aktuatormodell. Mit anderen Worten ist zu jedem Aktuatormodell zumindest ein charakteristischer Betriebspunkt in Form des zumindest einen Aktuatorkennwerts beschrieben und es wird durch die Steuervorrichtung überprüft, ob sich in dem Test-Betriebslauf ein passender Betriebspunkt im Sinne des Übereinstimmungskriteriums bei der eingebauten Aktuatoreinheit einstellt. Falls dies der Fall ist, wird die entsprechende Modellangabe als das erkannte Aktuatormodell ausgegeben.
Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass in der Steuervorrichtung durch den Test-Betriebslauf ermittelt wird, welches Aktuatormodell tatsächlich in dem Kraftfahrzeug als Aktuatoreinheit eingebaut ist. Auf der Grundlage des erkannten Aktuatormodells kann dann automatisiert eine Entscheidung dahingehend gefällt werden, ob die Steuervorrichtung in der Lage ist, das erkannte Aktuatormodell bestimmungsgemäß anzusteuern oder elektrisch zu betreiben.
Der besagte Betriebslauf, z.B. der Test-Betriebslauf, sieht das Öffnen oder Schließen der Bremse vor. Es kann hierbei eine vollständige Bewegung von einer Ruheposition der Bremsbeläge hin zur Feststellposition an der Bremsscheibe beziehungsweise von der Feststellposition zurück zur Ruheposition vorgesehen sein. Ein Betriebslauf kann auch lediglich einen Teil dieser Bewegung umfassen.
Zu der Erfindung gehören optionale Weiterbildungen, durch deren Merkmale sich zusätzliche Vorteile ergeben.
In dem Test-Betriebslauf durchläuft die Aktuatoreinheit eine oder mehrere oder alle der beschriebenen Phasen von der Anlaufphase bis zur Abschaltphase. Somit können aus einer oder mehreren dieser Phasen entsprechende Messwerte ermittelt werden. Zum zuverlässigen Erkennen eines Aktuatormodells haben sich insbesondere die folgenden Aktuatorkennwerte als geeignet herausgestellt, von denen zumindest einer zum Erkennen des Aktuatormodells bereitgestellt wird: der Anlaufstrom, ein Leerlaufstrom (Bremsbelag noch berührungsfrei), ein Lösestrom in Richtung Bremse lösen oder Bremse öffnen, ein Abschaltstrom, eine Gegeninduktion (Strom oder Spannung) des Elektromotors der Aktuatoreinheit beim Stoppen oder Abschalten.
Eine Weiterbildung der Erfindung verhindert, dass versehentlich ein falscher Aktuator in dem Kraftfahrzeug eingebaut wird, sei es bei der Herstellung oder während einer Reparatur oder Wartung in einer Werkstatt. Die Weiterbildung sieht vor, dass ein Falschverbau signalisiert wird, falls kein Aktuatormodell erkannt wird, also durch keine Modellangabe das Übereinstimmungskriterium erfüllt wird. Zusätzlich oder alternativ dazu wird ein Falschverbau auch dann signalisiert, falls das erkannte Aktuatormodell von zumindest einer Sollmodellangabe verschieden ist, die in der Steuervorrichtung vorgegeben wird. Durch die Weiterbildung wird verhindert, dass das Kraftfahrzeug mit einem falschen Aktuatormodell gefahren wird.
Eine Weiterbildung erkennt, falls zwar das richtige Aktuatormodell verwendet wird, dies aber an einer falschen Einbauposition im Kraftfahrzeug eingebaut ist, weil beispielsweise eine Aktuatoreinheit für eine rechte Fahrzeugseite an einer linken Fahrzeugseite verbaut wurde. Bei dieser Weiterbildung wird durch die Steuervorrichtung anhand des erkannten Aktuatormodells eine bestimmungsgemäße Einbauposition der Aktuatoreinheit ermittelt und die bestimmungsgemäße Einbauposition mit einer Istposition der Aktuatoreinheit verglichen. Die Istposition kann anhand einer Anschlussleitung identifiziert werden, über welche die Aktuatoreinheit mit der Steuervorrichtung elektrisch verbunden ist. Die Anschlussleitung führt zu einem vorbestimmten Rad des Kraftfahrzeugs, sodass anhand der Anschlussleitung die Istposition der Aktuatoreinheit feststeht. Bei einem Unterschied zwischen der bestimmungsgemäßen Einbauposition und der Istposition signalisiert die Steuervorrichtung, dass die Aktuatoreinheit an einer falschen Einbauposition eingebaut ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass beispielsweise nach einer Reparatur des Kraftfahrzeugs, bei welcher mehrere Aktuatoreinheiten ausgebaut wurden, diese wieder an ihrer bestimmungsgemäßen Einbauposition eingebaut sind.
Eine Weiterbildung ermöglicht es, dass sich die Steuervorrichtung an die eingebaute Aktuatoreinheit selbstständig anpasst. Bei dieser Weiterbildung wird durch die Steuervorrichtung zu dem erkannten Aktuatormodell zumindest ein vorbestimmter Steuerparameter zum Steuern der Aktuatoreinheit eingestellt und in einem zukünftigen Betriebslauf die Aktuatoreinheit auf der Grundlage des eingestellten zumindest einen Steuerparameters angesteuert. Es kann also für mehrere unterschiedliche Aktuatormodelle in einem Datenspeicher jeweils passend zumindest ein Parameterwert gespeichert sein und dann anhand des erkannten Aktuatormodells der richtige zumindest eine Parameterwert ausgewählt und in dem Steuerparameter eingestellt werden.
Eine Weiterbildung betrifft den Fall, dass die Aktuatoreinheit nachträglich, also nach einer Fertigstellung des Kraftfahrzeugs, durch Umbau oder Austausch verändert wird. Bei dieser Weiterbildung wird vorher die besagte Kennlinie, anhand welcher der Stellzustand erkannt wird, oder zumindest ein Messwert zumindest eines Betriebslaufs auch dazu genutzt, den zumindest einen Kennwert für eine Modellangabe zu bilden, die hier als „ursprüngliches Aktuatormodell“ bezeichnet wird. Mit anderen Worten wird die Kennlinie der aktuell eingebauten Aktuatoreinheit als Quelle für zumindest einen Kennwert für die Modellangabe „ursprüngliches Aktuatormodell“ genutzt. Zu einem späteren Zeitpunkt, beispielsweise nach der Reparatur des Kraftfahrzeugs in einer Werkstatt, wird anhand des zumindest einen Kennwerts erkannt, dass die Aktuatoreinheit ausgetauscht worden ist. Mit anderen Worten stimmt dann das erkannte Aktuatormodell nicht mehr mit dem ursprünglichen Aktuatormodell überein. Dies kann daran liegen, dass eine neue Aktuatoreinheit eingebaut worden ist oder die Aktuatoreinheiten seitenvertauscht verbaut worden sind. Somit lernt also die Steuervorrichtung selbstständig den zumindest einen Kennwert zum Wiedererkennen der aktuell eingebauten Aktuatoreinheit.
Eine Weiterbildung ermöglicht es sogar, die Kennlinie der Aktuatoreinheit durch die Steuervorrichtung selbsttätig einstellen zu lassen. Bei dieser Weiterbildung wird die Kennlinie auf der Grundlage des erkannten Aktuatormodells ausgewählt. Es können also beispielsweise mehrere Kennlinien unterschiedlicher Aktuatormodelle in der Steuervorrichtung gespeichert sein und dann auf Grundlage des erkannten Aktuatormodells die passende Kennlinie ausgewählt und für zukünftige Betriebsläufe genutzt werden.
Eine Weiterbildung berücksichtigt hierbei, dass aufgrund von Exemplarstreuung nicht jede tatsächliche Aktuatoreinheit exakt die Kennlinie des entsprechenden Aktuatormodells aufweist. Mit anderen Worten muss die Kennlinie noch kalibriert werden. Bei dieser Weiterbildung ist vorgesehen, dass für das erkannte Aktuatormodell eine Kennlinie bereitgestellt wird, die parametrierbar ist. Hierzu weist die Kennlinie zumindest einen Parameter auf, der durch Einstellen eines entsprechenden Parameterwerts festgelegt wird. Die Kennlinie kann also beispielsweise als eine mathematische Zuordnungsfunktion beschrieben sein, die entsprechende Parameter aufweist. Der zumindest eine Parameter wird hierbei in Abhängigkeit von dem zumindest einen Messwert zumindest eines Kalibrier-Betriebslaufs eingestellt. Die so parametrierte Kennlinie wird dann als die Kennlinie der Aktuatoreinheit verwendet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass in dem Kraftfahrzeug eine individuell an die Aktuatoreinheit angepasste Kennlinie bereitgestellt wird. Somit ist ein genauerer oder präziserer Rückschluss auf den Stellzustand möglich.
Gemäß einer Weiterbildung wird beim Überprüfen des Übereinstimmungskriteriums auch eine Umgebungseigenschaft, insbesondere eine Lufttemperatur und/oder eine Bremsentemperatur und/oder eine Luftfeuchtigkeit, berücksichtigt. Beispielsweise können die Aktuatorkennwerte jeder Modellangabe in Abhängigkeit von der Umgebungseigenschaft angepasst oder eingestellt werden. Entsprechende Abhängigkeiten der Aktuatorkennwerte von der Umgebungseigenschaft, z.B. der Temperatur oder Luftfeuchtigkeit, können durch Versuche ermittelt werden.
Wie bereits ausgeführt, gehört zu der Erfindung auch die Steuervorrichtung für die Aktuatoreinheit der elektromechanischen Bremse des Kraftfahrzeugs. Die Steuervorrichtung weist eine Anschlusseinrichtung zum Anschließen einer Anschlussleitung zum Versorgen der Aktuatoreinheit mit einer elektrischen Leistung für einen Betriebslauf auf. Die Anschlusseinrichtung kann also beispielsweise elektrische Kontakte zum Anschließen der Anschlussleitung vorsehen. Des Weiteren ist eine Prozessoreinrichtung bereitgestellt, die einen Programmcode aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, bei Ausführen des Programmcodes durch die Prozessoreinrichtung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann beispielsweise auf der Grundlage eines Mikrocontrollers oder eines Mikroprozessors realisiert sein. Jeder Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein. Die Steuervorrichtung kann insbesondere als Bremssteuergerät für die Bremse ausgestaltet sein.
Zu der Erfindung gehört schließlich auch ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer elektromechanischen Bremse der beschriebenen Art, wobei jede Bremse zum Empfangen von elektrischer Leistung über eine jeweilige Anschlussleitung mit einer Steuervorrichtung verbunden ist, die eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung darstellt.
Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ist insbesondere vorgesehen, dass es sich bei der zumindest einen Bremse jeweils um eine Parkbremse handelt, die also in einer Parkphase des Kraftfahrzeugs auch im stromlosen Zustand die Bremsbeläge an einer Bremsscheibe der Bremse hält.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass mehrere Bremsen bereitgestellt sind und jede Bremse eine Aktuatoreinheit mit einer Kennlinie aufweist, wobei sich die Kennlinien in zumindest einem Kennwert voneinander unterscheiden. Somit kann durch die Steuervorrichtung anhand dieses Kennwerts zwischen den Aktuatoreinheiten unterschieden werden und beispielsweise ein Vertauschen zwischen einer rechten und einer linken Aktuatoreinheit beispielsweise nach einer Werkstattreparatur erkannt werden.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, ausgestaltet.
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
2 zwei Kennlinien von Aktuatoreinheiten unterschiedlicher Bauart oder Aktuatormodelle, wobei die Kennlinien einen Spannvorgang beschreiben, und
3 zwei Kennlinien der Aktuatoreinheiten für einen Lösevorgang.

Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
1 zeigt einen Teil eines Kraftfahrzeugs 1, beispielsweise ein Heck des Kraftfahrzeugs 1. Dargestellt sind Räder 2 mit Radbremsen oder kurz Bremsen 3 sowie eine Steuervorrichtung 4 für die Bremsen 3. Die Steuervorrichtung 4 kann beispielsweise durch ein Bremsensteuergerät bereitgestellt sein. Die Steuervorrichtung 4 ist mit den Bremsen 3 jeweils über eine elektrische Anschlussleitung 5 verbunden, die an eine Anschlusseinrichtung CON der Steuervorrichtung 4 angeschlossen sein kann. Über die jeweilige Anschlussleitung 5 kann eine Aktuatoreinheit 6 jeder Bremse 3 mit elektrischer Energie beispielsweise aus einem Bordnetz 7 versorgt werden. Das Bordnetz 7 kann beispielsweise ein 12-Volt-Bordnetz sein. Durch die Aktuatoreinheit 6 jeder Bremse 3 können jeweils Bremsbeläge 8 eines Bremssattels 9 relativ zu einer Bremsscheibe 10 der Bremse 3 bewegt werden. Hierzu kann jede Aktuatoreinheit 6 beispielsweise einen Elektromotor 11, ein Getriebe 12 und/oder eine Umsetzungseinrichtung 13 umfassen. Die Umsetzungseinrichtung 13 kann beispielsweise auf der Grundlage einer Spindel und/oder eines Kugelgewindetriebes realisiert sein. Bei dem Elektromotor 11 kann es sich beispielsweise um einen Gleichstrommotor handeln. Zum Betreiben des Elektromotors 11 kann durch die Steuervorrichtung 4 eine in den Anschlussleitungen 5 bereitgestellte Versorgungsspannung 14 geschaltet werden. Bei Anlegen der Versorgungsspannung 14 fließt über die Anschlussleitung 5 ein Versorgungsstrom I. Der Elektromotor 11 ist dann im Betrieb und bewegt beispielsweise die Bremsbeläge 8 an die Bremsscheibe 10 heran und drückt diese dagegen, sodass die Bremse 3 angezogen oder gespannt wird. Es kann sich beispielsweise um eine Parkbremse handeln, bei welcher nach Abschalten des Elektromotors 11 die Bremsbeläge 8 weiterhin gegen die Bremsscheibe 10 gedrückt bleiben und somit ein Wegrollen des Kraftfahrzeugs 1 in einer Parkphase bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor verhindert ist. Zum Lösen der Bremse 3 kann dann wieder mittels eines entsprechenden Versorgungsstroms I der Elektromotor 11 durch die Steuervorrichtung 4 betrieben werden, wodurch die Bremsbeläge 8 von der Bremsscheibe 10 weg bewegt werden.
Aufgrund des spezifischen Aktuatorkonzeptes der Aktuatoreinheiten 6, das heißt beispielsweise die Wahl des Getriebes 12 und der Umsetzungseinrichtung 13, sowie aufgrund der Motorcharakteristik des Elektromotors 11 und aufgrund der Umgebungsbedingungen, beispielsweise der Temperatur, ergibt sich bei angelegter Versorgungsspannung 40 ein für die Aktuatoreinheit 6 charakteristischer Stromverlauf des Versorgungsstromes I. In 2 ist hierzu für zwei unterschiedliche Aktuatormodelle A, B für einen Spannvorgang zum Spannen 15 jeweils eine Kennlinie 16 dargestellt. Jede der Kennlinien 16 beschreibt den Versorgungsstrom I über der Zeit t. Bei gelöster Bremse 3 befinden sich anfänglich die Bremsbeläge 8 in einer Ruheposition. Von da aus werden sie durch die Aktuatoreinheit 6 in eine Feststellposition oder Spannstellung bewegt. Hierbei ergeben sich für den Versorgungsstrom I ein Anlaufstrom 17, eine Leerlaufphase 18 (während welcher die Bremsbeläge 8 bewegt werden, ohne die Bremsscheibe 10 zu berühren), ein Belaganlegepunkt 19, ein Spannkraftaufbau 20 und eine Abschaltphase 21.
Durch die Steuervorrichtung 4 kann währenddessen der Versorgungsstrom I gemessen werden, sodass sich während des Spannens 15 Messwerte 22 ergeben. Anhand der Messwerte 22 kann durch die Steuervorrichtung 4 auf der Grundlage der Kennlinie 16 ermittelt werden, wie weit das Spannen 15 fortgeschritten ist und/oder ob der Elektromotor 11 wieder abgeschaltet werden soll. Mit anderen Worten wird der aktuelle Stellzustand der Aktuatoreinheiten 6 ermittelt. Der Vergleich kann auf der Grundlage eines vorbestimmten Toleranzbereichs T erfolgen, wie er in 2 beispielhaft für einen Kennwert 28 für die Leelaufphase 18 veranschaulicht ist. Der Toleranzbereich T stellt ein Übereinstimmungskriterium dar.
3 veranschaulicht das Lösen 23 der Bremsbeläge 8 von der Bremsscheibe 10. Auch hier ergibt sich in Abhängigkeit vom Aktuatormodell A, B eine andere Kennlinie 16'. Während des Lösens 23 werden hierbei die folgenden Phasen durchlaufen: ein Anlaufstrom 24, eine Belaglösephase 25, eine Leerlaufphase 26 und eine Abschaltphase 27.
Durch die Steuervorrichtung 4 kann auf Grundlage des elektrischen Verhaltens der Aktuatoreinheiten 6 ermittelt werden, welches Aktuatormodell A, B an den Rädern 3 eingebaut oder verbaut ist. Hierzu können für unterschiedliche Aktuatormodelle A, B, C in der Steuervorrichtung 4 jeweils eine Modellangabe ABC und zumindest ein zugeordneter Kennwert 28 bereitgestellt sein. 2 veranschaulicht, wie durch vier Kennwerte 28 für das Aktuatormodell A in einem Vergleich mit den Messwerten 22 beim Spannen 15 der Bremsen 3 erkannt werden kann, dass die Aktuatoreinheiten 6 dem Aktuatormodell A entsprechen. Die Steuervorrichtung 4 kann dann beispielsweise aus gespeicherten Kennlinien 29 diejenige für das Aktuatormodell A auswählen und für das Betreiben der Aktuatoreinheiten 6 zugrundelegen, um in der beschriebenen Weise den aktuellen Stellzustand zu ermitteln. Es können auch beispielsweise weitere Steuerparameter 30 für das erkannte Aktuatormodell A aus einem Speicher geladen werden. Es kann auch vorgesehen sein, das erkannte Aktuatormodell A als originäres Aktuatormodell oder Originalmodell 31 zu speichern, um nach beispielsweise einer Reparatur des Kraftfahrzeugs 1 zu überprüfen, ob die Aktuatoreinheiten 6 wieder korrekt eingebaut wurden. Andernfalls kann ein Betrieb des Kraftfahrzeugs 1 blockiert werden. Das originäre Aktuatormodell 31 stellt dann auch eine Sollmodelangabe dar.
Wie in 1 gezeigt, sind die Parkbremsaktuatoren in den Bremssätteln 9 in der Hinterachse integriert. Für den Kraftaufbau wird bevorzugt ein Gleichstrommotor als Elektromotor 11 mit einem mehrstufigen Getriebe 12 genutzt. Da zur Spannkraft der Bremsbeläge eine translatorische Energie notwendig ist, wird diese aus der rotatorischen Bewegung mittels Spindel- oder Kurbelgewindetrieb der Umsetzungseinrichtung 13 gewonnen. Die Art der Umwandlung ist dabei aber abhängig vom Aktuatormodell A, B.
Ein Spannen 15 der elektrischen Parkbremse wird durch die Ansteuerung der Elektromotoren 11 durch die Steuervorrichtung 4 des Bremsensteuergeräts realisiert. Dabei wird zur Ermittlung der aufgebauten Spannkraft die elektrischen Grundgrößen wie Spannung 14 und Strom I unter Berücksichtigung des Aktuatorkonzepts, der Motorcharakteristik und der Umgebungsbedingungen (zum Beispiel Temperatur) ermittelt. Hieraus ergibt sich der beschriebene aktuelle Stellzustand.
Insbesondere die Stromkennlinie wird verwendet, um Rückschlüsse auf den Stellzustand (offen/teilgespannt/vollgespannt) zu machen. Hierbei werden die typischen Kennlinien 16, 16' für den Strom I für das Spannen 15 und das Lösen 23 verwendet.
Durch die Steuervorrichtung 4 wird nun ausgenutzt, dass die unterschiedlichen Aktuatorkonzepte einen unterschiedlichen Einfluss auf die Kennlinien 16, 16' und die Messwerte 22 haben.
Als Kennwerte 28 zum Erkennen des Aktuatormodells haben sich insbesondere bewährt: der Anlaufstrom 32, der Leerlaufstrom 33, der Lösestrom 34 in Richtung Öffnen, der Abschaltstrom 35, der aufgrund unterschiedlicher Wirkungsgrade der Aktuatoreinheiten charakteristisch ist und die Gegeninduktion 36. Anhand dieser Kennwerte 28 lässt sich ein Aktuatorkonzept, das heißt ein Aktuatormodell A, B, beschreiben und von einem anderen Aktuatormodell unterscheiden.
Hierbei kann diese Erkennung ohne eine Veränderung der Bauteile oder Hardware der Steuervorrichtung 4 realisiert werden, da die notwendigen Bauteile zur Ermittlung der elektrischen Messwerte 22 ohnehin bereits für das Spannen 15 und das Lösen 23 Verwendung finden. Lediglich eine Anpassung eines Programmcodes 37 einer Steuervorrichtung 38 ist notwendig, um verschiedene Aktuatormodelle A, B zu erkennen beziehungsweise einen Falschverbau 39 (auch das Vertauschen zwischen links und rechts) zu erkennen und zu signalisieren.
Weiterhin kann dieses Verfahren durch die Speicherung der zuvor getätigten Spann- und Lösekennlinien erweitert werden, um einen Vergleich mit einem aktuell durchgeführten Spannen 15 und/oder Lösen 23 zu machen. Dadurch lässt sich zum Beispiel ein Falschverbau im Kundendienst erkennen. Es wird also das Originalmodell 31 gespeichert und eine Wiedererkennung durchgeführt.
Eine zusätzliche Erweiterung kann durch einen gezielten Kalibrier-Betriebslauf initiiert werden. Zu einer bekannten oder gezielt eingestellten Phase 17-21, 24-27 können Messwerte 22 ermittelt werden und dann beispielsweise eine parametrierte Kennlinie 16, 16' an die ermittelten Messwerte 22 angepasst werden.
Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung eine Identifizierung eines Parkbremstellmotors anhand von elektrischen Einheiten bereitgestellt werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Rad
3: Bremse
4: Steuervorrichtung
5: Anschlussleitung
6: Aktuatoreinheit
7: Bordnetz
8: Bremsbelag
9: Bremssattel
10: Bremsscheibe
11: Elektromotor
12: Getriebe
13: Umwandlungseinrichtung
14: Versorgungsspannung
15: Spannen der Bremse
16: Kennlinie (Spannen)
16': Kennlinie (Lösen)
17: Anlaufstrom
18: Leerlaufphase
19: Belaganlagepunkt
20: Spannkraftaufbau
21: Abschaltphase
22: Messwert
23: Lösen der Bremse
24: Anlaufstrom
25: Belaglösephase
26: Leerlaufphase
27: Abschaltphase
28: Kennwert
29: Gespeicherte Kennlinien
30: Steuerparameter
31: Originäres Aktuatormodell
32: Anlaufstrom
33: Leerlaufstrom
34: Lösestrom
35: Abschaltstrom
36: Gegeninduktion
37: Programmcode
38: Prozessoreinrichtung
39: Falschverbau (Signal)
A: Aktuatormodell
ABC: Modellangabe
B: Aktuatormodell
CON: Anschlusseinrichtung
I: Versorgungsstrom
T: Toleranzbereich

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Steuervorrichtung (4) für eine Aktuatoreinheit (6) einer elektromechanischen Bremse (3) eines Kraftfahrzeugs (1), wobei zum Spannen (15) und/oder zum Lösen (23) der Bremse (3) jeweils in einem Betriebslauf durch die Steuervorrichtung (4) die Aktuatoreinheit (6) elektrisch betrieben und währenddessen zumindest ein Messwert (22) zumindest einer elektrischen Größe (I) erfasst wird und in Abhängigkeit von dem zumindest einen Messwert (22) anhand einer Kennlinie (16, 16') der Aktuatoreinheit (6) ein aktueller Stellzustand der Aktuatoreinheit (6) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass - für eine Erkennung eines Aktuatormodells (A, B) der Aktuatoreinheit (6) zumindest eine Modellangabe (ABC) bereitgestellt wird und jeder Modellangabe (ABC) zumindest ein Aktuatorkennwert (28) zugeordnet ist, und - in zumindest einem Test-Betriebslauf durch die Steuervorrichtung (4) die Aktuatoreinheit (6) betrieben und der zumindest eine Messwert (22) der zumindest einen elektrischen Größe erfasst wird, und - aus der zumindest einen Modellangabe (ABC) eine solche ausgewählt wird, deren zugeordneter zumindest eine Aktuatorkennwert (28) ein vorbestimmtes Übereinstimmungskriterium (T) bezüglich des zumindest einen erfassten Messwerts (2) erfüllt, und - die ausgewählte Modellangabe (ABC) als das erkannte Aktuatormodell (A, B) ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei zu jedem Aktuatormodell (A, B) jeweils als Aktuatorkennwert (28) zumindest einer der folgenden bereitgestellt wird: ein Anlaufstrom (32), ein Leelaufstrom (33), ein Lösestrom (34), ein Abschaltstrom (35), eine Gegeninduktion (36) eines Elektromotors (11) der Aktuatoreinheit (6) beim Stoppen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Falschverbau (29) signalisiert wird, falls kein Aktuatormodell (A, B) erkannt wird, und/oder wobei zumindest eine Sollmodellangabe (31) vorgegeben wird und, falls das erkannte Aktuatormodell (A, B) von jeder Sollmodellangabe (31) verschieden ist, der Falschverbau (29) signalisiert wird.
Verfahren nach einen der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch die Steuervorrichtung (4) anhand des erkannten Aktuatormodells (A, B) eine bestimmungsgemäße Einbauposition der Aktuatoreinheit (6) ermittelt und die bestimmungsgemäße Einbauposition mit einer anhand einer Anschlussleitung (5) identifizierten Istposition verglichen wird und bei einem Unterschied zwischen der bestimmungsgemäßen Einbauposition und der Istposition signalisiert wird, dass die Aktuatoreinheit (6) an einer falschen Einbauposition eingebaut ist.
Verfahren nach einen der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch die Steuervorrichtung (4) zu dem erkannten Aktuatormodell (A, B) zumindest ein vorbestimmter Steuerparameter (30) zum Steuern der Aktuatoreinheit (6) eingestellt und in zumindest einem zukünftigen Betriebslauf die Aktuatoreinheit (6) auf der Grundlage des eingestellten zumindest einen Steuerparameters (30) angesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei aus der Kennlinie (16, 16') der aktuell eingebauten Aktuatoreinheit (6) oder aus zumindest einem Messwert (22) eines Betriebslaufs der zumindest eine Aktuatorkennwert (28) für ein ursprüngliches Aktuatormodell (31) gebildet wird und zu einem späteren Zeitpunkt anhand des zumindest einen Aktuatorkennwerts (28) des ursprünglichen Aktuatormodells (31) erkannt wird, dass die Aktuatoreinheit (6) ausgetauscht worden ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kennlinie (16, 16') der Aktuatoreinheit (6) auf der Grundlage des erkannten Aktuatormodells (A, B) ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für das erkannte Aktuatormodell (A, B) eine mittels zumindest eines Parameterwerts parametrierbare Kennlinie bereitgestellt wird und der zumindest eine Parameterwert in Abhängigkeit von dem zumindest einen Messwert (22) zumindest eines Kalibrier-Betriebslaufs eingestellt wird und die parametrierte Kennlinie als die Kennlinie (16, 16') der Aktuatoreinheit (6) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Überprüfen des Übereinstimmungskriteriums (T) auch eine Umgebungseigenschaft, insbesondere eine Lufttemperatur und/oder eine Bremsentemperatur und/oder eine Luftfeuchtigkeit, berücksichtigt wird.
Steuervorrichtung (4) für eine Aktuatoreinheit (4) einer elektromechanischen Bremse (3) eines Kraftfahrzeugs (1), aufweisend: - eine Anschlusseinrichtung (CON) zum Anschließen einer Anschlussleitung (5) zum Versorgen der Aktuatoreinheit (6) mit elektrischer Leistung für einen Betriebslauf, - eine Prozessoreinrichtung (38), die Programmcode (37) aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung (38) ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
Kraftfahrzeug (1) mit zumindest einer elektromechanischen Bremse (3), wobei jede Bremse (3) zum Empfangen von elektrischer Leistung über eine jeweilige Anschlussleitung (5) mit einer Steuervorrichtung (4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (4) gemäß Anspruch 10 ausgestaltet ist.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 11, wobei mehrere Bremsen bereitgestellt sind und jede Bremse eine Aktuatoreinheit mit einer Kennlinie aufweist, wobei die Kennlinien sich in zumindest einem Kennwert unterscheiden.