DE102024106476A1

DE102024106476A1 - Verfahren zum Bestimmen der Motorkonstanten eines Elektromotors einer elektromechanischen Feststellbremse, Regelungsverfahren für den Betrieb eines Antriebs einer elektromechanischen Feststellbremse und elektromechanische Feststellbremse

Info

Publication number: DE102024106476A1
Application number: DE102024106476.5A
Authority: DE
Inventors: Benedikt Ohlig; Erwin Michels
Original assignee: ZF Active Safety GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2024-03-06
Filing date: 2024-03-06
Publication date: 2025-09-11
Also published as: US20250282338A1

Abstract

Es wird ein Verfahren (86) zum Bestimmen der Motordrehzahlkonstanten eines Elektromotors (44) einer elektromechanischen Feststellbremse (12) vorgestellt, ein Regelungsverfahren (68) für den Betrieb eines Antriebs (42) einer elektromechanischen Feststellbremse (12) und eine elektromechanische Feststellbremse (12) mit einer elektronischen Steuerung (64) und einem Antrieb (42). Die elektromechanische Feststellbremse (12) ist in eine hydraulische Betriebsbremse (14) integriert. Eine Spindelmutter (34) der elektromechanischen Feststellbremse (12) ist zumindest teilweise innerhalb eines hydraulisch betätigbaren Betätigungskolbens (24) einer Bremsvorrichtung (10) so verschieblich angeordnet, dass die Spindelmutter (34) gegen den Betätigungskolben (24) verfahrbar ist. Vor der Bestimmung der Motordrehzahlkonstanten, dann, wenn eine erforderliche Leerlaufdistanz zwischen der Spindelmutter (34) und dem Betätigungskolben (24) nicht vorhanden ist, wird der hydraulisch betätigbare Betätigungskolben (24) der Bremsvorrichtung (10) mit einer Hydraulikflüssigkeit entsprechend einem Leerlaufdistanzdruck beaufschlagt und zumindest die Leerlaufdistanz eingestellt. Anschließend wird der Elektromotor (44) bestromt und eine Messfahrt innerhalb der Leerlaufdistanz ausgeführt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Motorkonstanten eines Elektromotors einer elektromechanischen Feststellbremse, ein Regelungsverfahren für den Betrieb eines Antriebs einer elektromechanischen Feststellbremse und eine elektromechanische Feststellbremse mit einer Steuerung und einem Antrieb.
Elektromechanische Feststellbremsen kommen heutzutage vielfach zum Einsatz, beispielsweise als zu einer hydraulischen Betriebsbremse komplementäre Komponente einer Bremsvorrichtung (Fahrzeugbremse). Die elektromechanischen Feststellbremsen dienen dabei als Bremsvorrichtungen, die einen Reibschluss von Bremsbelägen mit einer Bremsscheibe dauerhaft gewährleisten können, selbst wenn beispielsweise der Druck eines Hydraulikkreislaufs nicht vorhanden ist, z. B. beim Abstellen und Parken des Fahrzeugs.
Die elektromechanische Feststellbremse kann in einigen Ausführungsformen eine Spindelanordnung mit einer Mutter-/Spindel-Kombination aufweisen. Die elektromechanische Feststellbremse kann dann in eine hydraulische Betriebsbremse integriert sein. Eine Spindelmutter der elektromechanischen Feststellbremse kann dann zumindest teilweise innerhalb eines hydraulisch betätigbaren Bremskolbens (Hohlkolben) der Betriebsbremse der Bremsvorrichtung (Fahrzeugbremse) derart verschieblich angeordnet sein, dass die Spindelmutter gegen den Bremskolben verfahrbar ist. Beispielsweise kann eine Rotation der Spindel eine Translation der Spindelmutter entlang einer Verlagerungsachse zur Folge haben, sodass effektiv ein Verfahrweg für die Spindelmutter der Feststellbremse gewährleistet wird. Die Rotation der Spindel kann dabei insbesondere durch einen Elektromotor bewirkt werden. Als Folge kann die Spindelmutter nach Erreichen eines Kontaktpunkts auf einen Bremskolben der Bremsvorrichtung einwirken (mit dem Bremskolben in Eingriff treten), die die elektromechanische Feststellbremse und die hydraulische Betriebsbremse umfasst. Dadurch kann der Bremskolben in Richtung der Bremsscheibe der Bremsvorrichtung verfahren werden, wodurch ein mit dem Bremskolben gekoppelter Bremsbelag am Abstützpunkt in Reibschluss mit der Bremsscheibe gebracht werden kann.
In einigen Ausführungsformen kann die Spindelmutter nahe dem Kolbenboden des Bremskolbens positioniert sein, z. B. bei gefordertem, geringem Lüftspiel (kleinen Spalten/Spaltmaßen). Dann kann die Spindelmutter, beispielsweise bei nicht optimaler Ausrichtung, immer im Kontakt mit dem Bremskolben stehen, wodurch Restschleifmomente begründet sein können. Beispielsweise können die Bremsbeläge in einigen Ausführungen auch aufgrund von starken Federelementen dauerhaft gegen die Spindelmutter gedrückt werden.
In diesen Konstellationen kann es vorkommen, dass eine Mindestwegstrecke zur Ausführung einer Referenzfahrt anhand des Elektromotors im Leerlauf, um die Feststellbremse anhand eines Regelungsverfahrens zu justieren oder um Regelungsparameter des der Feststellbremse zugrundeliegenden Antriebs zu ermitteln, nicht gewährleistet werden kann. Anders ausgedrückt kann das Spaltmaß zwischen der Spindelmutter und dem Bremskolben derart klein sein, dass kein ausreichender Verfahrweg für den Elektromotor bzw. die Spindelmutter im Leerlauf gewährleistet werden kann, entlang dem nur ausschließlich vernachlässigbare Reibmomente auftreten. Vielmehr können Restschleifmomente dazu führen, dass nicht zulässig von einem drehmomentlosen Leerlauf des Elektromotors ausgegangen werden darf. Die Ausführung eines Regelungsverfahrens würde dann zu einer fehlerhaften Ermittlung der Motordrehzahlkonstanten k_E und in der Folge zu einer fehlerhaften Ermittlung weiterer Antriebsparameter führen, wie beispielsweise dem Gesamtwiderstand R_ges des Antriebs.
Aus diesem Grund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die diesbezüglichen Nachteile des Stands der Technik auszuräumen oder zumindest zu verringern. Insbesondere besteht ein Bedürfnis dafür, eine elektromechanische Feststellbremse derart bereitstellen zu können, dass die zulässigen Voraussetzungen für die Durchführung eines Regelungsverfahrens in Form eines (im Wesentlichen) reibungsfreien Mindestverfahrwegs gewährleistet werden können.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, von denen jeder für sich oder in (Sub-)Kombination Aspekte der Erfindung darstellen kann. Einzelne Aspekte sind in Bezug auf Vorrichtungen, andere in Bezug auf Verfahren dargestellt. Die Merkmale und Vorteile sind aber jeweils in entsprechend korrespondierender Weise zu übertragen.
Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zum Bestimmen der Motorkonstanten eines Elektromotors einer elektromechanischen Feststellbremse bereitgestellt. Die elektromechanische Feststellbremse ist in eine hydraulische Betriebsbremse (auch Fahrzeugbremse genannt) integriert. Eine Spindelmutter der elektromechanischen Feststellbremse ist zumindest teilweise innerhalb eines hydraulisch betätigbaren Bremskolbens (auch Betätigungskolbens genannt) der Bremsvorrichtung so verschieblich angeordnet, dass die Spindelmutter gegen den Bremskolben (Betätigungskolben) verfahrbar ist. Vor der Bestimmung der Motordrehzahlkonstanten k_E wird dann, wenn eine erforderliche Leerlaufdistanz zwischen der Spindelmutter und dem Bremskolben nicht vorhanden ist, der hydraulisch betätigbare Bremskolben der Bremsvorrichtung mit einer Hydraulikflüssigkeit entsprechend einem Leerlaufdistanzdruck beaufschlagt und zumindest die Leerlaufdistanz eingestellt. Anschließend wird der Elektromotor bestromt und eine Messfahrt innerhalb der Leerlaufdistanz ausgeführt.
Das bedeutet, dass die hydraulische Betriebsbremse der Bremsvorrichtung genutzt werden kann, um die Voraussetzungen dafür zu gewährleisten, dass das zuvor skizzierte Regelungsverfahren basierend auf einer durch einen Hydraulikdruck für die Spindelmutter gewährleisteten Leerlaufdistanz ausgeführt werden kann. Es kann also ein ausreichendes Spaltmaß zwischen dem hydraulisch betätigbaren Bremskolben (auch Betätigungskolben genannt) und der Spindelmutter erzeugt werden, damit der Mindestverfahrweg gewährleistet werden kann, der benötigt wird, um den Elektromotor im Leerlauf hinsichtlich seiner Drehzahl und der induzierten Gegenspannung auszuwerten. Während des Leerlaufs bewegt sich die Spindelmutter entsprechend der durch den sich im Leerlauf befindlichen Elektromotor bewirkten Messfahrt. So können selbst im Fall von durch entsprechend starke Federn beaufschlagten Bremskolben ausreichende Leerlaufdistanzen für die Spindelmutter gewährleistet werden, damit ein Regelungsverfahren zur Bestimmung der Parameter des Antriebs der Feststellbremse ausgeführt werden kann. In der Folge wird dadurch die Präzision der Regelung der elektromechanischen Feststellbremse erhöht.
Die Leerlaufdistanz kann vorliegend als Mindestdistanz (Mindestspaltmaß) zwischen der Spindelmutter und dem Bremskolben verstanden werden, die benötigt wird, damit der Elektromotor entsprechend einem Leerlauf über eine ausreichende Distanz verfahren werden kann, beispielsweise um die induzierte Gegenspannung und die Drehzahl des Elektromotors im Leerlauf bestimmen zu können. Der Elektromotor wird während des Leerlaufs bei der Ausführung des Regelungsverfahrens in Richtung des Zuspannzustands verfahren.
Der Leerlaufdistanzdruck ist hier als derjenige Druck zu verstehen, der ausreichend ist, um die Leerlaufdistanz zwischen der Spindelmutter und dem hydraulisch betätigbaren Bremskolben zu gewährleisten.
Bevorzugt ist der Leerlaufdistanzdruck im Betrieb einstellbar. Dadurch kann gewährleistet werden, dass eine ausreichende Leerlaufdistanz auch für den Fall sich ändernder Betriebsparameter der Bremsvorrichtung und insbesondere der elektromechanischen Feststellbremse gewährleistet werden kann. Die Variabilität der Bremsvorrichtung wird dadurch erhöht, sodass das Verfahren und auch das skizzierte Regelungsverfahren robuster gegenüber Einflüssen auf die Bremsvorrichtung sind, beispielsweise Alterungseffekten oder einer Bremsbelagabnutzung.
Optional ist die Leerlaufdistanz größer als ein vorgegebener oder während des Betriebs einstellbarer Schwellenwert. Dadurch wird die Variabilität des Verfahrens noch erhöht, da die Leerlaufdistanz entsprechend den gewünschten Eigenheiten variiert werden kann. Beispielsweise kann für bestimmte Betriebsszenarien der Bremsvorrichtung gewünscht sein, dass die Leerlauflaufdistanz größer ist als es für andere Betriebszenarien erforderlich ist.
In einigen Ausführungsformen wird der Leerlaufdistanzdruck basierend auf dem Schwellenwert eingestellt. Da der Leerlaufdistanzdruck Einfluss auf die infolge der Ausübung des Leerlaufdistanzdrucks bewirkte Leerlaufdistanz hat, kann der Leerlaufdistanzdruck, infolge einer Variation des für die Leerlaufdistanz vorgesehenen Schwellenwerts, bedarfsgerecht gewählt werden. So kann gewährleistet werden, dass immer eine Leerlaufdistanz bewirkt wird, die größer als der vorgegebene Schwellenwert ist.
Bevorzugt wird ein vor der Ausführung des Verfahrens bereits auf den Bremskolben mittels der Hydraulikflüssigkeit ausgeübter Betriebsdruck unter Berücksichtigung des Leerlaufdistanzdrucks während des Verfahrens aufrechterhalten. Da die Bremsvorrichtung sowohl die hydraulische Betriebsbremse als auch die elektromechanische Feststellbremse aufweist, kann es natürlich vorkommen, dass die hydraulische Betriebsbremse bereits betätigt ist, bevor die Leerlaufdistanz zur Ausübung des skizzierten Regelungsverfahrens gewährleistet werden soll. Die Betätigung der hydraulischen Betriebsbremse geht einher mit einem auf den Bremskolben einwirkenden, von der Hydraulikflüssigkeit ausgeübten Betriebsdruck. In diesem Fall dient der bereits ausgeübte Betriebsdruck als Basiswert, der zusätzlich um den Leerlaufdistanzdruck erhöht wird, damit die Leerlaufdistanz für die Spindelmutter gegenüber dem Bremskolben gewährleistet werden kann. So ermöglicht es das vorliegende Verfahren, die gewünschte Funktionsweise der hydraulischen Betriebsbremse aufrechtzuerhalten, obwohl die Leerlaufdistanz gewährleistet wird, damit das skizzierte Regelungsverfahren ausgeübt werden kann. Die Funktionalität des Verfahrens und des skizzierten Regelungsverfahrens wird dadurch erhöht.
Optional wird der Elektromotor nach Erreichen des Schwellenwerts auf eine Mindestleerlaufdrehzahl hochgefahren und wird eine durch einen Leerlauf des Elektromotors induzierte Gegenspannung gemessen. Zusätzlich kann die Drehzahl des im Leerlauf befindlichen Elektromotors erfasst werden, beispielsweise anhand eines Asynchronzählers. Dies ermöglicht es, die Motordrehzahlkonstante k_E zu ermitteln. Auf Basis der Motordrehzahlkonstante k_E kann dann, wie weiter unten erläutert, der Gesamtwiderstand R_ges des Antriebs bestimmt werden, der den Elektromotor aufweist. Vorteilhaft kann der Gesamtwiderstand des Elektromotors der elektromechanischen Feststellbremse ermittelt werden, ohne dass dazu ein Drehzahlsensor erforderlich ist.
In einigen Ausführungsformen wird der Elektromotor nach einem Hochfahren des Elektromotors auf die Mindestleerlaufdrehzahl und einem Messen der induzierten Gegenspannung unbestromt (nicht mehr weiter bestromt). Der Elektromotor dreht danach noch weiter aufgrund seiner Trägheit. Dadurch kann die Messpause für den Leerlauf des Elektromotors verlängert werden. So sind die Bestimmung der Motordrehzahlkonstanten k_E und damit auch des Gesamtwiderstands R_ges mit höherer Präzision möglich.
Bei dem Elektromotor kann es sich insbesondere um einen permanent erregten Gleichstrommotor handeln.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird auch eine Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt, die eine hydraulisch betätigbare Betriebsbremse, eine elektromechanische Feststellbremse und eine elektronische Steuerung aufweist, und bei der die elektronische Steuerung eingerichtet ist, das Verfahren wie zuvor erläutert auszuführen.
Bei der Regelung von elektromechanischen Feststellbremsen führen Fertigungstoleranzen oder auch Abnutzungen der Bremsbeläge dazu, dass sich das Lüftspiel, also die Gesamtheit aller Luftspalte (im Allgemeinen: Spaltmaße) zwischen verschiedenen Komponenten der hydraulischen Betriebsbremse, während des Betriebs der Fahrzeugbremse verändern können. Beispielsweise kann sich der Spalt zwischen der Reibseite des Bremsbelags und der Bremsscheibe aufgrund der Abnutzung eines Bremsbelags im Laufe der Zeit vergrößern. Dies führt dazu, dass der Reibschluss im Falle der Nutzung der Feststellbremse erst nach einem größeren Stellweg der elektromechanischen Feststellbremse gewährleistet wird. Dadurch ist der Komfort für den Nutzer reduziert, da sich durch den größeren Spalt sowohl die Ansprechzeit der Feststellbremse erhöht, als auch die auftretenden Reibmomente variieren können.
Um derartige Effekte zu kompensieren, sind Verfahren zum Betrieb des Antriebs, der die Feststellbremse aufweist, angedacht, bei denen derartige Effekte möglichst kompensiert werden sollen. Beispielsweise ist es bekannt, aus einem Stromsignal und einem Spannungssignal des der Feststellbremse zugrundeliegenden Elektromotors ein kombiniertes Signal zu bestimmen, dessen Signaloszillationen beurteilt werden, um daraus ein Drehwinkelsignal des Elektromotors zu ermitteln. So kann die Drehzahl des Elektromotors bestimmt werden, wodurch der Antrieb der Feststellbremse geregelt werden kann.
Bei diesen Ansätzen wird aber von vorbestimmten Gesamtwiderständen des jeweiligen Antriebs, der den Elektromotor der elektromechanischen Feststellbremse aufweist, ausgegangen. Da der Gesamtwiderstand ebenfalls Einfluss auf die tatsächliche Motordrehzahl des Elektromotors hat, kann es durch Herstellungstoleranzen oder auch infolge von Alterungsprozessen dazu kommen, dass der angenommene Gesamtwiderstand des jeweiligen Antriebs nicht mehr dem tatsächlichen Gesamtwiderstand des Antriebs entspricht. Dadurch ist die Präzision der Regelung des Antriebs, der die elektromechanische Feststellbremse umfasst, limitiert. Dies führt dazu, dass die elektromechanische Feststellbremse keine gleichbleibenden gewünschten Bremsparameter, wie beispielsweise Stellweg oder Ansprechzeit, aufweist.
Der Erfindung liegt daher auch die weitere Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Stands der Technik auszuräumen oder zumindest zu verringern. Insbesondere soll eine Möglichkeit geschaffen werden, eine elektromechanische Feststellbremse präziser als bisher regeln zu können, sodass der Komfort für den Nutzer erhöht ist.
Die Aufgabe wird durch die nachfolgend erläuterten Techniken gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, von denen jeder für sich oder in (Sub)Kombination Aspekte der Erfindung darstellen kann. Einzelne Aspekte sind in Bezug auf Vorrichtungen, andere in Bezug auf Verfahren dargestellt. Die Merkmale und Vorteile sind aber jeweils in entsprechend korrespondierender Weise zu übertragen.
Gemäß einem Aspekt wird ein Regelungsverfahren für den Betrieb eines Antriebs einer elektromechanischen Feststellbremse bereitgestellt. Der Antrieb weist einen Elektromotor auf und ist mit einer Spannungsquelle gekoppelt. Das Regelungsverfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:

Eine Motordrehzahl und ein erster Spannungswert einer induzierten Gegenspannung werden im Leerlauf des Elektromotors (Generatorbetrieb des Elektromotors) erfasst.

Eine Motordrehzahlkonstante im Leerlauf wird mittels einer elektronischen Steuerung basierend auf der Motordrehzahl und dem ersten Spannungswert der induzierten Gegenspannung ermittelt.
Ein Gesamtwiderstand des Antriebs wird mittels der elektronischen Steuerung basierend auf einem zweiten Spannungswert einer durch die Spannungsquelle bereitgestellten Versorgungsspannung und einem Stromwert des sich im Leerlauf im Antrieb einstellenden Phasenstroms bestimmt.
Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, den Gesamtwiderstand des Antriebs zu bestimmen, ohne dass dieser als feststehend angenommen werden muss. Vorteilhafterweise werden dazu lediglich wenig erfasste Parameter des Antriebs benötigt. Der so bestimmte Gesamtwiderstand ermöglicht es dann, die Präzision bei der Regelung des Antriebs gegenüber bisherigen Ansätzen zu erhöhen, da der Gesamtwiderstand über verhältnismäßig lange Zeiträume als konstant angenommen werden kann. Das vorliegende Regelungsverfahren setzt insbesondere keine Annahme des Werts des Gesamtwiderstands des Antriebs voraus, sondern gewährleistet, dass der Gesamtwiderstand während eines Betriebs des Elektromotors des Antriebs im Leerlauf aus den intrinsischen Parametern des Antriebs bestimmt werden kann. So können insbesondere Abweichungen kompensiert werden, die beispielsweise durch Herstellungstoleranzen begründet sind. Zudem kann die Anpresskraft der elektromechanischen Feststellbremse präziser als bisher eingestellt werden. Auch können Restschleifmomente vermieden werden. Zusätzlich benötigt die Regelung des Antriebs der elektromechanischen Feststellbremse dann auch nicht die wiederholte Auswertung der Signaloszillationen von kombinierten Strom- und Spannungssignalen. Dadurch ist der Aufwand für den Betrieb des Antriebs gegenüber bisherigen Ansätzen reduziert, da das vorliegende Regelungsverfahren mit einer gegenüber bekannten Ansätzen reduzierten Rechenleistung und geringerem Speicherplatzbedarf auskommt.
Unter dem Leerlauf des Elektromotors kann vorliegend ein Betrieb des Elektromotors bei einer Leerlaufdrehzahl verstanden werden, bei der der Elektromotor aber kein signifikantes mechanisches Drehmoment auf eine andere Komponente ausübt (Generatorbetrieb des Elektromotors). Das bedeutet, dass der Rotor des Elektromotors nicht derart im mechanischen Eingriff mit einer anderen Komponente steht, dass dadurch ein nicht mehr zu vernachlässigendes mechanisches Drehmoment verursacht werden würde. Es können im Generatorbetrieb jedoch (vernachlässigbare) Reibmomente auftreten, beispielsweise begründet durch die Translation einer mit dem Elektromotor gekoppelten Komponente, wie z. B. einer Spindelmutter.
Bevorzugt kann sich zumindest eine mit dem Elektromotor gekoppelte Komponente oder eine Komponente des Elektromotors selbst im Leerlauf in Richtung des Zuspannzustands der elektromechanischen Feststellbremse bewegen. Die Bewegung der entsprechenden Komponente verursacht aber, mit Ausnahme von zu vernachlässigenden Reibmomenten (damit ist kein Reibmoment gemeint, das beim Reibschluss des Bremsbelags mit einer Bremsscheibe auftritt), keine signifikanten mechanischen Drehmomente.
Unter dem Zuspannzustand der elektromechanischen Feststellbremse ist ein Eingriff zumindest eines Bremsbelags mit einer Bremsscheibe zu verstehen. Während der Ausführung des Leerlaufs tritt dieser Reibschluss (und damit des Zuspannzustands) jedoch noch nicht auf. Insgesamt wird dadurch also die elektromechanische Feststellbremse (auch Parkbremse genannt) in Richtung des Zuspannzustands während des hier erwähnten Leerlaufs verfahren.
Sobald sich der Elektromotor bewegt, wird im Elektromotor in Abhängigkeit der Drehzahl des Elektromotors eine Gegenspannung induziert. Diese führt im Allgemeinen dazu, dass die tatsächlich im Elektromotor wirkende Spannung nicht mit der von dem Elektromotor aufgenommenen elektrischen Spannung übereinstimmt. Vielmehr ist die aufgenommene elektrische Spannung um die induzierte Gegenspannung wirksam reduziert. Die aufgenommene elektrische Spannung wird dabei durch einen Versorgungsschaltkreis des Antriebs gewährleistet, der den Elektromotor aufweist. Beispielsweise kann der Versorgungsschaltkreis die Spannungsquelle aufweisen und mit dem Elektromotor gekoppelt sein.
Unter der elektronischen Steuerung kann vorliegend eine Steuervorrichtung verstanden werden, die zumindest eine Datenverarbeitungsvorrichtung aufweist.
Die elektronische Steuerung kann Sensoren aufweisen oder zumindest damit gekoppelt sein, um Parameter bei der Ansteuerung des Elektromotors erfassen zu können, beispielsweise Spannungswerte oder Phasenstromwerte.
Unter dem Gesamtwiderstand des Antriebs kann vorliegend insbesondere eine Summe aus einem Vorwiderstand und einem effektiven elektrischen Ankerwiderstand des Versorgungsschaltkreises hinsichtlich des Elektromotors selbst verstanden werden. Der Vorwiderstand umfasst dabei insbesondere Widerstände von Leitungen, Filtervorrichtungen und Komponenten des Versorgungschaltkreises des Antriebs, der benötigt wird, um den Elektromotor mit entsprechenden Spannungen zu versorgen, sodass sich effektive Phasenströme im Elektromotor einstellen.
In einigen Ausführungsformen wird für die Bestimmung des Gesamtwiderstand angenommen, dass die Motordrehzahlkonstante k_E des Elektromotors im Generatorbetrieb der elektromechanischen Feststellbremse und die Motordrehmomentkonstante k_M (im Motorbetrieb des Elektromotors) übereinstimmen, also: k_E = k_M. Dadurch ist die Bestimmung des Gesamtwiderstandes des Antriebs vorteilhaft vereinfacht.
Bevorzugt wird die Motordrehzahl ω_RC im Leerlauf mittels eines Asynchronzählers (auch Ripple Counter genannt) während einer Messpause erfasst. Während der Messpause wird also der Verlauf der induzierten Gegenspannung U_ind für eine Zeitspanne bestimmt. Der erfasste Signalverlauf der induzierten Gegenspannung U_ind wird dann von der elektronischen Steuerung hinsichtlich der lokalen Maxima oder Minima, die durch die relativen Stellungen der Rotorpole zu den Statorpolen bestimmt sind (beispielsweise Überdeckung vs. keine Überdeckung), ausgewertet. In Kenntnis der Zeitspanne der Messpause kann so die Motordrehzahl ω_RC ermittelt werden, ohne dass dazu ein Drehzahlsensor benötigt werden. Dadurch ist der Aufbau des Antriebs vorteilhaft sehr kompakt und weniger komplex. Da während des Leerlaufs kein mechanisches Drehmoment durch den Elektromotor ausgeübt wird (oder nur ein zu vernachlässigendes), kann die Motordrehzahlkonstante k_E dann vorteilhaft sehr effizient bestimmt werden als: $k_{E} = \frac{U_{i n d}}{ω_{R C}} .$
In einigen Ausführungsformen kann der Asynchronzähler als Teil der elektronischen Steuerung ausgebildet sein. Generell kann der Asynchronzähler auch separat zur elektronischen Steuerung sein und die entsprechenden Zählwerte an die elektronische Steuerung übermitteln.
Unter der Annahme, dass die Motordrehzahlkonstante k_E (im Generatorbetrieb des Elektromotors) mit der Motordrehmomentkonstante k_M (im Motorbetrieb des Elektromotors) übereinstimmt, kann dann der Gesamtwiderstand R_ges des Antriebs unter Berücksichtigung des Spannungswerts der Spannungsquelle U_ECU bestimmt werden: $R_{g e s} = R_{V} + R_{A} = \frac{U_{E C U} - U_{i n d}}{I_{A}} .$
Mit R_V wird dabei ein Vorwiderstand bezeichnet, der durch den elektronischen Versorgungsschaltkreis zur Ansteuerung des Elektromotors begründet ist. Demgegenüber bezeichnet R_A den intrinsischen Ankerwiderstand des Versorgungsschaltkreises hinsichtlich des Elektromotors, der beispielsweise durch Leitungswiderstände der Wicklungen des Elektromotors begründet sein kann. Vorliegend wird davon ausgegangen, dass der sich im Elektromotor einstellende Phasenstrom I_A zeitlich konstant ist $(\frac{d i_{A} (t)}{d t} = 0),$ was dadurch begründet ist, dass der Elektromotor im Leerlauf ist und kein zu berücksichtigendes mechanisches Drehmoment bewirkt. Hierbei bezeichnet i_A die zeitlich variable Größe des sich im Elektromotor einstellenden Phasenstroms.
Optional beträgt die Messpause zwischen 50 msec. und 30 sec., vorzugweise zwischen 100 msec. und 25 sec., weiter vorzugsweise zwischen 200 msec. und 20 sec. Das zeigt, dass nur eine sehr kurze Messpause benötigt wird, um das vorliegende Regelungsverfahren anwenden zu können. Beispielsweise kann ein Stillstand des Fahrzeugs genutzt werden, um die Messpause für das Regelungsverfahren vorzusehen und die entsprechende Bestimmung der Motordrehzahl und der induzierten Gegenspannung zu ermöglichen.
Bevorzugt werden zumindest der bestimmte Gesamtwiderstand R_ges des Antriebs und die ermittelte Motordrehzahlkonstante k_E im Zuspannzustand des Elektromotors in der elektronischen Steuerung genutzt, um die Motordrehzahl ω des Elektromotors im Zuspannzustand zu ermitteln. In guter Näherung kann hier für die Drehzahlbestimmung im Zuspannzustand der elektromechanischen Feststellbremse (zumindest über vorbestimmte Zeiträume hinaus) genutzt werden, dass der Gesamtwiderstand des Antriebs zeitlich konstant ist. Insbesondere kann genutzt werden, dass der Gesamtwiderstand des Antriebs während der Realisierung des Zuspannzustands der elektromechanischen Feststellbremse aus dem Leerlauf heraus konstant ist. Diese Annahme ist dadurch begründet, dass sich die Temperatur des Motors und des Versorgungsschaltkreises des Elektromotors während der Realisierung des Zuspannzustands und während der Messpause zur Bestimmung der Motordrehzahl im Leerlauf nur vernachlässigbar ändert. Zudem wird genutzt, dass die Motordrehzahlkonstante k_E im Generatorbetrieb des Elektromotors und die Motordrehmomentkonstante k_M im Motorbetrieb übereinstimmen. Als Folge kann die Drehzahl des Elektromotors auch ohne Drehzahlsensor effizient und präzise bestimmt werden. Dadurch wird ein kompaktes und präzises Regelungsverfahren zur Steuerung des Elektromotors ermöglicht.
Optional werden bei der Ermittlung der Motordrehzahl ω des Elektromotors im Zuspannzustand zusätzlich zumindest der zweite Spannungswert der durch die Spannungsquelle bereitgestellten Versorgungsspannung U_ECU und der Stromwert des sich im Zuspannzustand des Elektromotors im Antrieb einstellenden Phasenstroms i_A berücksichtigt. Das bedeutet, dass zur Drehzahlbestimmung höchstens noch wenige, einfach und präzise zu erfassende Parameter detektiert werden müssen. Die Drehzahl des Elektromotors kann dann effizient bestimmt werden über: $ω = \frac{U_{E C U} - i_{A} \cdot R_{g e s}}{k_{M}} .$
So kann die Motordrehzahl des Elektromotors der elektromechanischen Feststellbremse auch für den Zuspannzustand der elektromechanischen Feststellbremse sehr effizient bestimmt werden. Dies wird ermöglicht, obwohl der sich im Elektromotor einstellende Phasenstrom i_A und natürlich die bereitgestellte Versorgungsspannung U_ECU zeitlich variabel sind. Um diese Größen zu erfassen, weist die elektronische Steuerung entsprechende Sensoren auf oder ist damit gekoppelt. So wird ein robustes aber kompaktes Regelungsverfahren für den Antrieb der elektromechanischen Feststellbremse gewährleistet. Vorteilhaft ist der Rechenaufwand zur Ausführung des Regelungsverfahren gegenüber bekannten Ansätzen verringert. Zusätzlich ist es nicht erforderlich, dass ein Asynchronzähler fortlaufend genutzt wird, um Signale auszuwerten.
Infolge der Möglichkeit der Ermittlung der Drehzahl des Elektromotors, kann dadurch auch die relative Position des Rotors gegenüber dem Stator ermittelt werden, da der Drehwinkel des Rotors gegenüber dem Stator durch die Motordrehzahl in Abhängigkeit einer Referenzposition bestimmt ist. So wird die Präzision der Regelung des Elektromotors gegenüber bekannten Ansätzen verbessert.
In einigen Ausführungsformen wird mittels der elektronischen Steuerung auch ein Motordrehmoment M des Elektromotors zumindest basierend auf der ermittelten Motordrehmomentkonstanten k_M bestimmt: $M = k_{M} \cdot \sqrt{\frac{P}{R_{g e s}}}$
Dabei bezeichnet P die elektrische Leistung des Elektromotors, die sich aus den erfassten Parametern ermitteln lässt, beispielsweise anhand des sich im Elektromotor einstellenden Phasenstroms i_A, der bereitgestellten Versorgungsspannung U_ECU und der in Abhängigkeit der Drehzahl ω induzierten Gegenspannung U_ind. Im Zuspannzustand ist das vom Elektromotor erzeugte Motordrehmoment äquivalent zur ausgeübten Zuspannkraft F_Zuspann, mittels der die Reibbeläge auf die Bremsscheibe gepresst werden. Dadurch lässt sich die Regelung der Feststellbremse noch präziser durchführen.
Auf Basis der Bestimmung des Motordrehmoments M lässt sich auch der Abstützpunkt (auch „touch disc“-Punkt oder „Setpoint“ genannt) bestimmen, also der Punkt entlang des Verfahrwegs der elektromechanischen Feststellbremse, an dem ein zumindest mittelbarer Eingriff zwischen zumindest einer Komponente der Feststellbremse, beispielsweise einer Spindelmutter, mit der Bremsscheibe auftritt und ein nicht mehr zu vernachlässigendes Reibmoment erzeugt wird. Anders ausgedrückt werden am Abstützpunkt sämtliche Spaltmaße innerhalb der Bremsvorrichtung auf Null reduziert. Das Lüftspiel der Bremsvorrichtung ist dann überbrückt. Jede weitere Bewegung der Feststellbremse ausgehend von dem Abstützpunkt führt entsprechend zu einem Anpressen eines Bremsbelags an die Bremsscheibe und somit dem Verändern beziehungsweise Erzeugen einer Bremskraft. Typischerweise wirkt die Spindelmutter dabei auf einen Bremskolben ein, der mit einem Bremsbelag gekoppelt ist, und der am Abstützpunkt in Eingriff mit der Bremsscheibe tritt. Die Bestimmung des Abstützpunkts wird dadurch ermöglicht, dass sich die Charakteristik des Verlaufs des sich im Elektromotor einstellenden Phasenstroms infolge des Eingriffs mit der Bremsscheibe mit der Erzeugung von nicht mehr zu vernachlässigenden Reibmomenten signifikant ändert. Das bedeutet, dass der Phasenstrom in Abhängigkeit des Verfahrwegs unterschiedliche Steigungen beidseitig des Abstützpunkts aufweist. Dies verursacht ebenfalls eine signifikante Änderung des Motordrehmoments M des Elektromotors, sobald der Abstützpunkt erreicht wird. Infolge der Kenntnis der Lage des Abstützpunkts entlang des Verfahrwegs der elektromechanischen Feststellbremse, insbesondere einer Spindelmutter davon, kann die Regelung der elektromechanischen Feststellbremse präziser als bisher erfolgen. Beispielsweise kann dann gewährleistet werden, dass ein Lüftspiel der Bremsvorrichtung einen vorbestimmten Schwellenwert nicht überschreitet. Insbesondere können gewünschte Spaltmaße zwischen der Spindelmutter der elektromechanischen Feststellbremse und dem Boden des Bremskolbens einer hydraulischen Betriebsbremse im Rahmen der Regelung eingestellt und gewährleistet werden. So kann Einfluss auf die Ansprechzeit und den Stellweg der elektromechanischen Feststellbremse genommen werden.
Zudem ermöglicht die vorliegende Regelung auch den Maximalstrom des Phasenstroms i_A,Max des Antriebs und/oder das maximale Motordrehmoment M_Max zu bestimmen. Dabei kann berücksichtigt werden, dass der maximale, sich im Elektromotor einstellende Phasenstrom i_A,Max in Kenntnis des als konstant angenommenen Gesamtwiderstands R_ges des Antriebs in Abhängigkeit der bereitgestellten Versorgungsspannung U_ECU bestimmt werden kann. Dies braucht lediglich noch entsprechend der obigen Formel berücksichtigt werden, um das maximale Motordrehmoment M_Max zu bestimmen, woraus sich auch die maximal erreichbare Zuspannkraft F_Zuspann,Max ableiten lässt. Als Folge kann die Regelung der elektromechanischen Feststellbremse noch präziser als bisher erfolgen.
Optional kann das Regelungsverfahren wiederholt durchgeführt werden, um zumindest aktualisierte Werte des Gesamtwiderstands R_ges des Antriebs zu bestimmen. Beispielsweise können Alterungsprozesse dazu führen, dass sich der Gesamtwiderstand R_ges des Antriebs ändert. Durch wiederholte Ausführungen des skizzierten Regelungsverfahrens können aktualisierte Werte des Gesamtwiderstands R_ges bestimmt werden, sodass des Regelungsverfahren zum Betrieb der elektromechanischen Feststellbremse erneut, zumindest für einen gewissen Zeitraum, auf die hier skizzierte Weise durchgeführt werden kann, insbesondere kompakt, präzise und effizient.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird auch eine elektromechanische Feststellbremse mit einer elektronischen Steuerung und einem Antrieb bereitgestellt. Der Antrieb weist einen Elektromotor auf. Der Antrieb ist mit einer, eine Versorgungsspannung bereitstellenden Spannungsquelle koppelbar. Die elektronische Steuerung ist eingerichtet, das Regelungsverfahren wie zuvor erläutert auszuführen.
Die Vorteile, die durch das zuvor erläuterte Regelungsverfahren erzielt werden, werden auch durch die hier dargestellte Feststellbremse erreicht.
Bevorzugt umfasst die elektronische Steuerung zumindest eine Datenverarbeitungsvorrichtung.
Gemäß einem zusätzlichen Aspekt wird auch ein Fahrzeug mit einer zuvor erläuterten elektromechanischen Feststellbremse oder einer Bremsvorrichtung wie zuvor beschrieben bereitgestellt. Unter einem Fahrzeug kann insbesondere ein Landfahrzeug verstanden werden, nämlich unter anderem ein Gelände- oder Straßenfahrzeug, wie ein Personenkraftwagen, ein Bus, ein Lastkraftwagen oder ein anderes Nutzfahrzeug. Fahrzeuge können bemannt oder unbemannt sein. Fahrzeuge können zumindest teilweise elektrisch angetrieben sein.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Beispiels näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:

- 1 eine schematische Darstellung einer Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einer elektromechanischen Feststellbremse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
- 2 eine schematische Darstellung eines Ersatzschaltbildes des Antriebs der elektromechanischen Feststellbremse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
- 3 eine schematische Darstellung eines Regelungsverfahrens für den Betrieb eines Antriebs einer elektromechanischen Feststellbremse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, und
- 4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Bestimmen der Motordrehzahlkonstanten eines Elektromotors einer elektromechanischen Feststellbremse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Alle nachstehend in Bezug auf die Ausführungsbeispiele und/oder die begleitenden Figuren offengelegten Merkmale können allein oder in einer beliebigen Unterkombination mit Merkmalen der Aspekte der vorliegenden Offenbarung, einschließlich Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen, kombiniert werden, vorausgesetzt, die sich ergebende Merkmalskombination ist für einen Fachmann auf dem Gebiet der Technik sinnvoll.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Bremsvorrichtung 10 für ein Fahrzeug (auch Fahrzeugbremse genannt) mit einer elektromechanischen Feststellbremse 12 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Die Bremsvorrichtung 10 ist in mechanischer Hinsicht als allgemein bekannte Schwimmsattelbremse ausgebildet, wobei nur ausgewählte Komponenten der Bremsvorrichtung 10 dargestellt sind. Die Bremsvorrichtung umfasst neben der elektromechanischen Feststellbremse 12 auch eine hydraulisch betätigbare Betriebsbremse 14, die die elektromechanische Feststellbremse 12 zumindest teilweise umschließt, wie nachfolgend noch erläutert wird.
Die Bremsvorrichtung 10 weist ein Bremsengehäuse 16 in Form eines bekannten Bremssattels sowie eine drehfest mit einem (nicht dargestellten) Fahrzeugrad gekoppelte Bremsscheibe 18 auf. Der Bremsscheibe 18 liegen beidseitig Bremsbeläge 20, 20A, 20B (auch Reibbeläge genannt) gegenüber, die zum Erzielen einer Bremskraft in Anlage mit der Bremsscheibe 18 bringbar sind. Hierzu umfasst eine Betriebsbremse 14 der Bremsvorrichtung 10 einen in einer Bohrung 22 im Bremsengehäuse 16 aufgenommenen verlagerbaren Betätigungskolben 24 (auch Bremskolben genannt). Dieser ist als Hohlkolben ausgebildet und hat in seinem Inneren eine Hydraulikkammer 26. Unter Einleiten und Ablassen von Hydraulikfluid in die Hydraulikkammer 26 kann ein Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer 26 variiert und der Betätigungskolben 24 in allgemein bekannter Weise entlang einer Verlagerungsachse V bewegt werden. Eine Bewegung entlang der Verlagerungsachse V in 1 nach links entspricht dabei einem Bewegen in eine Zuspannrichtung Z der Bremsvorrichtung 10. Insgesamt können die Bremsbeläge 20 zum Erzielen einer Bremskraft somit in Anlage mit der Bremsscheibe 18 gebracht und bei Abbau des Hydraulikdrucks wieder von dieser gelöst werden, um die Funktion der Betriebsbremse 14 zu gewährleisten.
Zum Erzielen der gewünschten Rückbewegung des Betätigungkolbens 24 in seine Ausgangsposition nach Abbau des Hydraulikdrucks umfasst die Bremsvorrichtung 10 ferner eine schematisch angedeutete Dichtung 28. Diese ist in einer von der Bohrung 22 ausgehenden Nut 30 aufgenommen und liegt an einer Außenwand des Betätigungkolbens 24 an. Die Dichtung 28 stellt in allgemein bekannter Weise eine sogenannte „Rollback“-Funktion bereit, die unterstützend wirkt, um den Betätigungskolben 24 beim Abbau des Hydraulikdrucks in seine Ausgangsposition zurückzudrängen.
Die elektromechanische Feststellbremse 12 ist ebenfalls innerhalb der Hydraulikkammer 26 aufgenommen und kann sich zudem ebenfalls entlang der Verlagerungsachse V bewegen. Die Feststellbremse 12 ist in mechanischer Hinsicht erneut gemäß bekannten Lösungen ausgebildet und umfasst eine Aktoreinheit 32, die als Mutter/Spindel-Anordnung ausgebildet ist. Genauer gesagt umfasst die Aktoreinheit 32 eine Spindelmutter 34, die durch Rotation einer Spindel 36 translatorisch entlang der Verlagerungsachse V bewegbar ist. Hierbei ist die Spindelmutter 34 auch in Anlage mit einem Kolbenboden 38 bringbar, der als ein der Spindelmutter 34 gegenüberliegender sowie die Hydraulikkammer 26 begrenzender innerer Stirnwandbereich des Betätigungkolbens 24 ausgebildet ist.
Die Aktoreinheit 32 ist ferner über einen Kopplungsbereich 40 mit dem Bremsengehäuse 16 verbunden, wobei an dem Kopplungsbereich 40 ein schematisch dargestellter elektromotorischer Antrieb 42 von außen an das Bremsengehäuse 16 angeflanscht ist. Der Antrieb 42 umfasst zumindest einen Elektromotor 44. Mittels des Elektromotors 44 treibt der Antrieb 42 die Spindel 36 rotatorisch an, um die gewünschte Verlagerungsbewegung der Spindelmutter 34 entlang der Achse V zu gewährleisten.
Bei einem Nicht-Betätigen der Betriebsbremse 14 und der elektromechanischen Feststellbremse 12 liegen innerhalb der Bremsvorrichtung Spalte S zwischen verschiedenen Komponenten vor, die zum Erzielen einer Bremskraft überbrückt werden müssen. Diese betreffen (von links nach rechts): einen Spalt S zwischen dem Bremsengehäuse 16 und dem linken Bremsbelag 20A, einen Spalt S zwischen diesem linken Bremsbelag 20A und der Bremsscheibe 18, einen Spalt S zwischen dem rechten Bremsbelag 20B und der Bremsscheibe 18 und einen Spalt S zwischen dem Betätigungskolben 24 und dem rechten Bremsbelag 20B. Die elektromechanische Feststellbremse 12 muss zum Erzeugen von Bremskräften zusätzlich einen Spalt S zwischen der Spindelmutter 34 und dem Kolbenboden 38 des Betätigungskolbens 24 überwinden.
Die Spalte S zwischen den Bremsbelägen 20 und der Bremsscheibe 18 werden allgemein als „Lüftspiel“ oder „Bremsenlüftspiel“ bezeichnet, weshalb diese Spalte S zusätzlich mit dem Bezugszeichen L versehen sind. Das Lüftspiel L soll einen vorbestimmten Mindestwert einnehmen, um Restschleifmomente im Sinne eines ungewollten Anliegens der Bremsbeläge 20 an der Bremsscheibe 18 bei einer unbetätigten Bremsvorrichtung 10 zu vermeiden.
Bei dem Spalt S zwischen der Spindelmutter 34 und dem Kolbenboden 38 des Betätigungskolbens 24 handelt es sich um einen Sicherheitsabstand, weshalb dieser Spalt S zusätzlich mit dem Bezugszeichen X versehen ist. Der Sicherheitsabstand X soll im Allgemeinen aus Gründen der Systemsicherheit einen vorbestimmten Mindestwert einnehmen, um bei einem Nicht-Betätigen der elektromechanischen Feststellbremse 12 eine ordnungsgemäße Funktion der Betriebsbremse 14 gewährleisten zu können. Das Spaltmaß S zwischen der Spindelmutter 34 und dem Kolbenboden 38 des Betätigungskolbens 24 ist zusätzlich auch als Leerlaufdistanz D gekennzeichnet. Die Leerlaufdistanz D bezeichnet dabei einen für das in Bezug auf 3 skizzierte Regelungsverfahren benötigten Verfahrweg der Spindelmutter 34 entlang der Verlagerungsachse V in Richtung des Zuspannzustands. Wie weiter unten erläutert, kann es in bestimmten Betriebssituationen der Bremsvorrichtung 10 oder in bestimmten Ausgestaltungen davon vorkommen, dass die Leerlaufdistanz D nicht per se vorliegt. Für diese Eventualität wird das Verfahren aus 4 erläutert, mittels dem die benötigte Leerlaufdistanz D erzeugt werden kann, so dass in der Folge das Regelungsverfahren aus 3 ermöglicht wird.
Bei einer gewöhnlichen fahrergesteuerten Betriebsbremsung wird ein Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer 26 aufgebaut und wird der Betätigungskolben 24 entlang der Zuspannrichtung Z in eine bremskrafterzeugende Betätigungsposition bewegt. Dabei gerät er in Anlage mit dem rechten Bremsbelag 20B, bringt diesen in Anlage mit der Bremsscheibe 18 und spannt die Bremsvorrichtung 10 in bekannter Weise nach Schwimmsattel-Bauart zu. Hierbei werden sämtliche Spaltmaße S inklusive des Lüftspiels L überbrückt, mit Ausnahme des Sicherheitsabstands X zwischen der Spindelmutter 34 und dem Kolbenboden 38 des Betätigungskolbens 24. Zum Abbauen der Bremskraft bewegt sich der Betätigungskolben 24 in Folge eines Reduzierens des Hydraulikdrucks und unter „Rollback“-Unterstützung der Dichtung 28 entgegen der Zuspannrichtung Z, woraufhin sich die zuvor überbrückten Spaltmaße S, L erneut einstellen.
Die elektromechanische Feststellbremse 12 kann allgemein in Anwesenheit oder Abwesenheit eines Hydraulikdrucks aktiviert werden (also unabhängig von der Betriebsbremse 14), um den Betätigungskolben 24 in dessen Betätigungsposition zu bewegen und/oder darin mechanisch festzustellen. Hierzu wird die Spindelmutter 34 in der vorstehend geschilderten Weise entlang der Achse V bewegt und stützt sich dabei (zumindest bei einem Bewegen in die Zuspannrichtung Z) an dem Kolbenboden 38 ab.
Für das Regelungsverfahren gemäß der in 3 gezeigten Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Aktivieren der Feststellbremse 12 ohne vorheriges Erzeugen eines Hydraulikdruckes erfolgt, das heißt, dass die Bremsvorrichtung 10 allgemein von einem Hydraulikdruck freigehalten wird.
Demgegenüber wendet sich die in 4 gezeigte Ausführungsform einer Betriebssituation zu, bei der die Leerlaufdistanz D zwischen der Spindelmutter 34 und dem Kolbenboden 38 des Betätigungskolbens 24 nicht vorliegt, sondern erst herbeigeführt werden muss. Dies kann beispielsweise vorkommen, wenn die Bremsbeläge 20 und in der Folge auch der Betätigungskolben 24 aufgrund der Nutzung von starken Rückstellelementen (Federelementen) dauerhaft gegen die Spindelmutter 34 gedrückt werden (z. B. bei sogenannten „Zero Drag Calipern“) oder zumindest das Spaltmaß S zwischen der Spindelmutter 34 und dem Kolbenboden 38 kleiner als die Leerlaufdistanz D ist. Zusätzlich kann diese Situation auch selbst dann auftreten, wenn aufgrund der genutzten Rückstellelemente ein von der Betriebsbremse 14 erzeugter Hydraulikdruck nicht ausreicht, um die Leerlaufdistanz D zu gewährleisten. In diesem Fall kann das in 4 dargestellte Verfahren genutzt werden, um die Leerlaufdistanz D herbeizuführen.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ersatzschaltbildes 46 des Antriebs 42 der elektromechanischen Feststellbremse 12 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Der tatsächliche Versorgungsschaltkreis 48 des Antriebs 42 zur Versorgung des Elektromotors 44 ist hier in Form eines Ersatzschaltbildes 46 dargestellt, der einen Ankerkreis 50 aufweist. Der Elektromotor 44 wird durch entsprechende Zuleitungen 52 des Ankerkreises 50 mit elektrischen Signalen, insbesondere Phasenspannungen versorgt. Aufgrund der relativen Stellungen der Magnetpole des Elektromotors 44 in Abhängigkeit der Motordrehzahl ω stellen sich innerhalb des Elektromotors basierend auf den Phasenspannungen zeitlich veränderliche Phasenströme i(t) ein.
Um die Phasenspannungen bereitstellen zu können, weist der Versorgungschaltkreis 48 zumindest eine Spannungsquelle 54 auf oder ist damit gekoppelt. Vorliegend wird zwischen Anschlussklemmen der Spannungsquelle 54 eine Versorgungsspannung U_ECU für den Antrieb 42 bereitgestellt.
Der Versorgungsschaltkreis 48 weist gemäß dieser Ausführungsform zudem einen Eingangsabschnitt 56 mit einem Vorwiderstand 58 R_V auf, der beispielsweise Filterfunktionen ausüben kann, um Signalstörungen zu unterdrücken oder zumindest zu dämpfen. Die genaue Ausbildung des Eingangsabschnitts 56 ist für die Erfindung nicht weiter von Bedeutung. In jedem Fall wird durch den Eingangsabschnitt 56 ein (effektiver) Vorwiderstand 58 R_V des Versorgungsschaltkreises 48 des Antriebs 42 ausgebildet. Über den Vorwiderstand 58 fallen ein entsprechender Strom I_A und (über die Klemmen A1, A2) eine entsprechende Spannung U_A ab.
Der Ankerkreis 50 umfasst weitere Komponenten, hier beispielsweise in Form einer Induktivität 60 L_A und eines Ankerwiderstands 62 R_A. Der Ankerwiderstand (auch Antriebswiderstand genannt) umfasst dabei in diesem Ersatzschaltbild 46 die intrinsischen Leitungswiderstände des Elektromotors 44 selbst. Die genaue Ausgestaltung des Ankerkreises 50 kann von der hier gezeigten Ausführungsform abweichen, ist aber für die Erfindung nicht wesentlich. Im Endeffekt werden zeitliche veränderliche Phasenspannungen über die Zuleitungen 52 für den Elektromotor 44 bereitgestellt, durch die in dem Elektromotor 44 zeitliche veränderliche Phasenströme i(t) getrieben werden und sich im Elektromotor 44 einstellen. In Folge der Phasenströme i(t) wird vom Elektromotor ein Motordrehmoment M bereitgestellt, mittels dem eine mit dem Elektromotor 44 des Antriebs 42 gekoppelte Komponente bewegt werden kann, beispielsweise die Spindel 36. In Folge der Rotation der Spindel 36 kann die Spindelmutter 34 entlang der Verlagerungsachse V bewegt werden.
Vorliegend ist der Elektromotor 44 als permanent erregter Gleichstrommotor ausgebildet. Die Betriebscharakteristik des Elektromotors 44 ist durch seinen Gesamtwiderstand R_ges und seine Betriebskonstanten bestimmt, also die Drehzahlkonstante k_E im Generatorbetrieb des Elektromotors und die Drehmomentkonstante k_M im Motorbetrieb. Für das nachfolgend erläuterte Regelungsverfahren wird angenommen, dass der Gesamtwiderstand R_ges zeitlich konstant ist und dass die Motordrehzahlkonstante k_E im Generatorbetrieb des Elektromotors und die Motordrehmomentkonstante k_M im Motorbetrieb miteinander übereinstimmen. Der Gesamtwiderstand R_ges des Antriebs 42 setzt sich aus der Summe des Vorwiderstands R_V 58 und des Ankerwiderstands R_A 62 des Versorgungsschaltkreises 48 zusammen: R_ges = R_V + R_A.
In Folge der Rotation des Rotors des Elektromotors 44 wird in den Wicklungen des Elektromotors 44 eine Gegenspannung U_ind induziert. Diese reduziert effektiv die aufgrund der aufgenommenen Phasenspannungen in dem Elektromotor 44 wirkenden Spannungsamplituden.
Die Bremsvorrichtung 10 weist zumindest eine elektronische Steuerung 64 auf, die mit dem Versorgungsschaltkreis 48 des Antriebs 42 gekoppelt ist und eingerichtet ist, den Betrieb des Elektromotors 44 zu steuern, beispielsweise basierend auf der von der Spannungsquelle 54 bereitgestellten Versorgungsspannung U_ECU. Dazu kann die elektronische Steuerung beispielsweise entsprechende, pulsweitenmodulierte Stellsignale ausgegeben. Jedenfalls ist die elektronische Steuerung 64 eingerichtet, um mittels Sensoren die Spannungswerte der Versorgungsspannung U_ECU, der induzierten Gegenspannung U_ind (im Generatorbetrieb bei keiner Versorgungsspannung U_ECU) und der sich in dem Elektromotor 44 einstellenden Phasenströme i(t) zu erfassen. Die Sensoren können dabei intern oder extern zur elektronischen Steuerung sein.
Zusätzlich umfasst die elektronische Steuerung gemäß dieser Ausführungsform auch einen Asynchronzähler 66, der eingerichtet ist, um lokale Minima und/oder Maxima von Signalen, beispielsweise der induzierten Gegenspannung U_ind zu erfassen, beispielsweise im Leerlauf des Elektromotors 44, in dem das von dem Elektromotor 44 bewirkte Drehmoment M im Wesentlichen Null ist.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Regelungsverfahrens 68 für den Betrieb eines Antriebs 42 mit einer elektromechanischen Feststellbremse 12 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Optionale Schritte sind gestrichelt dargestellt.
Des Regelungsverfahren 68 umfasst zunächst in Schritt 70, in dem eine Motordrehzahl ω und ein erster Spannungswert der durch die Motordrehung induzierten Gegenspannung U_ind im Leerlauf des Elektromotors 44 erfasst werden. Dazu kann insbesondere die elektronische Steuerung 64 genutzt werden, die entsprechende Sensoren aufweist oder damit gekoppelt ist. Im Leerlauf des Elektromotors 44 wird vom Elektromotor 44 kein oder nur ein zu vernachlässigendes Drehmoment M ausgegeben.
Um die Motordrehzahl ω zu erfassen, kann von der elektronischen Steuerung 64 gemäß dem optionalen Schritt 76 als Ausgestaltung des Schritts 70 beispielsweise ein Asynchronzähler 66 genutzt werden. Anhand des Asynchronzählers 66 können die lokalen Minima und/oder Maxima der erfassten induzierten Gegenspannung U_ind während einer vorgegebenen Zeitdauer ausgewertet werden, wodurch die Motordrehzahl ω_RC bestimmbar wird.
Optional kann der Schritt 70 dahingehend ausgebildet sein, dass die elektromechanische Feststellbremse 12 anhand des Elektromotors 44 während der Bestimmung entsprechend dem Schritt 70 in Richtung des Zuspannzustands verfährt. Das bedeutet, dass beispielsweise die Spindelmutter 34 durch die Rotation der Spindel 36 entlang der Verlagerungsachse V in Richtung der Bremsscheibe 18 verfahren werden kann, ohne dass jedoch die Spindelmutter 34 in Kontakt mit dem Kolbenboden 38 des Betätigungskolbens 24 (Bremskolben) tritt. Da die Spindelmutter 34 bis auf vernachlässigbare Reibmomente im Wesentlichen widerstandsfrei entlang der Verlagerungsachse V verfahren werden kann, wird durch den Elektromotor 44 dann ausschließlich ein vernachlässigbares Drehmoment M aufgewendet.
Dadurch ist auch klar, dass die Spindelmutter 34 während des Schritts 70 im Leerlauf des Elektromotors 44 eine Leerlaufdistanz D entlang der Verlagerungsachse V zurücklegt. Die Größe der Leerlaufdistanz D ist durch eine Messpause als optionale Ausgestaltung des Schritts 70 begründet, für die die induzierte Gegenspannung U_ind ausgewertet wird. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist die Messpause eine Zeitdauer zwischen 200 msec und 20 sec auf.
Das Regelungsverfahren 68 umfasst den anschließenden Schritt 72, in dem eine Motordrehzahlkonstanten k_E im Leerlauf des Elektromotors 44 im Generatorbetrieb mittels der elektronischen Steuerung 64 basierend auf der Motordrehzahl ω_RC und dem ersten Spannungswert der induzierten Gegenspannung U_ind ermittelt wird. Dies kann anhand der zuvor bereits erläuterten Formel erfolgen: $k_{E} = \frac{U_{i n d}}{ω_{R C}} .$
Im weiteren Verlauf des Regelungsverfahrens 68 wird angenommen, dass die Motordrehzahlkonstante k_E im Leerlauf des Elektromotors 44 mit der Motordrehmomentkonstante k_M des Elektromotors 44 im Motorbetrieb übereinstimmt.
Im nachfolgenden Schritt 74 wird dann der Gesamtwiderstand R_ges des Antriebs 42 mittels der elektronischen Steuerung 64 basierend auf einem zweiten Spannungswert einer durch die Spannungsquelle 54 bereitgestellten Versorgungsspannung U_ECU und einem Stromwert des sich im Leerlauf im Antrieb 42 einstellenden Phasenstroms I_A bestimmt: $R_{g e s} = R_{V} + R_{A} = \frac{U_{E C U} - U_{i n d}}{I_{A}} .$
Hier wird ausgenutzt, dass für den sich im Leerlauf befindlichen Elektromotor 44 angenommen werden kann, dass der sich einstellende Phasenstrom I_A zeitlich konstant ist. Dadurch sind die Betriebsparameter des Elektromotors 44 generell bekannt, sodass eine präzise Regelung des Elektromotors 44 auch im Motorbetrieb ermöglicht wird.
Demzufolge kann das Regelungsverfahren 68 durch den optionalen Schritt 78 weitergebildet werden, in dem zumindest der bestimmte Gesamtwiderstand R_ges des Antriebs 42 und die ermittelte Motordrehzahlkonstante k_E im Zuspannzustand des Elektromotors 44 in der elektronischen Steuerung 64 genutzt werden, um die Motordrehzahl ω des Elektromotors 44 im Zuspannzustand zu ermitteln: $ω = \frac{U_{E C U} - i_{A} \cdot R_{g e s}}{k_{M}} .$
Hier wird insbesondere ausgenutzt, dass die ermittelte Motordrehzahlkonstante k_E im Generatorbetrieb des Elektromotors 44 mit der Motordrehmomentkonstante k_M im Motorbetrieb des Elektromotors 44 übereinstimmt.
Der Schritt 78 kann insbesondere durch den optionalen Schritt 80 weitergebildet werden, indem bei der Bestimmung der Motordrehzahl ω im Motorbetrieb des Elektromotors 44 zusätzlich zumindest der zweite Spannungswert der durch die Spannungsquelle 54 bereitgestellten Versorgungsspannung U_ECU und der Stromwert des sich im Zuspannzustand des Elektromotors 44 im Antrieb 42 einstellenden Phasenstroms i_A(t) berücksichtigt werden. So kann die Motordrehzahl ω für alle Betriebszustände des Elektromotors 44 und damit der Spindelmutter 34 entlang der Verlagerungsachse V bestimmt werden. Insbesondere kann aus der Motordrehzahl ω auch auf die Winkellage des Elektromotors 44 und damit auf die Position der Spindelmutter 34 entlang der Verlagerungsachse V geschlossen werden.
Das Regelungsverfahren 68 kann auch durch den optionalen Schritt 82 weitergebildet werden, in dem ein Motordrehmoment M des Elektromotors 44 zumindest basierend auf der ermittelten Motordrehmomentkonstanten k_M mittels der elektronischen Steuerung 64 bestimmt wird: $M = k_{M} \cdot \sqrt{\frac{P}{R_{g e s}}}$
Dies ermöglicht es insbesondere, den Abstützpunkt der Bremsvorrichtung 10 entlang der Verlagerungsachse V zu ermitteln. Es kann also derjenige Punkt entlang der Verlagerungsachse V bestimmt werden, an dem die Verlagerung der Spindelmutter 34 dazu führt, dass die Bremsbeläge 20 mit der Bremsscheibe 18 in Eingriff treten. Generell kann die Position des Abstützpunkts entlang der Verlagerungssachse V mit der Zeit variieren, beispielsweise, da die Bremsbeläge 20 verschleißen. Auf Basis der Positionsbestimmung des Abstützpunkts können gewünschte Stellwege und Ansprechzeiten der elektromechanischen Feststellbremse 12 eingestellt werden, beispielsweise durch die elektronische Steuerung 64.
Das Regelungsverfahren 68 kann auch durch den optionalen Schritt 84 weitergebildet werden, in dem der bestimmte Gesamtwiderstand R_ges des Antriebs 42 und der zweite Spannungswert der durch die Spannungsquelle 54 bereitgestellten Versorgungsspannung U_ECU in der elektronischen Steuerung 64 genutzt werden, um einen Maximalstrom i_A,Max(t) des Phasenstroms des Antriebs 42 und/oder ein maximales Motordrehmoment M_Max des Elektromotors 44 zu bestimmen. Das maximale Motordrehmoment M_Max des Elektromotors 44 korrespondiert dabei insbesondere mit einer maximal bereitzustellenden Zuspannkraft F_Zuspann,Max, mit der die Bremsbeläge 20 auf die Bremsscheibe 18 gepresst werden können. In Kenntnis des Maximalstroms i_A,Max(t) des Phasenstroms und/oder des maximalen Motordrehmoment M_Max des Elektromotors 44 kann die Präzision der Regelung der elektromechanischen Feststellbremse 12 noch erhöht werden. So kann der Komfort für den Nutzer erhöht werden.
Das Regelungsverfahren 68 hängt prinzipiell nicht davon ab, dass es wiederholt durchgeführt wird, da der Gesamtwiderstand R_ges des Antriebs 42 über verhältnismäßig lange Zeiträume als konstant angenommen werden kann. Um jedoch beispielsweise Alterungseffekten, wie Variationen in der Temperaturabhängigkeit, entgegenzuwirken, kann das Regelungsverfahren 68 auch wiederholt durchgeführt werden, wobei dann lediglich aktualisierte Werte der Motordrehzahlkonstanten k_E im Generatorbetrieb des Elektromotors 44 und des Gesamtwiderstands R_ges des Antriebs 42 bestimmt werden müssen, wodurch sich die weiteren Größen in entsprechender Weise ergeben.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 86 zum Bestimmen der Motordrehzahlkonstanten k_E eines Elektromotors 44 im Generatorbetrieb einer elektromechanischen Feststellbremse 12 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Verfahren 86 kann optional mit einzelnen oder mehreren Schritten oder mit dem gesamten Regelungsverfahren 68 aus 3 fortgebildet werden, die/das sich dann an das Verfahren 86 anschließen/anschließt.
Wie bereits erläutert, kann es in bestimmten Betriebssituationen der elektromechanischen Feststellbremse 12 dazu kommen, dass die Leerlaufdistanz D zwischen der Spindelmutter 34 und dem Kolbenboden 38 des Betätigungskolbens 24 im Vorhinein zum Regelungsverfahren 68 nicht vorliegt. In diesem Fall kann die Spindelmutter 34 der elektromechanischen Feststellbremse 12 nicht ausreichend entsprechend einem Leerlauf des Elektromotors 44 entlang der Verlagerungsachse V verfahren werden, damit eine belastbare Bestimmung der Motordrehzahlkonstanten k_E eines Elektromotors 44 im Generatorbetrieb möglich ist. Das hier dargestellte Verfahren 86 schafft für diesen Fall Abhilfe.
Im Schritt 88 des Verfahrens 86 wird die hydraulische Betriebsbremse 14 der Bremsvorrichtung 10 genutzt, indem vor der Bestimmung der Motordrehzahlkonstanten k_E entsprechend des Regelungsverfahrens 68, dann, wenn eine erforderliche Leerlaufdistanz D zwischen der Spindelmutter 34 und dem Betätigungskolben 24 nicht vorhanden ist, der hydraulisch betätigbare Betätigungskolben 24 der Bremsvorrichtung 10 mit einer Hydraulikflüssigkeit entsprechend einem Leerlaufdistanzdruck P_D beaufschlagt und zumindest die Leerlaufdistanz D zwischen der Spindelmutter 34 und dem Kolbenboden 38 des Betätigungskolbens 24 eingestellt wird. Das bedeutet, dass die Spindelmutter 34 durch die Erhöhung des Drucks in der Hydraulikkammer 26 effektiv von dem Kolbenboden 38 des Betätigungskolben 24 entfernt wird. Beispielsweise kann der Betätigungskolben 24 weiter, entlang der Verlagerungsachse V in Richtung der Bremsscheibe 18 verfahren werden, wodurch der Spalt zwischen der Spindelmutter 34 und dem Kolbenboden 38 vergrößert wird.
Optional kann der Schritt 88 in verschiedener Weise weitergebildet werden. Beispielsweise kann der Leerlaufdistanzdruck P_D entsprechend dem optionalen Schritt 92 im Betrieb einstellbar sein. Dadurch wird die Variabilität des Verfahrens 86 erhöht, beispielsweise wenn eine Anpassung des Leerlaufdistanzdrucks P_D aufgrund von veränderten Betriebsparametern der Bremsvorrichtung 10 nötig ist.
Optional kann Schritt 88 auch durch den Schritt 94 weitergebildet werden, in dem die Leerlaufdistanz D größer als ein vorgegebener oder während des Betriebs einstellbarer Schwellenwert S1 ist. beispielsweise kann der Schwellenwert S1 dadurch bestimmt sein, dass die Motordrehzahl ω_RC im Generatorbetrieb des Elektromotors 44 für einen bestimmten Zeitraum erfasst werden soll, was einer entsprechenden Leerlaufdistanz D entspricht. Wird der Zeitraum variiert, kann dies auch eine Adaption der Leerlaufdistanz D erforderlich machen.
Des Weiteren kann der Schritt 88 auch entsprechend einer Kombination der Schritte 92 und 94 weitergebildet werden, in dem der Leerlaufdistanzdruck P_D basierend auf dem Schwellenwert S1 eingestellt wird. Denklogisch kann eine Variation der gewünschten Leerlaufdistanz D dazu führen, dass ein veränderter Leerlaufdistanzdruck P_D benötigt wird, damit der Spalt zwischen der Spindelmutter 34 und dem Kolbenboden 38 größer als der Schwellenwert S1 ist.
Das Verfahren 86 umfasst zudem den Schritt 90, in dem der Elektromotor 44 bestromt wird und anschließend eine Messfahrt innerhalb der Leerlaufdistanz D ausgeführt wird. Dies ermöglicht es insbesondere, das zuvor erläuterte Regelungsverfahren 68 auszuführen. Dazu wird der Elektromotor 44 zunächst in Rotation versetzt und anschließend im Leerlauf betrieben (Generatorbetrieb), wodurch die Erfassung der Motordrehzahl ω_RC im Generatorbetrieb des Elektromotors 44 und die Erfassung der durch die Motordrehung induzierten Gegenspannung U_ind ermöglicht werden. Dadurch wird ein Verfahren 86 geschaffen, das es ermöglicht, entsprechende Leerlaufdistanzen D zwischen der Spindelmutter 34 und dem Kolbenboden 38 des Betätigungskolben 24 zu gewährleisten, obwohl diese eigentlich aufgrund der Betriebssituation der Bremsvorrichtung 10 nicht vorliegen, beispielsweise da starke Rückstellelemente in der Bremsvorrichtung 10 integriert sind.
Zusätzlich kann der Schritt 88 des Verfahrens 86 auch durch den optionalen Schritt 96 weitergebildet werden, in dem ein vor der Ausführung des Verfahrens 86 bereits auf den Betätigungskolben 24 mittels der Hydraulikflüssigkeit ausgeübter Betriebsdruck P_Betrieb unter Berücksichtigung des Leerlaufdistanzdrucks P_D während des Verfahrens 86 aufrechterhalten wird. Dadurch wird ermöglicht, dass die Bremsvorrichtung 10 entsprechend der Funktionalität der Betriebsbremse 14 auch während der Ausführung des Verfahrens 86 weiter genutzt werden kann. So wird vermieden, dass die Betriebsbremse 14 gelöst werden muss, um das Verfahren 86 ausführen zu können. Die Funktionalität der Bremsvorrichtung 10 ist dadurch erhöht.
Außerdem kann das Verfahren 86 durch den optionalen Schritt 98 weitergebildet werden, in dem der Elektromotor 44 nach Erreichen des Schwellenwerts S1 auf eine Mindestleerlaufdrehzahl ω_Min hochgefahren und anschließend eine induzierte Gegenspannung U_ind im Leerlauf des Elektromotors 44 gemessen wird. Durch die Mindestleerlaufdrehzahl ω_Min kann ausgenutzt werden, dass die Drehzahlbestimmung mittels des Asynchronzählers 66 innerhalb des Regelungsverfahrens 68 mit erhöhter Präzision erfolgen kann, da eine Mittelung gewährleistet werden kann.
Zusätzlich kann das Verfahren 86 den optionalen Schritt 100 umfassen, in dem der Elektromotor 44 nach einem Hochfahren des Elektromotors 44 auf die Mindestleerlaufdrehzahl ω_Min und einem Messen der induzierten Gegenspannung U_ind unbestromt wird und der Elektromotor 44 dabei weiterdreht, beispielsweise aufgrund seiner Trägheit. Dies entspricht im Wesentlichen dem Zustand des Elektromotors 44 während des Schritts 70 des Regelungsverfahrens 68. Der Elektromotor 44 wird dann in einem Generatormodus betrieben, in dem eine Rotation des Rotors des Elektromotors 44 eine induzierte Gegenspannung U_ind bewirkt.
Durch das Verfahren 86 können also insbesondere die Voraussetzung für das Regelungsverfahren 68 geschaffen werden.
Bestimmte hier offengelegte Ausführungsformen, insbesondere das/die jeweilige(n) Modul(e), verwenden Schaltkreise (z. B. einen oder mehrere Schaltkreise), um hier offengelegte Standards, Protokolle, Verfahren oder Technologien zu implementieren, zwei oder mehr Komponenten funktionsfähig zu koppeln, Informationen zu erzeugen, Informationen zu verarbeiten, Informationen zu analysieren, Signale zu erzeugen, Signale zu kodieren/dekodieren, Signale umzuwandeln, Signale zu übertragen und/oder zu empfangen, andere Geräte zu steuern usw. Es können Schaltungen jeder Art verwendet werden.
In einer Ausführungsform umfasst eine Schaltung (Schaltkreis) unter anderem eine oder mehrere Rechenvorrichtungen wie einen Prozessor (z. B. einen Mikroprozessor), eine Zentraleinheit (CPU), einen digitalen Signalprozessor (DSP), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), ein System auf einem Chip (SoC) oder Ähnliches oder beliebige Kombinationen davon, und kann diskrete digitale oder analoge Schaltungselemente oder Elektronik oder Kombinationen davon umfassen. In einer Ausführungsform umfasst die Schaltung Hardware-Schaltungsimplementierungen (z. B. Implementierungen in analogen Schaltkreisen, Implementierungen in digitalen Schaltkreisen und dergleichen sowie Kombinationen davon).
In einer Ausführungsform umfassen Schaltkreise Kombinationen von Schaltkreisen und Computerprogrammprodukten mit Software- oder Firmware-Anweisungen, die auf einem oder mehreren computerlesbaren Speichern gespeichert sind und zusammenwirken, um ein Gerät zu veranlassen, eines oder mehrere der hier beschriebenen Protokolle, Verfahren oder Technologien auszuführen. In einer Ausführungsform umfasst die Schaltungstechnik Schaltkreise, wie z. B. Mikroprozessoren oder Teile von Mikroprozessoren, die zum Betrieb Software, Firmware und dergleichen benötigen. In einer Ausführungsform umfassen die Schaltkreise einen oder mehrere Prozessoren oder Teile davon und die dazugehörige Software, Firmware, Hardware und dergleichen.
In der vorliegenden Anwendung kann auf Mengen und Zahlen Bezug genommen werden. Sofern nicht ausdrücklich angegeben, sind solche Mengen und Zahlen nicht als einschränkend, sondern als beispielhaft für die möglichen Mengen oder Zahlen im Zusammenhang mit der vorliegenden Anwendung zu betrachten. In diesem Zusammenhang kann in der vorliegenden Anmeldung auch der Begriff „Mehrzahl“ verwendet werden, um auf eine Menge oder Zahl zu verweisen. In diesem Zusammenhang ist mit dem Begriff „Mehrzahl“ jede Zahl gemeint, die größer als eins ist, z. B. zwei, drei, vier, fünf, usw. Die Begriffe „etwa“, „ungefähr“, „nahe“ usw. bedeuten plus oder minus 5 % des angegebenen Wertes.
Obwohl die Offenbarung in Bezug auf eine oder mehrere Implementierungen illustriert und beschrieben wurde, werden Fachleute beim Lesen und Verstehen dieser Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen gleichwertige Änderungen und Modifikationen feststellen. Auch wenn ein bestimmtes Merkmal der Offenbarung nur in Bezug auf eine von mehreren Ausführungsformen offenbart wurde, kann dieses Merkmal mit einem oder mehreren anderen Merkmalen der anderen Ausführungsformen kombiniert werden, wie es für eine gegebene oder besondere Anwendung erwünscht und vorteilhaft sein kann.

Claims

Verfahren (86) zum Bestimmen der Motordrehzahlkonstanten eines Elektromotors (44) einer elektromechanischen Feststellbremse (12), die in eine hydraulische Betriebsbremse (14) integriert ist, wobei eine Spindelmutter (34) der elektromechanischen Feststellbremse (12) zumindest teilweise innerhalb eines hydraulisch betätigbaren Betätigungskolbens (24) einer Bremsvorrichtung (10) so verschieblich angeordnet ist, dass die Spindelmutter (34) gegen den Betätigungskolben (24) verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass, vor der Bestimmung der Motordrehzahlkonstanten, dann, wenn eine erforderliche Leerlaufdistanz zwischen der Spindelmutter (34) und dem Betätigungskolben (24) nicht vorhanden ist, der hydraulisch betätigbare Betätigungskolben (24) der Bremsvorrichtung (10) mit einer Hydraulikflüssigkeit entsprechend einem Leerlaufdistanzdruck beaufschlagt und zumindest die Leerlaufdistanz eingestellt wird, und dass anschließend der Elektromotor (44) bestromt und eine Messfahrt innerhalb der Leerlaufdistanz ausgeführt wird.
Verfahren (86) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leerlaufdistanzdruck im Betrieb einstellbar ist.
Verfahren (86) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leerlaufdistanz größer als ein vorgegebener oder während eines Betriebs einstellbarer Schwellenwert ist.
Verfahren (86) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Leerlaufdistanzdruck basierend auf dem Schwellenwert eingestellt wird.
Verfahren (86) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein vor der Ausführung des Verfahrens (86) bereits auf den Betätigungskolben (24) mittels der Hydraulikflüssigkeit ausgeübter Betriebsdruck unter Berücksichtigung des Leerlaufdistanzdrucks während des Verfahrens (86) aufrechterhalten wird.
Verfahren (86) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, soweit zurückbezogen auf Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (44) nach Erreichen des Schwellenwerts auf eine Mindestleerlaufdrehzahl hochgefahren und eine induzierte Gegenspannung im Leerlauf des Elektromotors (44) gemessen wird.
Verfahren (86) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (44) nach einem Hochfahren des Elektromotors (44) auf die Mindestleerlaufdrehzahl und einem Messen der induzierten Gegenspannung unbestromt wird und der Elektromotor (44) dabei weiterdreht.