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    • 专利摘要:
    Bei einem Verfahren zum Steuern eines elektromechansichen Bremssystems (10), vorzugsweise mit Selbstverstärkungswirkung, wobei das elektromechanische Bremssystem (10) mit wenigstens zwei Aktuatoren (34, 34') versehen ist, die dazu ausgebildet sind, auf ein gemeinsames Stellglied (18) jeweils eine Betätigungskraft auszuüben, so dass das Stellglied (18) mit einer resultierenden Gesamtbetätigungskraft zwischen einer Ruhestellung und einer Aktivstellung verlagerbar ist, wobei die wenigstens zwei Aktuatoren (34, 34') in verschiedenen Betriebsmodi ansteuerbar sind, wobei in einem ersten Betriebsmodus die Betätigungskraft des einen Aktuators (34) der Betätigungskraft des jeweils anderen Aktuators (34') entgegenwirkt und diese zumindest teilweise kompensiert und wobei in einem zweiten Betriebsmodus die Betätigungskraft des einen Aktuators (34) und die Betätigungskraft des jeweils anderen (34) Aktuators gleichgerichtet sind, ist vorgesehen, dass die wenigstens zwei Aktuatoren (34, 34') bei dauerhaftem Überschreiten eines Lastschwellwerts an einem der Aktuatoren (34, 34') aus dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus geschaltet werden.
    公开号:DE102004008384A1
    申请号:DE102004008384
    申请日:2004-02-20
    公开日:2005-09-15
    发明作者:Richard Peter Roberts；Martin Schautt
    申请人:eStop GmbH；
    IPC主号:B60T13-74
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines elektromechanischenBremssystems, vorzugsweise mit Selbstverstärkungswirkung, wobei das elektromechanischeBremssystem mit wenigstens zwei Aktuatoren versehen ist, die dazuausgebildet sind, auf ein gemeinsames Stellglied jeweils eine Betätigungskraftauszuüben,so dass das Stellglied mit einer resultierenden Gesamtbetätigungskraftzwischen einer Ruhestellung und einer Aktivstellung verlagerbarist, wobei die wenigstens zwei Aktuatoren in verschiedenen Betriebsmodi ansteuerbarsind, wobei in einem ersten Betriebsmodus die Betätigungskraftdes einen Aktuators der Betätigungskraftdes jeweils anderen Aktuators entgegenwirkt und diese zumindestteilweise kompensiert und wobei in einem zweiten Betriebsmodus dieBetätigungskraftdes einen Aktuators und die Betätigungskraftdes jeweils anderen Aktuators gleichgerichtet sind.
    [0002] Einderartiges Bremssystem ist aus dem deutschen Patent 101 56 348 derAnmelderin bekannt. Das aus diesem Stand der Technik bekannte elektromechanischeBremssystem ermöglichteine spielfreie Betätigung.Hierzu werden grundlegende Ansteuerungskonzepte der Aktuatoren desBremssystems vorgeschlagen. Mit diesen grundlegenden Regelungskonzeptenlässt sichzwar ein Basisbetrieb des Bremssystems problemlos realisieren, jedoch hatdie Anmelderin bei der Weiterentwicklung derartiger Bremssystemeerkannt, dass in verschiedenen Betriebssituationen eine besondereAnsteuerung des Bremssystems erforderlich ist, um eine zuverlässige Bremswirkungbei langer Betriebsdauer gewährleistenzu können.
    [0003] DerErfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das aus dem vorstehendgenannten Stand der Technik bekannte System hinsichtlich der Ansteuerungund Regelung weiterzuentwickeln und insbesondere eine Überlastungder Aktuatoren zu vermeiden.
    [0004] DieseAufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art gelöst, beiwelchem ferner vorgesehen ist, dass die wenigstens zwei Aktuatorenbei dauerhaftem Überschreiteneines Lastschwellwerts an einem der Aktuatoren aus dem ersten Betriebsmodusin den zweiten Betriebsmodus geschaltet werden.
    [0005] Erfindungsgemäß werdendemnach zunächstdie wenigstens zwei Aktuatoren derart angesteuert, dass sich ihreBetätigungskräfte zumindest teilweisekompensieren. Die se Art der Ansteuerung, im Folgenden auch als ersterBetriebsmodus bezeichnet, wird solange beibehalten, bis einer derAktuatoren dauerhaft einen Lastschwellwert überschreitet. Während desersten Betriebsmodus arbeiten die wenigstens zwei Aktuatoren somitgegeneinander und sorgen füreine „Vorspannung" im System. Der kompensierteTeil der Betätigungskräfte, derdas Ausmaß derVorspannung bestimmt, soll im Folgenden auch als Vorspannungskraftbezeichnet werden.
    [0006] Ineiner Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass derBetriebszustand der wenigstens zwei Aktuatoren, insbesondere dasErreichen des Lastschwellwerts, anhand eines den Aktuatoren jeweilszugeführtenVersorgungsstroms ermittelt wird. Der Lastschwellwert kann beispielsweise derartbestimmt werden, dass der maximal zulässige Dauerstrom zum Betreibeneines der Aktuatoren mit einem Sicherheitsfaktor multipliziert wird,der eine hinreichend lange Betriebsdauer des Bremssystems gewährleistet.Ein weiterer Parameter, der das Umschalten aus dem ersten Betriebsmodusin den zweiten Betriebsmodus bestimmt, ist die Dauer einer vorbestimmtenZeitperiode, in der ein Überschreitendes Lastschwellwerts erlaubt wird und bei deren Überschreitung ein Umschaltenaus dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus erfolgt.Dadurch kann vermieden werden, dass kurzzeitig auftretende Lastschwellwertüberschreitungenzu einem Hin- und Herschalten zwischen den beiden Betriebsmodi führen, wasdie Systemstabilitätbeeinträchtigenwürde.Sobald jedoch dauerhaft, das heißt länger als die vorbestimmte Zeitperiode,der Lastschwellwert an wenigstens einem der Aktuatoren überschrittenwird, erfolgt eine Ansteuerung entsprechend dem zweiten Betriebsmodus,so dass die wenigstens zwei Aktuatoren gleichgerichtet zusammenwirkenund dadurch in Summe die erforderliche resultierende Gesamtbetätigungskraftzur Verlagerung des Stellglieds aufbringen können. Wird dann über eineweitere vorbestimmte Zeitperiode an beiden Aktuatoren ein zweiterLastschwellwert dauerhaft unterschritten, so kann erfindungsgemäß wiederaus dem zweiten in den ersten Betriebsmodus umgeschaltet werden.Der zweite Lastschwellwert kann dabei kleiner als der erste Lastschwellwertgewähltwerden, so dass man ein systemstabilisierendes Umschaltverhaltenmit einer Hysterese erhält.Insbesondere kann der zweite Lastschwellwert mindestens um einen Faktor,der der Anzahl der zusammenwirkenden Aktuatoren entspricht, kleinerals der erste Lastschwellwert gewählt werden.
    [0007] Durchdas erfindungsgemäße Verfahrenist es möglich,zuverlässigund stabil das elektromechanische Bremssystem anzusteuern. Insbesondere können kurzfristigeSchwankungen, die auf Veränderungenvon Betriebsparametern, wie beispielsweise auf Reibwertänderungen,zurückgehen,so berücksichtigtwerden, dass sie – fallser forderlich – zueinem Umschalten zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebsmodusführen,jedoch Schwingungen in der Ansteuerung, insbesondere bei der Regelungdes Bremssystems, vermieden werden.
    [0008] EineWeiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei der Ansteuerungder wenigstens zwei Aktuatoren Verluste bei der Übertragung der resultierendenBetätigungskraftauf das Stellglied, insbesondere reibungsbedingte und wirkungsgradbedingteVerluste, in dem Entscheidungsprozess zum Umschalten zwischen demersten und dem zweiten Betriebsmodus berücksichtigt werden. Neben derBerücksichtigungvon Verlusten bei der Übertragungder Betätigungskraftkönnenauch kurzfristige dynamische Motormomente, die beispielsweise aufgrundeiner schnellen Motor-Positionierungentstehen, abgeschätztund entsprechend der Schätzungim jeweiligen Betriebsmodus berücksichtigtwerden.
    [0009] Beidem eingangs diskutierten Stand der Technik kann es in bestimmtenBetriebssituationen dazu kommen, dass einer der Aktuatoren dauerhaft starkbelastet wird, insbesondere dauerhaft nahe des Lastschwellwertsbetrieben wird, wohingegen der andere Aktuator lediglich unter geringerLast steht. Dies tritt beispielsweise dann auf, wenn aus dem ersten Betriebsmodusin den zweiten Betriebsmodus gewechselt wird, wobei die hohe Betätigungskraftdes einen Aktuators aufrechterhalten wird und lediglich der jeweilsandere Aktuator in seiner Wirkungsweise umgekehrt wird. Um einerderartigen ungleichmäßigen Ansteuerungund Belastung der Aktuatoren entgegenzuwirken, sieht eine Weiterbildungder Erfindung vor, dass im zweiten Betriebsmodus die wenigstenszwei Aktuatoren derart angesteuert werden, dass sich die Last imWesentlichen gleichmäßig auf dieseverteilt. Dadurch kann gewährleistetwerden, dass beide Aktuatoren auf Dauer im Wesentlichen gleichmäßig belastetwerden und somit aufgrund der gleichmäßigen Beanspruchung auch dieVoraussetzungen fürvergleichbare Lebensdauern gegeben sind.
    [0010] Grundsätzlich bestehenverschiedene Möglichkeiten,die Aktuatoren im Rahmen einer Regelung anzusteuern. Eine dieserMöglichkeitenliegt darin, dass die wenigstens zwei Aktuatoren basierend auf Aktuatormomentvorgabenangesteuert werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass in dem erstenBetriebsmodus in einem Fall, in dem die resultierende Gesamtbetätigungskraftim Wesentlichen gleich Null ist, die wenigstens zwei Aktuatorenmit betragsmäßig gleichen,jedoch im Vorzeichen verschiedenen Aktuatormomentvorgaben angesteuertwerden, und in einem Fall, in dem die resultierende Gesamtbetätigungskraftvon Null abweicht, die wenigstens zwei Aktuatoren mit betragsmäßig undim Vorzeichen verschiedenen Aktuatormomentvorgaben ange steuert werden.Diese Weiterbildung der Erfindung bietet sich insbesondere bei derVerwendung von elektrischen Motoren als Aktuatoren an, beispielsweisebei Gleichstrommotoren, bei denen in der Regel ein proportionalesVerhältniszwischen Versorgungsstrom (Motorstrom) und Drehmoment besteht. Ausgehend vondiesem an sich bekannten Verhältnislässt sich derVersorgungsstrom regeln und damit das Drehmoment (Aktuatormoment)steuern. Demnach sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dasszum Ansteuern der wenigstens zwei Aktuatoren der Versorgungsstromentsprechend der Aktuatormomentvorgaben gewählt wird.
    [0011] Alternativzu einer Ansteuerung der wenigstens zwei Aktuatoren basierend aufAktuatormomentvorgaben kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass diewenigstens zwei Aktuatoren basierend auf Positionsvorgaben angesteuertwerden. Bei diesem Verfahren werden die Aktuatoren also nicht momentgesteuert,sondern positionsgesteuert. Es ist hierbei erforderlich, zunächst beiInbetriebnahme des Systems eine Initialisierung durchzuführen, umdie Ausgangsposition der Aktuatoren ermitteln zu können undum ferner ermitteln zu können,in welcher Betriebsposition der Aktuatoren, insbesondere bei welchemPositionsunterschied der Aktuatoren, das Bremssystem spielfrei ist.Eine weitere Aufgabe der Initialisierung liegt darin, das gesamteSpiel zwischen den Aktuatoren zu bestimmen. Die Summe oder Differenzdes Positionsunterschieds, bei dem das Bremssystem spielfrei ist,und des Spiels zwischen den Aktuatoren ergibt dann den Positionsunterschied derAktuatoren, bei dem die Aktuatoren im zweiten Betriebsmodus in Kontaktkommen.
    [0012] ImRahmen einer derartigen Initialisierung kann vorgesehen sein, dasszur Abschätzungeines Spiels bei der Übertragungder Betätigungskräfte auf dasStellglied die wenigstens zwei Aktuatoren jeweils einander entgegenwirkendverlagert werden und dabei deren Last, insbesondere anhand des Versorgungsstroms,ermittelt wird. Dies bedeutet, dass die Aktuatoren zunächst ineinem ersten Zyklus einander entgegenwirkend betrieben werden unddabei der Versorgungsstrom (Motorstrom) überwacht wird. Steigt der Versorgungsstromstark an, so ist dies ein Zeichen dafür, dass das in dem mechanischen Bremssystemvorhandene Spiel aufgebraucht ist. In einem weiteren Zyklus wirddie Wirkrichtung der Aktuatoren umgekehrt, so dass sie wiederumeinander entgegenwirkend, jedoch nunmehr jeweils in anderer Wirkrichtungbetrieben werden. Auch in diesem Zyklus wird der Versorgungsstrom(Motorstrom) überwacht.In der Folge kann dann vorgesehen sein, dass anhand des ermitteltenSpiels die Positionsvorgaben zum Ansteuern der wenigstens zwei Aktuatorenderart ermittelt werden, dass ein das ermittelte Spiel kompensierenderSoll-Positionsunterschied erreicht wird, der vorzugsweise eine zusätzlicheSoll-Vorspannung bewirkt. Ferner kann vorgesehen sein, dass anhanddes ermittelten Spiels auf den Verschleißzustand geschlossen wird.
    [0013] Erfindungsgemäß kann diegegenwärtige Positionder wenigstens zwei Aktuatoren jeweils mittels eines mit dem Aktuatorgekoppelten Positionsgebers ermittelt werden. Der Positionsgeberkann absolut oder inkrementell ausgeführt sein, wobei im letztgenanntenFall wiederum bei Inbetriebnahme des Bremssystems eine Initialisierungerforderlich ist, um eine Ausgangsposition bestimmen zu können, von derausgehend Positionsunterschiede für die Ansteuerung der Aktuatorenermittelt werden.
    [0014] Fernersieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass zur Erzielung dergewünschtenVorspannungskraft im ersten Betriebsmodus die Positionsvorgabenfür jedender Aktuatoren das ermittelte Spiel sowie einen der Vorspannungskraftentsprechenden Positionsunterschied berücksichtigen. In Fortführung diesesGedankens kann auch vorgesehen sein, dass zur Erzielung der gewünschtenVorspannungskraft im ersten Betriebsmodus die Betriebsparameter,wie beispielsweise eine Gesamtelastizität des elektromechanischen Bremssystems,insbesondere der Aktuatorik des Bremssystems, oder/und Reglereigenschafteneines dieses ansteuernden Reglers oder/und thermische Ausdehnungseffekte berücksichtigtwerden.
    [0015] Wievorstehend bereits erläutert,ist bei der Ansteuerung der Aktuatoren darauf zu achten, dass diesegemittelt überderen Betriebsdauer im Wesentlichen gleichmäßig belastet werden. In diesemZusammenhang ist erfindungsgemäß bezüglich derAnsteuerung der Aktuatoren anhand von Positionsvorgaben ferner vorgesehen,dass zur Korrektur des Positionsunterschiedes derjenige Aktuatorangesteuert wird, der verglichen zu dem wenigstens einen weiterenAktuator unter geringerer Last steht. Dies führt zu einer besseren Regelgüte und wenigerStörungen bezüglich derdurch den übergeordnetenRegelkreis kontrollierten Gesamtbetätigungskraft. Es ist anzumerken,dass nach einem Umschalten in den zweiten Betriebsmodus die Gesamtbetätigungskraftauf die Aktuatoren verteilt werden muss. Dies kann in zwei Stufenerfolgen. Zunächstmuss der Positionsunterschied zwischen den Aktuatoren so eingestelltwerden, dass beide Aktuatoren dazu in der Lage sind, die erforderlichenKräftezur Erzielung der Gesamtbetätigungskraftzu erzeugen. Dieser Positionsunterschied wird während der Initialisierung ermitteltund kann durch den Positionsgeber eingestellt werden. Wird beimUmschalten von dem ersten Betriebsmodus zu dem zweiten Betriebsmodusderjenige Aktuator angesteuert, der im Vergleich zu dem wenigstens einenweiteren Aktuator unter geringerer Last steht, so erfolgt dieser Übergangohne größere Störungen inder Regelung. Nach dem Umschalten werden die einzelnen von den Aktuatoraufgebrachten Betätigungskräfte im Wesentlichengleichmäßig aufgeteilt. Dieserfolgt durch einen verhältnismäßig langsamen Ausgleichder Momentvorgaben fürdie Aktuatoren. Beispielsweise kann hierfür in die Integralglieder der jeweiligenRegelung eingegriffen werden, damit der Übergang ohne Einfluss auf dieGesamtbetätigungskraftgesteuert werden kann. Fürden Fall, dass im zweiten Betriebsmodus eine erhöhte Elastizität auftritt,kann in Abhängigkeitvon der Gesamtbetätigungskraftein Positionsunterschied vorgegeben werden. Anhand dieses Positionsunterschiedeskönnendann die Aktuatoren derart angesteuert werden, dass die Last gleichmäßig aufbeide Aktuatoren verteilt wird.
    [0016] Alternativzu den vorstehend geschilderten Möglichkeiten zur Herbeiführung einesspielfreien Systems und zur Erzeugung einer Vorspannung kann erfindungsgemäß auch vorgesehensein, dass die wenigstens zwei Aktuatoren nach Maßgabe von Betätigungskraftvorgabenangesteuert werden. Anhand der im mechanischen Übertragungssystem von den Aktuatorenauf das Stellglied übertragenenBetätigungskraftbzw. Betätigungskräfte lässt sichebenfalls erkennen, ob das System bereits spielfrei arbeitet undob eine erwünschteVorspannung innerhalb des Systems erzeugt wird.
    [0017] Indiesem Zusammenhang kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dassdie Betätigungskraftjeweils unmittelbar an jedem der Aktuatoren erfasst wird. Hinsichtlichder Ermittlung der Betätigungskraftkann ferner vorgesehen sein, dass die jeweilige Betätigungskraftam Aktuator mittels eines Kraftsensors, insbesondere mittels einesDehnmesstreifens, erfasst wird.
    [0018] DieErfindung betrifft ferner ein elektromechanisches Bremssystem, vorzugsweisemit Selbstverstärkungswirkung,mit wenigstens zwei elektromagnetischen Aktuatoren, die dazu ausgebildetsind, auf ein gemeinsames Stellglied jeweils eine Betätigungskraftauszuüben,so dass das Stellglied mit einer resultierenden Gesamtbetätigungskraftzwischen einer Ruhestellung und einer Aktivstellung verlagerbarist, und mit einer Regeleinheit zum Ansteuern der wenigstens zweielektromagnetischen Aktuatoren, wobei die wenigstens zwei Aktuatorenvon der Regeleinheit in verschiedenen Betriebsmodi ansteuerbar sind,wobei in einem ersten Betriebsmodus die Betätigungskraft des einen Aktuatorsder Betätigungskraft desjeweils anderen Aktuators entgegenwirkt und diese zumindest teilweisekompensiert und wobei in einem zweiten Betriebsmodus die Betätigungskraft deseinen Aktuators und die Betätigungskraftdes jeweils anderen Aktuators gleichgerichtet sind. Bei diesem Bremssystemist ferner vorgesehen, dass die Regeleinheit die wenigstens zweiAktuatoren derart ansteuert, dass bei dauerhaftem Überschreiteneines Lastschwellwerts an einem der Aktuatoren ein Übergangvon dem ersten in den zweiten Betriebsmodus erfolgt. Im Falle eineselektromechanischen Bremssystems mit Selbstverstärkungswirkung kann neben derreinen lastabhängigenEntscheidungsgrundlage zum Umschalten zwischen dem ersten Betriebsmodusund dem zweiten Betriebsmodus gemäß einer Ausführungsvarianteder Erfindung vorgesehen sein, dass das Erfordernis eines Übergangsvon dem ersten Betriebsmodus zu dem zweiten Betriebsmodus unterBerücksichtigungsich ändernderBetriebsparameter, insbesondere des Reibwerts, des Bremssystemsermittelt wird. Der Reibwert kann beispielsweise nach der Gleichungermittelt werden:
    [0019] Hierbeikann die Aktuatorkraft je nach Ausführungsvariante entweder gemessenoder geschätztwerden.
    [0020] Einebesonders effektive, exakte und dennoch stabile Regelung ergibtsich insbesondere dann, wenn die Regeleinheit als kaskadierte Regeleinheitausgeführtist, in der in einer Abfolge, d.h. kaskadierend, mehrere Stellgrößen derwenigstens zwei Aktuatoren beeinflusst werden. Dies ist beispielsweisedadurch realisierbar, dass die Regelung mit einem äußeren Regelkreisund einem inneren Regelkreis ausgeführt wird. So ist es erfindungsgemäß fernermöglich,dass die Regeleinheit eine Geschwindigkeitsregeleinrichtung zurRegelung der Aktuatorgeschwindigkeit oder/und eine Versorgungsstromregeleinrichtungzur Regelung des Versorgungsstroms oder/und eine Momentenregeleinrichtungzur Regelung des Motormoments oder/und einen Positionsregeleinrichtungzur Regelung der Aktuatorposition aufweist. Ferner können Regeleinrichtungenzur Regelung des Bremsmoments, der Fahrzeugverzögerung, der Zuspannkraft sowiedes Radschlupfes vorgesehen sein.
    [0021] DieErfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Esstellen dar:
    [0022] 1 eineräumlicheAnsicht einer als Scheibenbremse ausgeführten erfindungsgemäßen elektromechanischenBremse;
    [0023] 2 eineAnsicht der erfindungsgemäßen Bremseentsprechend 1, wobei ein Teil der Komponentenweggelassen wurde;
    [0024] 3 eindie grundsätzlicheFunktion der erfindungsgemäßen Bremseillustrierendes Schaubild;
    [0025] 4 eineschematische Darstellung eines einem der Aktuatoren zugeordnetenReglers;
    [0026] 5 eine Übersichtsdarstellungeines für dieErfindung relevanten Teils einer Regelung für das erfindungsgemäße Bremssystem;
    [0027] 6 eineDarstellung einer übergeordnetenRegelung fürdas erfindungsgemäße Bremssystemund
    [0028] 7 mehrereDiagramme zur Erläuterung derVorgängebei einer Initialisierung des Bremssystems.
    [0029] 1 und 2 zeigeneine als Scheibenbremse ausgebildete elektromechanische Bremse 10 miteinem Gehäuse 12 undeiner um eine Achse drehbaren Bremsscheibe 14.
    [0030] DieBremse 10 weist einen ersten Reibbelag 16 auf,der mit der Vorderseite eines als Belagträger dienenden Keiles 18 festverbunden ist, beispielsweise durch Kleben. Auf seiner Rückseitehat der Keil 18 fürjede Drehrichtung der Bremsscheibe 14 eine Keilfläche 20 bzw. 20', die beideunter einem Steigungswinkel α zurBremsscheibe 15 angeordnet sind und sich an komplementären Keilflächen 21, 21' eines blockförmigen Widerlagers 22 abstützen.
    [0031] DasWiderlager 22 stütztsich übervier Gewindebolzen 24 an einem Bremssattel 26 ab,der die Bremsscheibe 14 überspannt und einen zur DrehachseA hin gerichteten Arm 28 aufweist. Der Arm 28 dientzur Abstützungeines zweiten Reibbelages 30, der in üblicher Weise auf einer Belagträgerplatte 32 befestigtist, die an der der Bremsscheibe 14 zugewandten Innenseitedes Armes 28 anliegt.
    [0032] DieBetätigungskraftder Bremse 10 wird von einer elektrischen Aktuatoranordnungerzeugt, die zwei hier als Linearaktuatoren ausgeführte Antriebe 34 und 34' umfasst. JederAntrieb 34, 34' umfassteinen Elektromotor 36, 36' und eine von ihm angetriebeneSchubstange 38, 38',die mit dem Keil 18 in Wirkverbindung steht. Im hier dargestelltenAusführungsbeispielhat jeder Elektromotor 36, 36' eine integrierte Spindelmutter(nicht dargestellt) und die Schubstangen 38, 38' sind jeweilsals mit der Spindelmutter zusammenwirkende Spindel ausgebildet. Einebenfalls nicht dargestellter Drehwinkelgeber in jedem Elektromotor 36, 36' ermöglicht dieBestimmung der genauen Position der zugehörigen Schubstange 38, 38' basierend aufden vom Elektromotor 36 oder 36' ausgeführten Umdrehungen und der Steigungdes Spindeltriebes.
    [0033] DerKeil 18 und das Widerlager 22 sind Teil einerSelbstverstärkungseinrichtungzur Verstärkung dervon den Antrieben 34, 34' erzeugten Betätigungskraft. Hierzu sind diefreien Enden der Schubstangen 38 und 38' in einer aufder Rückseitedes Keiles 18 vorhandenen Aufnahme 40 so gelagert, dasseine Translationsbewegung der Schubstangen 38, 38' zu einer entsprechendenVerschiebung des Keiles 18 in Richtung in die Zeichenebenehinein oder aus dieser heraus. Zum Betätigen der Bremse 10 wirdalso der Keil 18 mit dem an ihm befestigten Reibbelag 16 inDrehrichtung der Bremsscheibe 14 verschoben, und zwar durcheine Translationsbewegung der beiden Schubstangen 38 und 38'. Dabei stützt sichder Keil 18 überseine eine Keilfläche 20 oder 20' an der zugehörigen, komplementären Keilfläche 21 oder 21' des Widerlagers 22 abund bewegt sich nicht nur nach links oder rechts, sondern auch aufdie Bremsscheibe 14 zu.
    [0034] Sobaldder erste Reibbelag 16 in Kontakt mit der Bremsscheibe 14 kommt,entsteht eine Reaktionskraft, die von dem Reibbelag 16 über denKeil 18 und das Widerlager 22 auf den Bremssattel 26 übertragenwird. Letzterer ist schwimmend auf dem Gehäuse 12 der Bremse 10 gelagertund wird von der genannten Reaktionskraft solange verschoben, bis sichder zweite Reibbelag 30 ebenfalls an die Bremsscheibe 14 anlegt(Schwimmsattelprinzip). Jede weitere translatorische Verschiebungdes Keiles 18 in Betätigungsrichtungführt nunzu einem stärkeren Anpressender beiden Reibbeläge 16 und 30 andie Bremsscheibe 14 und damit zum gewünschten Bremsvorgang. Ein Lösen derBremse erfolgt durch Rückverschiebungdes Keiles 18 in seine Ausgangsstellung. Zur Reibungsminderungkönnendie Keilflächen 20, 20' und/oder dieWiderlagerflächen 21, 21' beispielsweisemit Wälzkörpern (nichtdargestellt) versehen sein. Wie dargestellt, ist die Aufnahme 40 soausgebildet, dass der Keil 18 sich in Richtung auf dieBremsscheibe 14 und von ihr weg bewegen kann, ohne dassdie Schubstangen 38, 38' diese Bewegung mitmachen.
    [0035] Damitdie Bremse 10 einen sich abnutzenden Reibbelag 16 ausgleichenkann, ist eine allgemein mit 42 bezeichnete Nachstelleinrichtungvorhanden (siehe 2), auf deren Funktionsweiseim Folgenden nicht nähereingegangen werden soll. Hierzu wird auf das deutsche Patent 10156 348 der Anmelderin verwiesen.
    [0036] Üblicherweisewird die Bremse 10 so ausgeführt sein, dass dann, wenn beieiner Bremsung ein zu großesLüftspielerkannt wird, eine Regelung die Nachstelleinrichtung 42 beigelösterBremse aktiviert, um das Lüftspielwieder auf den gewünschtenvorgegebenen Wert zu verkleinern. Die Nachstelleinrichtung 42 istvorzugsweise selbsthemmend ausgebildet, um eine unbeabsichtigteVerstellung des Lüftspieleszu verhindern.
    [0037] ImFolgenden wird die Funktion der elektromechanischen Bremse 10 undinsbesondere der Selbstverstärkungseinrichtunganhand der 3 näher erläutert. Es wurde bereits erwähnt, dassdie Selbstverstärkungseinrichtungfür jedeDrehrichtung der Bremsscheibe 14 eine Keilfläche 20 bzw. 20' aufweist, diesich an einer komplementärausgebildeten Fläche 21 bzw. 21' des Widerlagers 22 abstützt. Im dargestelltenAusführungsbeispielist jede Keilfläche 20, 20' bezüglich derBremsscheibe 14 unter einem wirksamen Keilwinkel α angeordnet.Dies muss jedoch nicht so sein, stattdessen kann der wirksame Keilwinkelfür dieeine Drehrichtung sich vom wirksamen Keilwinkel für die andereDrehrichtung unterscheiden. In 3 sind mitPfeilen die Kräfteangegeben, die auf den Keil 18 wirken.
    [0038] Essind dies
    [0039] Gemäß diesemKräftegleichgewichthängt dieReibkraft FF bzw. das Reibmoment an derBremsscheibe 14 entsprechend der Beziehung:
    [0040] DieEingangskraft FA, die gemäß 3 bei einerBremsbetätigungauf den Keil 18 wirkt, wird von den beiden Antrieben 34, 34' erzeugt. Beigegebenem Reibungskoeffizienten μ hängt dasMaß der Selbstverstärkung dereingeleiteten Kraft FA nur vom Steigungswinkel α ab: Im Gleichgewichtszustand, d.h.wenn der Wert des Reibungskoeffizienten μ gleich dem Tangens des Steigungswinkels α ist, brauchtdie Bremse 10 – wennder Reibbelag 16 in Kontakt mit der Bremsscheibe 14 ist – zur weiteren Bremsungkeine Eingangskraft FA mehr. Dieser Gleichgewichtszustandwird deshalb auch als der Punkt der optimalen Selbstverstärkung bezeichnet. DieKraftverstärkunghat hier eine Polstelle. Ist μ kleinerals tan α,muss eine Eingangskraft FA vorhanden sein,um eine Bremsung aufrechtzuerhalten. Ist hingegen μ größer alstan α, läuft dieBremse von alleine zu, d.h. die Bremskraft verstärkt sich ohne Vorhandenseineiner Eingangskraft FA immer mehr bis zum Blockierender Bremse. Soll dieser Blockierzustand vermieden bzw. eine gewünschte Bremskraftaufrechterhalten werden, muss eine negative Eingangskraft FA, d.h. eine in entgegengesetzter Richtungwirkende Eingangskraft FA auf den Keil 18 aufgebracht werden.
    [0041] Damitdie Eingangskraft FA klein sein kann, istman bestrebt, die Bremse 10 in einem Bereich zu betreiben,in dem der Reibungskoeffizient μ zumindestungefährgleich dem Tangens des Steigungswinkels α ist. In diesem Bereich geringerBetätigungskräfte arbeitendie beiden Antriebe 34 und 34' gemäß einem ersten Betriebsmodusgegeneinander, d.h. die beiden Antriebe 34, 34' leiten über dieSchubstangen 38, 38' einanderentgegengerichtete Kräfte inden Keil 18 ein. Die einander entgegengerichteten Kräfte sinddabei so bemessen, dass ein Kraftüberschuss in der Richtung resultiert,in die der Keil 18 bei einer Betätigung verschoben werden soll.Die beiden von den Antrieben 34, 34' in den Keil 18 eingeleiteten Kräfte können beideDruckkräfteoder auch beide Zugkräftesein, wichtig ist lediglich, dass ein Kraftüberschuss in der gewünschtenRichtung resultiert.
    [0042] Durchdas gegensinnige Arbeiten der beiden Antriebe 34, 34' ist die Betätigung desKeiles 18 spielfrei. Diese Spielfreiheit ist für den Betriebder Bremse 10 im Bereich der optimalen Selbstverstärkung wichtig,denn in diesem Bereich kann es aufgrund des sich während desBetriebes der Bremse änderndenReibungskoeffizienten μ zueinem schnellen Wechsel zwischen Zuständen, in denen μ kleiner tanα ist, undZuständenkommen, in denen μ größer tanα ist. Mitanderen Worten, in dem Bereich um den Punkt der optimalen Selbstverstärkung herumkann es einen schnellen Wechsel zwischen Zuständen geben, in denen eine positiveEingangskraft FA gefordert ist, und Zuständen, indenen eine negative Eingangskraft FA notwendigist, um eine bestimmte, gewünschteBremskraft aufrechtzuerhalten. Wäreder Aktuator nicht spielfrei, würdebei jedem Vorzeichenwechsel der Eingangskraft FA dasim Aktuator vorhandene Spiel durchlaufen werden, was zu undefiniertenZuständenund damit zu einer schlechten Regelbarkeit der Bremse führen würde. Diespielfreie Betätigungmittels der beiden im Normalfall gegensinnig arbeitenden Antriebe 34, 34' vermeidet dieses Problemwirkungsvoll.
    [0043] InBetriebszuständen,in denen sich der Wert des Reibungskoeffizienten μ stark vomTangens des Steigungswinkels α unterscheidet,sind größere Eingangskräfte FA erforderlich, um eine gewünschte Bremswirkungzu erzielen. In solchen Betriebszuständen arbeiten die beiden Antriebe 34, 34' gemäß einemzweiten Betriebsmodus miteinander, d.h. sie erzeugen gleichgerichteteKräfte,indem einer der Antriebe auf den Keil 18 drückt undder andere Antrieb am Keil 18 zieht. Damit ein solchesgleichsinniges Wirken der Antriebe möglich ist, sind beide Antriebe 34, 34' umsteuerbarausgeführt,d.h. ihre Betätigungsrichtunglässt sichumkehren. Im gleichsinnigen Betrieb der Antriebe 34, 34' arbeitet derAktuator der Bremse 10 nicht mehr spielfrei. Dies stelltjedoch in der Praxis kein Problem dar, da hier kein Richtungswechselder Aktuatorkraft auftritt. Nähertsich der Reibwert wieder der Polstelle der Kraftverstärkung (μ = tanα), so wirdwieder in den ersten Betriebsmodus umgeschaltet.
    [0044] Wiebereits kurz angedeutet wurde, kann sich der Reibungskoeffizient μ in Abhängigkeitvon den Betriebsbedingungen der Bremse relativ stark ändern. JedeReibwertänderungwährendeines Bremsvorgangs führtjedoch zu einer Änderungder Reibkraft FF und somit zu einer sich änderndenVerzögerungdes abzubremsenden Bauteiles der Bremse, welches vorliegend durchdie Bremsscheibe 14 gebildet ist. Um diese unerwünschtenReibwertänderungenauszuregeln, ist die dargestellte Scheibenbremse 10 miteiner nicht gezeigten Sensorik versehen, die eine ständige Messungder Reibkraft gestattet. Diese an sich bekannte Sensorik ist miteinem ebenfalls nicht dargestellten, elektronischen Steuergerät verbunden,das die erhaltenen Signale auswertet und insbesondere einen Vergleichzwischen einem vorgegebenen Sollwert der Reibkraft und dem tatsächlichenIstwert der Reibkraft vornimmt. Entsprechend dieser Auswertung derSignale werden die Antriebe 34, 34' von dem Steuergerät so angesteuert,dass durch Verschieben des Keiles 18 in oder entgegen derDrehrichtung der Bremsscheibe 14 eine Erhöhung oderErniedrigung des Istwertes der Reibkraft erreicht wird, um den Reibkraft-Istwert anden Reibkraft-Sollwert heranzuführen.
    [0045] DieReibkraftregelung der dargestellten Bremse 10 kann nachverschiedenen Ansätzenerfolgen, die im Folgenden erläutertwerden.
    [0046] 4 zeigteinen Kaskadenregler 50, wie er zur Ansteuerung eines derAntriebe (Motoren) 34 in einem Ausführungsbeispiel der Erfindungeingesetzt wird. Ausgehend von einer Soll-Geschwindigkeit, mit welcherder Motor 34 oder 34' des Bremssystems eine Positionsänderungdes Keils 18 ausführensoll, wird der Regler 50 angesteuert. Als Ausgangsgröße (Regelgröße) wirddie Position des Motors 34 oder 34' und damit des Keils 18 verändert. DerRegler 50 umfasst eine innere Regelschleife 52 undeine äußere Regelschleife 54. Über dieinnere Regelschleife 52 wird der Versorgungsstrom des Motors 34 bzw. 34' vermittelseines Stromreglers 56 geregelt. Durch die äußere Regelschleife 54 wird über einenGeschwindigkeitsregler 58 die Motorgeschwindigkeit geregelt. DerRegler 50 funktioniert derart, dass als Regelgröße die Positiondes Keils 18 verwendet wird und zunächst als Stellgröße für die äußere Regelschleife 54 dieSoll-Geschwindigkeit des Motors verwendet wird. Der Geschwindigkeitsregler 58 gibtdann als Stellgröße einenSoll-Strom aus, der mit einem gegenwärtigen Ist-Strom verglichenwird, wobei das Vergleichsergebnis als Stellgröße dem Stromregler 56 zugeführt wird,der nach Maßgabedieser Stellgröße den Motor 34 bzw. 34' ansteuert.
    [0047] 4 zeigtferner, dass in einer abgewandelten Ausführungsform auch über denstrichpunktierten Reglereingang 60 eine Vorspannung vorgebbarist, das heißtein Soll-Strom, der zu einer bestimmten Vorspannung in dem Systemführt.Dieser Soll-Strom 60 kannabhängigvon den Betriebsbedingungen des Motors 34 oder 34' verändert werden,damit beispielsweise eine höhereVorspannung bei einer Motorbeschleunigung vorhanden ist. Wird dieser über denReglereingang 60 zugeführteSoll-Strom zu dem vondem Geschwindigkeitsregler 58 ausgehenden Soll-Strom hinzuaddiert,so ergibt sich ein Gesamt-Soll-Strom am Eingang des Stromreglers 56, anhanddessen der Motor 34 bzw. 34' derart angesteuert werden kann,dass sich in dem System eine vorbestimmte Vorspannung einstellt,die – wievorstehend geschildert – zueinem spielfreien System führt.
    [0048] 5 zeigtin einer Übersichtsdarstellungeines fürdie Erfindung relevanten Teils des Regelsystems, mit welchem dieerfindungsgemäße Bremse 10 angesteuertwird. Hierzu sind zwei Motorregler 501 und 502 vorgesehen, wie sie im Detail mitBezug auf 4 vorstehend erläutert wurden.In dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispielsetzen sich die den Motorreglern 501 und 502 fürdie beiden Antriebe 34 bzw. 34' über die Regelungseingänge 62 und 64 eingegebenenStellgrößen auszwei Komponenten zusammen. Die erste Komponente ist die vorgegebene Soll-Geschwindigkeit.Die zweite Komponente ist eine von einer Regeleinheit 66 ausgegebeneweitere Soll-Geschwindigkeit,die zur Einstellung eines Positionsunterschieds zwischen den Motoren 34 und 34' dient. DieRegeleinheit 66 (auch als Delta-Positionsregelung bezeichnet)erhältals Eingangsgröße einen Soll-Positionsunterschied über denReglereingang 68. Ferner berücksichtigt die Regeleinheit 66 dieaktuellen Motorpositionen überdie Reglereingänge 70 und 72.Die weitere Soll-Geschwindigkeit wird über Addierer 74, 76 zuder überden Reglereingang 78 vorgegebenen Soll-Geschwindigkeit addiert, so dass sichdie Soll-Geschwindigkeiten der Reglereingänge 62 und 64 ergeben.Mit den daraus resultierenden Motorpositionen wird dann die Bremse 10 angesteuert,um letztendlich als Ausgangsgröße das Bremsmoment 80 zuerzeugen.
    [0049] 6 zeigteine Regeleinheit, die in einer Ausführungsvariante der Erfindungder in 5 gezeigten Regeleinheit vorgeschaltet sein kannund zur Bestimmung der überden Eingang 78 vorzugebenden Soll-Geschwindigkeit und des über denEingang 68 vorzugebenden Soll-Positionsunterschieds dienenkann. Die in 6 gezeigte Regeleinheit erhält als Eingangsgrößen über nichtgezeigte Sensoren gemessene Werte für das Ist-Bremsmoment der Bremseoder optional die Ist-Position des Motors 34 bzw. 34' oder des Keilsoder fürdas beispielsweise durch die Bremspedalstellung vorgegebene Soll-Momentzur Regelung des Motors 34 bzw. 34'.
    [0050] Die über denEingang 82 eingegebenen Eingangsgrößen werden verschiedenen Regleruntereinheiten,nämlicheiner Regleruntereinheit 84 zu Initialisierung des Systems,einer Regleruntereinheit 86 zur Momentregelung und einerRegleruntereinheit 88 zur Durchführung der Regelung in einemNotbetriebsfall, sowie auch einer Schaltungslogik 90 zugeführt. Dieverschiedenen Regleruntereinheiten 84, 86 und 88 werdenin Abhängigkeitvom gegenwärtigen Betriebszustandder Bremse 10 aktiviert. Die Schaltungslogik 90 ermitteltanhand von bestimmten Betriebsparametern, welche der Regleruntereinheiten 84, 86 und 88 beider Regelung des Bremssystems 10 berücksichtigt werden soll. NachMaßgabedieser Entscheidung wird die Soll- Geschwindigkeit über den Eingang 78 undder Soll-Positionsunterschied über denEingang 68 des Teils der Regelung entsprechend 5 zugeführt.
    [0051] Soist bei dem 4–6 betreffenden Ausführungsbeispielder Erfindung vorgesehen, dass bei Inbetriebnahme des Bremssystems 10,beispielsweise beim Starten eines Fahrzeugs, das mit dem erfindungsgemäßen Bremssystemausgestattet ist, zunächstdie Initialisierungs-Regleruntereinheit 84 aktiv wird undeine – imFolgenden noch im Detail erläuterte – Initialisierungdurchführt.Nach Durchführungder Initialisierung wird dann das Bremssystem 10 bei diesemAusführungsbeispielanhand einer Bremsmomentregelung angesteuert, das heißt jederMotor 34 und 34' wirdbei diesem Ausführungsbeispielauf Grundlage von Positionsvorgaben angesteuert, die über dieeinzelnen weiteren Komponenten der Regeleinheit in Soll-Stromvorgabenumgewandelt werden. Durch unterschiedliche Positionsvorgaben für die Motoren 34 und 34' kann das Bremssystem 10 in demersten Betriebsmodus betrieben werden, in dem sich die Wirkung derMotoren 34 bzw. 34' teilweise kompensiert,wobei jedoch ein spielfreies System mit gewünschter Vorspannung erreichtwerden kann. Wird im Rahmen dieses ersten Betriebsmodus einer derMotoren 34 bzw. 34' über längere Zeitunerwünschtstark belastet, beispielsweise derart, dass ein erster Lastschwellwert,der sich aus einem maximal zulässigenVersorgungsstrom ergibt, dauerhaft überschritten wird, so schaltetdie Regleruntereinheit 86 in den zweiten Betriebsmodusum, in dem die Teilkompensation der Motorwirkungen aufgehoben wird unddie beiden Motoren 34 bzw. 34' mit gleichgerichteter Wirkungzusammenarbeiten, das heißt,dass sich ihre Wirkungen addieren und nicht mehr kompensieren. Wirdin der Folge von beiden Motoren 34 bzw. 34' ein zweiterLastschwellwert, der betragsmäßig unterhalbdes ersten Lastschwellwerts liegt, dauerhaft unterschritten, soschaltet die Regleruntereinheit 86 wieder aus dem zweitenBetriebsmodus in den ersten Betriebsmodus zurück.
    [0052] Für den Falleines Defekts einzelner Teile des Systems, kann vorgesehen sein,dass die Schaltungslogik 90 lediglich Eingangssignale vonder Notfunktions-Regeleinheit 88 verwertet, so dass das Bremssysteman die ermittelte Notbetriebssituation angepasst werden kann.
    [0053] 7 zeigtverschiedene Diagramme, die zur Erläuterung der Vorgehensweisebei der Initialisierung des Bremssystems dienen. In dem oberen Diagrammaus 7 ist der Verlauf 92 der Motorgeschwindigkeiteines der Motoren 34 bzw. 34' bei der Initialisierung gezeigt.Zunächstwird der Motor 34 mit einer ersten Geschwindigkeit v1 bis zu einem Zeitpunkt t2 indie eine Richtung bewegt. Bei Erreichen des Zeitpunkts t2 wird der Motor 34 mit der betragsmäßig gleichenjedoch im Vorzeichen veränderten Geschwindigkeitv2 = (–v1) in die andere Richtung zurück bewegt.
    [0054] Dasmittlere Diagramm aus 7 zeigt den Verlauf 94 eineswährendeiner derartigen Motoransteuerung gemessenen Motorstroms. Das untereDiagramm aus 7 zeigt den Verlauf 96 einessich aus der Geschwindigkeitsvorgabe ergebenden gemessenen Positionsunterschieds.Es sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen der Initialisierung derjeweils andere Motor 34' ingleicher Weise angesteuert wird, wie in 7 gezeigt,jedoch derart, dass die beiden Motoren 34 und 34' einander entgegenwirken.
    [0055] 7 zeigt,dass der Motorstrom bei einer Verlagerung des jeweiligen Motors 34 bzw. 34' etwa bis zumZeitpunkt t1 konstant bleibt. In dieserPhase arbeitet der jeweilige Motor 34 bzw. 34' lediglich gegeneinen geringen Widerstand an, der sich beispielsweise durch Reibungseffekteoder wirkungsgradbedingte Verluste ergibt. Sobald ein Betriebszustanderreicht wird, an dem sämtlichesSpiel in dem System aufgebraucht ist, so dass die beiden Motoren 34 und 34' tatsächlich gegeneinanderarbeiten, steigt der Motorstrom stark an. Dies erfolgt zum Zeitpunktt1 in der Druckphase der Initialisierung,das heißtin einer Phase, in der beide Motoren 34 und 34' gegeneinanderdrücken.Währenddes Anstiegs wird ein Motorstrom-Schwellwert („Schwellwert (Druck)") überschritten.Parallel hierzu wird die Position der Motoren 34 und 34' erfasst. DerZeitpunkt, an dem der beobachtete Motor 34 bzw. 34' seinen Motorstrom-Schwellwert („Schwellwert(Druck)") erreicht wirdals Zeitpunkt t2 definiert. Die Motorpositionzum Zeitpunkt t2 wird als der gesuchte Kontaktpunktdefiniert. Nach Überschreitendes Motorstrom-Schwellwerts wird zum Zeitpunkt t3 dieGeschwindigkeitsvorgabe umgekehrt. Zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 werden alternativzur Ermittlung einer Regressionsgeraden weitere Werte erfasst. InFolge der Umkehr der Geschwindigkeitsvorgabe drücken die Motoren 34 und 34' nun nicht mehrgegeneinander, sondern ziehen überdie Stangen 38, 38' inentgegengesetzter Richtung an dem Keil 18. Dies bleibtzunächstsolange ohne wesentliche Auswirkung auf den Motorstromverlauf 94,bis wiederum das gesamte in dem System vorhandene Spiel aufgebrauchtist, was etwa zum Zeitpunkt t4 der Fallist. Ab dem Zeitpunkt t4 kompensiert sichdie Wirkung der Motoren 34 und 34' wiederum, so dass sich der Widerstand,der an den Motoren 34 und 34' wirkt, deutlich erhöht. In derFolge steigt entsprechend der Motorstrom an, jedoch in negativerRichtung, bis er zum Zeitpunkt t5 den diesemBereich zugeordneten Schwellwert („Schwellwert (Zug)") erreicht. Die Motorpositionzum Zeitpunkt t5 wird wieder als Kontaktpunktdefiniert. Zu dem späterenZeitpunkt t6 wird wiederum die Geschwindigkeitsvorgabegeändert.In der Folge wird die Initialisierung abgeschlossen und es kannanhand der Messergebnisse, ins besondere durch Ermittlung der Differenzder Motorpositionen zu den Zeitpunkten t2 undt4 ermittelt werden, welches Spiel in demSystem vorhanden ist und wo der Kontaktpunkt liegt.
    [0056] Esist möglich,jeweils diejenige Motorposition zur Bestimmung des Spiels zu verwenden,bei welcher der vorab bestimmte Schwellwert überschritten wird. Alternativhierzu ist es aber auch möglich, unterVerwendung der Methode der kleinsten Quadrate im Bereich zwischenden Zeitpunkten t1 und t3 bzw.t4 und t6 anzuwenden,um daraus eine zuverlässigemessfehlerfreie Bestimmung des Spiels zu gewinnen.
    [0057] Stattmit einer Motor-Sollgeschwindigkeit ist es auch möglich, dieInitialisierung mittels einer Rampe im Rahmen des Soll-Positionsunterschiedsdurchzuführen.
    [0058] Allgemeinkann statt des gemessenen Motorstroms der Sollwert des Motorstromsals Maß für das Motormomentbenutzt werden.
    [0059] Anhandder Initialisierung lässtsich neben dem inhärentin dem System vorhandenen Spiel zusätzlich auch ein mechanischerVerschleiß des Bremssystemserfassen. Es lassen sich auch einzelne Betriebsstellungen des Systemsermitteln, an denen das Spiel in dem Kraftübertragungssystem von den Motoren 34 und 34' auf den Keil 18 überwunden ist.
    [0060] Auf ähnlicheWeise lässtsich auch die Kontaktposition bestimmen, an der der Reibbelag 16 mit derBremsscheibe 14 in Kontakt tritt. Hierzu muss eine resultierendeGesamtbetätigungskraftzur Verlagerung des Keils 18 aufgebracht werden, so dass dieserauf die Bremsscheibe 14 zu verlagert wird. Sobald dieserin Kontakt mit der Bremsscheibe 14 tritt, kommt es wiederumzu einer messbaren Änderung derMotorströmeder Motoren 34 und 34'.
    [0061] Esist ergänzenddarauf hinzuweisen, dass anstelle der vorstehend beschriebenen Regelunganhand von Positionsvorgaben alternativ auch eine Regelung der Motormomenteoder eine Regelung der Vorspannung erfolgen kann, die beispielsweise über Dehnmesssteifenoder andere mechanische Sensoren in dem System ermittelt wird. Diedrei Regelungsmöglichkeiten – Momentenregelung,Positionsunterschiedsregelung und Vorspannungsregelung – können alternativbereitgestellt werden und in Abhängigkeitvon der Betriebssituation wahlweise aktiviert werden.
    权利要求:
    Claims (20)
    [1] Verfahren zum Steuern eines elektromechanischenBremssystems (10), vorzugsweise mit Selbstverstärkungswirkung, wobeidas elektromechanische Bremssystem (10) mit wenigstenszwei Aktuatoren (34, 34') versehen ist, die dazu ausgebildetsind, auf ein gemeinsames Stellglied (18) jeweils eineBetätigungskraftauszuüben,so dass das Stellglied (18) mit einer resultierenden Gesamtbetätigungskraftzwischen einer Ruhestellung und einer Aktivstellung verlagerbarist, wobei die wenigstens zwei Aktuatoren (34, 34') in verschiedenenBetriebsmodi ansteuerbar sind, wobei in einem ersten Betriebsmodusdie Betätigungskraftdes einen Aktuators (34) der Betätigungskraft des jeweils anderenAktuators (34')entgegenwirkt und diese zumindest teilweise kompensiert und wobeiin einem zweiten Betriebsmodus die Betätigungskraft des einen Aktuators(34) und die Betätigungskraftdes jeweils anderen (34) Aktuators gleichgerichtet sind, dadurchgekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Aktuatoren (34, 34') bei dauerhaftem Überschreiten einesLastschwellwerts an einem der Aktuatoren (34, 34') aus dem erstenBetriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus geschaltet werden.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Betriebszustand der wenigstens zwei Aktuatoren (34, 34'), insbesonderedas Erreichen des Lastschwellwerts, anhand eines den Aktuatorenjeweils zugeführtenVersorgungsstroms ermittelt wird.
    [3] Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass bei der Ansteuerung der wenigstens zwei Aktuatoren (34, 34') Verluste beider Übertragungder resultierenden Betätigungskraftauf das Stellglied (18), insbesondere reibungsbedingte oder/undwirkungsgradbedingte Verluste oder/und dynamische Motormomenteffekte,berücksichtigt werden.
    [4] Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass im zweiten Betriebsmodus die wenigstens zweiAktuatoren (34, 34')derart angesteuert werden, dass sich die Last im Wesentlichen gleichmäßig aufdiese verteilt.
    [5] Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Aktuatoren (34, 34') basierendauf Momentvorgaben angesteuert werden.
    [6] Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,dass in dem ersten Betriebsmodus in einem Fall, in dem die resultierendeGesamtbetätigungskraftim wesentlichen gleich Null ist, die wenigstens zwei Aktuatoren(34, 34')mit betragsmäßig gleichen, jedochim Vorzeichen verschiedenen Momentvorgaben angesteuert werden, undin einem Fall, in dem die resultierende Gesamtbetätigungskraftvon Null abweicht, die wenigstens zwei Aktuatoren (34, 34') mit betragsmäßig undim Vorzeichen verschiedenen Momentvorgaben angesteuert werden.
    [7] Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,dass zum Ansteuern der wenigstens zwei Aktuatoren (34, 34') der Versorgungsstrom entsprechendder Momentvorgaben gewähltwird.
    [8] Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Aktuatoren (34, 34') basierendauf Positionsvorgaben angesteuert werden.
    [9] Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,dass zur Abschätzungeines Spiels bei der Übertragungder Betätigungskräfte aufdas Stellglied (18) die wenigstens zwei Aktuatoren (34, 34') jeweils einanderentgegenwirkend verlagert werden und dabei deren Last, insbesondereder Versorgungsstrom, ermittelt wird.
    [10] Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,dass anhand des ermittelten Spiels die Positionsvorgaben zum Ansteuernder wenigstens zwei Aktuatoren (34, 34') derart ermitteltwerden, dass ein das ermittelte Spiel kompensierender Soll-Positionsunterschied,der vorzugsweise eine zusätzliche Soll-Vorspannungbewirkt, erreicht wird.
    [11] Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,dass anhand des ermittelten Spiels auf den Verschleißzustandgeschlossen wird.
    [12] Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet,dass die gegenwärtige Positionder wenigstens zwei Aktuatoren (34, 34') jeweils mittelseines mit dem Aktuator (34, 34') gekoppelten Positionsgebers ermitteltwird.
    [13] Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet,dass zur Erzielung einer gewünschtenVorspannungskraft im ersten Betriebsmodus die Positionsvorgabenfür jedender Aktuatoren (34, 34') das ermittelte Spiel sowie einender Vorspannungskraft entsprechenden Positionsunterschied berücksichtigen.
    [14] Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet,dass zur Veränderung derVorspannungskraft, insbesondere durch Veränderung des Positionsunterschiedes,derjenige Aktuator (34, 34') angesteuert wird, der verglichenzu dem wenigstens einen weiteren Aktuator (34, 34') unter geringererLast steht.
    [15] Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Aktuatoren (34, 34') nach Maßgabe vonBetätigungskraftvorgabenangesteuert werden.
    [16] Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,dass die Betätigungskraftjeweils unmittelbar an jedem der Aktuatoren (34, 34') oder/und beider Übertragungder resultierenden Betätigungskraftauf das Stellglied (18) erfasst wird.
    [17] Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das Erfordernis eines Übergangs von dem ersten Betriebsmoduszu dem zweiten Betriebsmodus unter Berücksichtigung sich ändernderBetriebsparameter, insbesondere des Reibwerts, des Bremssystemsermittelt wird.
    [18] Elektromechanisches Bremssystem, vorzugsweise mitSelbstverstärkungswirkung, mitwenigstens zwei elektromagnetischen Aktuatoren (34, 34'), die dazuausgebildet sind, auf ein gemeinsames Stellglied (18) jeweilseine Betätigungskraft auszuüben, sodass das Stellglied (18) mit einer resultierenden Gesamtbetätigungskraftzwischen einer Ruhestellung und einer Aktivstellung verlagerbarist, und mit einer Regeleinheit zum Ansteuern der wenigstens zweielektromagnetischen Aktuatoren (34, 34'), wobeidie wenigstens zwei Aktuatoren (34, 34') von der Regeleinheitin verschiedenen Betriebsmodi ansteuerbar sind, wobei in einemersten Betriebsmodus die Betätigungskraftdes einen Aktuators (34) der Betätigungskraft des jeweils anderenAktuators (34')entgegenwirkt und diese zumindest teilweise kompensiert und wobeiin einem zweiten Betriebsmodus die Betätigungskraft des einen Aktuators(34) und die Betätigungskraftdes jeweils anderen Aktuators (34') gleichgerichtet sind, dadurchgekennzeichnet, dass die Regeleinheit die wenigstens zwei Aktuatoren(34, 34')derart ansteuert, dass bei dauerhaftem Überschreiten eines Lastschwellwertsan einem der Aktuatoren (34, 34') ein Übergang von dem ersten in denzweiten Betriebsmodus erfolgt.
    [19] Bremssystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,dass die Regeleinheit als kaskadierte Regeleinheit ausgeführt ist,in der kaskadierend mehrere Stellgrößen der wenigstens zwei Aktuatoren (34, 34') beeinflusstwerden.
    [20] Bremssystem nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet,dass die Regeleinheit eine Regeleinrichtung zur Regelung der Aktuatorgeschwindigkeitoder/und zur Regelung des Versorgungsstroms oder/und zur Regelungdes Motormoments oder/und zur Regelung der Aktuatorposition oder/undzur Regelung des Bremsmoments oder/und zur Regelung der Verzögerung oder/undzur Regelung der Zuspannkraft oder/und zur Regelung des Radschlupfesaufweist.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004008384B4|2010-02-04|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-09-15| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2010-07-29| 8364| No opposition during term of opposition|
    2010-12-16| 8339| Ceased/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE102004008384A|DE102004008384B4|2004-02-20|2004-02-20|Verfahren zum Steuern eines elektromechanischen Bremssystems und elektromechanisches Bremssystem|DE102004008384A| DE102004008384B4|2004-02-20|2004-02-20|Verfahren zum Steuern eines elektromechanischen Bremssystems und elektromechanisches Bremssystem|
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