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Title:
METHOD FOR ADJUSTING THE CLEARANCE OF AN ELECTROMECHANICAL BRAKE, AND RESPECTIVE BRAKE, CONTROL DEVICE AND COMPUTER PROGRAM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/143973
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for adjusting the clearance of an electromechanical brake, in particular of a utility vehicle brake. The method according to the invention comprises the following steps: activating a clearance test cycle for the brake, applying at least one brake lining of the brake in the direction of a brake disc and determining a contact position in which the brake lining enters into contact with the brake disc when application occurs, determining the clearance as well the degree of wear of the lining on the basis of the determined contact position, calculating the clearance which is necessary for the brake and a necessary contact position of the brake lining and brake disc in accordance with the degree of wear of the lining using predefined parameters.

Inventors:
BEIER PETER (DE)
REINERS ARNE (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/084428
Publication Date:
July 16, 2020
Filing Date:
December 10, 2019
Export Citation:
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Assignee:
WABCO EUROPE BVBA (BE)
International Classes:
B60T13/66; B60T13/74; B60T17/22; F16D55/226; F16D65/18
Foreign References:
EP2631503A12013-08-28
AT516801A22016-08-15
AT516801A22016-08-15
Attorney, Agent or Firm:
SCHWARZWELLER, Thomas (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Verfahren (200) zum Einstellen eines Lüftspiels (L) einer

elektromechanischen Bremse (100), insbesondere einer Nutzfahrzeugbremse (100), umfassend die Schritte:

Aktivieren (202) eines Lüftspiel-Prüfzyklus für die Bremse (100);

Zuspannen (204) wenigstens eines Bremsbelags (103) der Bremse (100) in Richtung einer Bremsscheibe (105) und Ermittlung (204a) einer

Kontaktposition (Kist), bei welcher der Bremsbelag (103) mit der Bremsscheibe (105) beim Zuspannen (204) in Kontakt tritt;

Bestimmen (206) des Lüftspiels (List) sowie eines Belagverschleißgrades (VB) auf Basis der ermittelten Kontaktposition (Kist);

Berechnen (208) eines für die Bremse (100) erforderlichen Lüftspiels (Lsoii) und einer erforderlichen Kontaktposition (KSOII) von Bremsbelag (103) und Bremsscheibe (105) in Abhängigkeit vom Belagverschleißgrad (VB) unter Verwendung vordefinierter Parameter (P).

2. Verfahren (200) nach Anspruch 1 , ferner umfassend den Schritt:

Vergleichen (210) der ermittelten Kontaktposition (Kist) mit der

erforderlichen Kontaktposition (Ksoii) und/oder des ermittelten Lüftspiels (List) mit dem erforderlichen Lüftspiel (Lsoii) , wobei für den Fall, dass die ermittelte Kontaktposition (Kist) von der erforderlichen Kontaktposition (KSOII) und/oder das ermittelte Lüftspiel (List) von dem erforderlichen Lüftspiel (Lsoii) um weniger als einen Toleranzwert (T) abweicht, ein Bremsbereitschaftssignal (212) generiert wird.

3. Verfahren (200) nach Anspruch 2,

wobei für den Fall, dass die ermittelte Kontaktposition (Kist) von der

erforderlichen Kontaktposition (Ksoii) und/oder das ermittelte Lüftspiel (List) von dem erforderlichen Lüftspiel (LSOII) um mehr als einen Toleranzwert (T) abweicht, eine erforderliche Lüftspielnachstellstrecke (216) berechnet wird.

4. Verfahren (200) nach Anspruch 3, mit den weiteren Schritten:

Nachstellen (218) des Lüftspiels (List) gemäß der berechneten

erforderlichen Lüftspielnachstellstrecke (216);

Erneute Aktivierung des Lüftspiel-Prüfzyklus (202) für die Bremse (100).

5. Verfahren (200) nach Anspruch 4,

wobei für den Fall, dass keine Kontaktposition (Kist) oder kein Lüftspiel (List) aufgefunden werden kann, für welches die ermittelte Kontaktposition (Kist) von der erforderlichen Kontaktposition (KSOII) und/oder das ermittelte Lüftspiel (List) von dem erforderlichen Lüftspiel (LSOH) um weniger als einen Toleranzwert (T) abweicht ein Fehlersignal (220) generiert wird.

6. Verfahren (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

wobei die vordefinierten Parameter (P) umfassen:

Bremsenkennlinie und/oder

Steifigkeitskennfeld, in dem zustandsabhängige Steifigkeitswerte hinterlegt sind.

7. Verfahren (200) nach Anspruch 4,

wobei das Nachstellen (218) des Lüftspiels (L) mittels einer elektrischen Lüftspiel-Nachstellvorrichtung (20), insbesondere mittels eines elektrischen Antriebs (20), erfolgt.

8. Verfahren (200) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, insbesondere nach Anspruch 7,

wobei die Berechnung (216) der benötigten Lüftspielnachstellstrecke (218) die Bestimmung von Betriebsparametern für die elektrische Lüftspiel- Nachstellvorrichtung (20), insbesondere die Vorgabe einer Nachstell-position für den elektrischen Antrieb (20), aufweist.

9. Verfahren (200) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Aktivierung (202) des Lüftspiel-Prüfzyklus vor jeder Fahrzeuginbetriebnahme erfolgt, insbesondere durch Aktivierung (222) einer Fahrzeugzündung.

10. Verfahren (1000) zum Einstellen eines Lüftspiels (L) bei einem Fahrzeug mit mehreren elektromechanischen Bremsen (1 102, 1202, 1302, 1402), insbesondere einem Nutzfahrzeug (2000), wobei für jede der Bremsen (1 102, 1202, 1302, 1402) das Verfahren (200) zum Einstellen eines Lüftspiels (L) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgeführt wird.

11. Verfahren (1000) nach Anspruch 10, wobei der Lüftspiel-Prüfzyklus nur für eine erste Anzahl der elektromechanischen Bremsen (1 102, 1202, 1302, 1402) erfolgt, die geringer als die Gesamtzahl der am Fahrzeug vorhandenen elektromechanischen Bremsen 1 102, 1202, 1302, 1402) ist.

12. Steuergerät (8) zum Einstellen eines Lüftspiels (L) einer

elektromechanischen Bremse (100), insbesondere einer Nutzfahrzeugbremse (100), mit

einer ersten Schnittstelle (10) zur signalleitenden Verbindung (6) des Steuergeräts (8) mit einem Bremsenaktuator (2);

einer zweiten Schnittstelle (12) zur signalleitenden Verbindung (18) des Steuergeräts (8) mit einer elektrischen Lüftspiel-Nachstellvorrichtung (20); einem Datenspeicher (14) und einem Prozessor (16),

wobei das Steuergerät (8) dazu eingerichtet ist,

einen Lüftspiel-Prüfzyklus für die Bremse (100) zu aktivieren;

ein Zuspannen (204) wenigstens eines Bremsbelags (103) der Bremse (100) in Richtung einer Bremsscheibe (105) mittels des Bremsenaktuators (2) zu bewirken und eine Kontaktposition (Kist) zu ermitteln, bei welcher der Bremsbelag (103) mit der Bremsscheibe (105) beim Zuspannen (204) in Kontakt tritt;

das Lüftspiel (List) sowie einen Belagverschleißgrad (VB) auf Basis der ermittelten Kontaktposition (Kist) zu bestimmen, und ein für die Bremse (100) erforderliches Lüftspiel (LSOII) und eine erforderliche Kontaktposition (KSOII) von Bremsbelag (103) und Bremsscheibe (105) in Abhängigkeit vom Belagverschleißgrad (VB) unter Verwendung vordefinierter Parameter (P) zu berechnen.

13. Steuergerät (8) nach Anspruch 12,

wobei das Steuergerät (8) dazu eingerichtet ist,

die ermittelte Kontaktposition (Kist) mit der erforderlichen Kontaktposition (Ksoii) und/oder das ermittelte Lüftspiel (List) mit dem erforderlichen Lüftspiel (Lsoii) zu vergleichen,

für den Fall, dass die ermittelte Kontaktposition (Kist) von der erforderlichen Kontaktposition (Ksoii) und/oder das ermittelte Lüftspiel (List) von dem

erforderlichen Lüftspiel (Lsoii) um weniger als einen Toleranzwert (T) abweicht, ein Bremsbereitschaftssignal (212) zu generieren, und

für den Fall, dass die ermittelte Kontaktposition (Kist) von der erforderlichen Kontaktposition (Ksoii) und/oder das ermittelte Lüftspiel (List) von dem

erforderlichen Lüftspiel (Lsoii) um mehr als einen Toleranzwert (T) abweicht, eine erforderliche Lüftspielnachstellstrecke (216) zu berechnen.

14. Steuergerät (8) nach einem der Ansprüche 12 oder 13,

wobei das Steuergerät (8) dazu eingerichtet ist,

das Lüftspiel (L) gemäß der berechneten erforderlichen

Lüftspielnachstellstrecke (216) nachzustellen, und

den Lüftspiel-Prüfzyklus (202) für die Bremse (100) erneut zu aktivieren.

15. Steuergerät (8) nach einem der Ansprüche 12 bis 14,

wobei das Steuergerät (8) dazu eingerichtet ist, einen, mehrere oder sämtliche der Verfahrensschritte des Verfahrens (200) nach einem der Ansprüche 5 bis 9 auszuführen.

16. Elektromechanische Bremse (100), insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einer Bremsscheibe (105), wenigstens einem in einem Bremssattel (107) aufgenommenen Bremsbelag (103),

einem elektromechanischen Bremsenaktuator (2) zum Zuspannen des wenigstens einen Bremsbelags (103) in Richtung der Bremsscheibe (105), einer elektrischen Lüftspiel-Nachstellvorrichtung (20) zum Einstellen des Lüftspiels (L) zwischen der Bremsscheibe (105) und dem Bremsbelag (103), und

einem Steuergerät (8),

dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (8) nach einem der Ansprüche 12 bis 15 ausgebildet ist.

17. Computerprogrammprodukt, welches Befehle umfasst, die das Verfahren (200, 1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ausführen, wenn sie auf einem Steuergerät (8) nach einem der Ansprüche 12 bis 15 werden.

Description:
VERFAHREN ZUM EINSTELLEN EINES LÜFTSPIELS EINER ELEKTROMECHANISCHEN BREMSE SOWIE BETREFFENDEBREMSE, STEUERGERÄT UND COMPUTERPROGRAMM

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines Lüftspiels einer elektromechanischen Bremse, insbesondere einer Nutzfahrzeugbremse.

Elektromechanische Bremsen mit Antrieben zum Erzeugen eines

Bremsmoments sind in der Kraftfahrzeug-, insbesondere in der

Nutzkraftfahrzeugindustrie allgemein bekannt. So offenbart beispielsweise die AT 516 801 A2 eine solche Bremse mit einem elektromechanischen

Bremsenaktuator. Ziel ist allgemein, eine Bremse mit elektrischer Energie zu betreiben. Dabei besteht eine wesentliche Herausforderung darin, ausreichend geringe Bremsbetätigungszeiten zu realisieren.

Zur Erreichung konstanter und geringer Bremsbetätigungszeiten sowie zur Erzielung einer konstanten Zuspannkraft kommt der Einstellung des

sogenannten Lüftspiels eine zentrale Rolle zu. Dabei bezeichnet der Begriff Lüftspiel den Abstand zwischen wenigstens einem Bremsbelag und der

Bremsscheibe einer Bremse im ungebremsten Zustand. Im Falle einer

Bremsung ist von einem sich in Richtung der Bremsscheibe zuspannenden Bremsbelag das Lüftspiel zu überwinden, bevor eine mechanische Reibwirkung zwischen Bremsscheibe und Bremsbelag und somit eine Bremswirkung eintritt.

Unter anderem aufgrund eines fortschreitenden Verschleißes der Bremsbeläge über deren Lebensdauer unterliegt das Lüftspiel verschleißbedingten

Veränderungen. Für mechanische Bremsen, insbesondere

Nutzfahrzeugbremsen, sind aus dem Stand der Technik mechanische Lüftspielnachstellvorrichtungen bekannt, welche das Lüftspiel auf mechanische Art und Weise an einen zunehmenden Verschleiß der Bremsbeläge anpassen.

Nachteilig bei dem beschriebenen Stand der Technik wirkt sich jedoch aus, dass solche mechanischen Lüftspielnachstellvorrichtungen für

elektromechanische Bremsen entweder nicht oder nicht mit dem gewünschten Ergebnis verwendet werden können. Gleiches gilt für die aus dem Stand der Technik vorbekannten Verfahren zum Einstellen des Lüftspiels, welches sich ebenfalls nur unzureichend für die Verwendung mit elektromechanischen Bremsen eignen.

Vor diesem Hintergrund lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art dahingehend weiterzubilden, dass die im Stand der Technik aufgefundenen Nachteile möglichst weitgehend behoben werden. Insbesondere ist ein Verfahren zum Einstellen eines Lüftspiels anzugeben, welches auf einfache und zuverlässige Weise die Einstellung eines Lüftspiels bei elektromechanischen Bremsen ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die Schritte gelöst: Aktivieren eines Lüftspiel-Prüfzyklus für die Bremse, Zuspannen wenigstens eines Bremsbelags der Bremse in Richtung einer Bremsscheibe und Ermittlung einer Kontaktposition, bei welcher der Bremsbelag mit der Bremsscheibe beim Zuspannen in Kontakt tritt, Bestimmen des Lüftspiels sowie eines Belagverschleißgrades auf Basis der ermittelten Kontaktposition, Berechnen eines für die Bremse erforderlichen Lüftspiels und einer erforderlichen Kontaktposition von Bremsbelag und Bremsscheibe in Abhängigkeit vom Belagverschleißgrad unter Verwendung vordefinierter Parameter.

Dem Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es sich als vorzugswürdig erwiesen hat, zunächst den Ist-Zustand des Lüftspiels einer Bremse zu bestimmen. Dieses wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der wenigstens eine Bremsbelag der Bremse zugespannt wird, und sodann jene Position ermittelt wird, bei welcher der Bremsbelag mit der Bremsscheibe in Kontakt tritt. Auf Basis der ermittelten Kontaktposition wird erfindungsgemäß ein Belagverschleißgrad ermittelt und so der Ist-Zustand der Bremse in Bezug auf den Bremsbelagverschleiß zuverlässig ermittelt.

Sodann wird auf Basis des Belagverschleißgrades und unter Verwendung hinterlegter Parameter ein erforderliches Lüftspiel sowie eine erforderliche Kontaktposition für den vorherrschenden Belagverschleißgrad der Bremsbeläge und der Bremse insgesamt ermittelt. Mittels des erfindungsgemäßen

Verfahrens lässt sich somit nicht nur zuverlässig und genau der Ist-Zustand des Belagverschleißes ermitteln, sondern auch ein für diesen Verschleißgrad optimales Lüftspiel, bzw. eine hierfür optimale Kontaktposition.

Die Erfindung wird durch den Verfahrensschritt weitergebildet: Vergleichen der ermittelten Kontaktposition mit der erforderlichen Kontaktposition und/oder des ermittelten Lüftspiels mit dem erforderlichen Lüftspiel, wobei für den Fall, dass die ermittelte Kontaktposition von der erforderlichen Kontaktposition und/oder das ermittelte Lüftspiel von dem erforderlichen Lüftspiel um weniger als einen Toleranzwert abweicht, ein Bremsbereitschaftssignal generiert wird.

Ist mit anderen Worten die Differenz zwischen ermitteltem Lüftspiel und erforderlichem Lüftspiel und/oder ermittelter Kontaktposition und erforderlicher Kontaktposition ausreichend gering, das heißt, unterschreitet sie einen

Toleranzwert, so ist die Bremse betriebsbereit, dergestalt, dass eine Anpassung des Lüftspiels nicht erforderlich ist. In diesem Fall wird ein

Bremsbereitschaftssignal generiert, welches den entsprechenden

Fahrzeugsystemen vorzugsweise eine Bereitschaft der Bremse signalisiert.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird für den Fall, dass die ermittelte Kontaktposition von der erforderlichen Kontaktposition und/oder das ermittelte Lüftspiel von dem erforderlichen Lüftspiel um mehr als einen Toleranzwert abweicht, eine erforderliche Lüftspielnachstellstrecke berechnet. In diesem Verfahrensschritt wird, für den Fall, dass die Abweichung zwischen ermittelter Kontaktposition und erforderlicher Kontaktposition und/oder des ermittelten Lüftspiels von dem erforderlichen Lüftspiel größer ist als ein

Toleranzwert diejenige Lüftspielnachstellstrecke berechnet, um die das ermittelte Lüftspiel anzupassen und zu korrigieren ist. Wir dann auf Basis der ermittelten Werte eine Einstellung des Lüftspiels vorgenommen, umfasst der Lüftspiel-Prüfzyklus folglich auch eine Lüftspiel-Einstellroutine.

Das Verfahren weist vorzugsweise die weiteren Schritte auf: Nachstellen des Lüftspiels gemäß der berechneten erforderlichen Lüftspielnachstellstrecke sowie erneute Aktivierung des Lüftspiel-Prüfzyklus für die Bremse.

Auf Basis der berechneten erforderlichen Lüftspielnachstellstrecke erfolgt in diesen Verfahrensschritten ein Nachstellen des Lüftspiels, mit dem Ziel, die Abweichung zwischen dem nachgestellten Lüftspiel und dem erforderlichen Lüftspiel auf einen Wert zu reduzieren, der kleiner als der Toleranzwert ist.

Das Verfahren wird weiterhin dadurch weitergebildet, dass für den Fall, dass keine Kontaktposition oder kein Lüftspiel aufgefunden werden kann, für welches die ermittelte Kontaktposition von der erforderlichen Kontaktposition und/oder das ermittelte Lüftspiel von dem erforderlichen Lüftspiel um weniger als einen Toleranzwert abweicht, ein Fehlersignal generiert wird.

Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das

schleifenförmige Durchlaufen des Lüftspiel-Prüfzyklus durch eine

Abbruchbedingung zu unterbrechen. Für den Fall, dass kein Lüftspiel aufgefunden werden kann, welches innerhalb des Toleranzbereiches des erforderlichen Lüftspiels liegt, würde ohne eine solche Abbruchbedingung ausweislich des Verfahrens immer weiter versucht werden, das Lüftspiel nachzustellen. Sollte es aus unterschiedlichen Gründen beispielsweise auch nach mehrfachem Durchlauf des Lüftspiel-Prüfzyklus nicht gelingen, das Lüftspiel auf die gewünschte Art und Weise einzustellen, ist vorzugsweise vorgesehen, die Lüftspiel-Prüfzyklen zu unterbrechen und ein Fehlersignal zu generieren.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Fehlersignal nach Durchlaufen einer bestimmten Anzahl erfolgloser Lüftspiel-Prüfzyklen generiert, und der Zyklus wird vorzugsweise gestoppt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Lüftspiel- Prüfzyklus dann gestoppt, wenn die Differenz zwischen ermitteltem Lüftspiel und erforderlichem Lüftspiel bei einem Lüftspiel-Prüfzyklus größer ist als bei dem vorherigen Lüftspiel-Prüfzyklus.

Weiterhin ist bevorzugt, dass die vordefinierten Parameter eine

Bremsenkennlinie und/oder ein Steifigkeitsfeld, in dem zustandsabhängige Steifigkeitswerte hinterlegt sind, umfassen. Mittels der vordefinieren Parameter lassen sich insbesondere auf Basis des Belagverschleißgrades Rückschlüsse ziehen, beispielweise auf die Bremsensteifigkeit bei gegebenem

Belagverschleiß, und sich sodann ein für diese Randbedingungen

erforderliches Lüftspiel bestimmen.

Vorzugsweise erfolgt das Nachstellen des Lüftspiels mittels einer elektrischen Lüftspiel-Nachstellvorrichtung, insbesondere mittels eines elektrischen Antriebs. Die Lüftspiel-Nachstellvorrichtung weist dabei vorzugsweise ein mit dem elektrischen Antrieb gekoppeltes Getriebe auf, mittels welchem die rotatorische Bewegung des Motors in eine translatorische Bewegung zur Einstellung des Lüftspiels transformiert wird. Der elektrische Antrieb ist vorzugsweise als Elektromotor mit oder ohne Drehgeber ausgebildet.

Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass die Berechnung der benötigten Lüftspiel-Nachstellstrecke die Bestimmung von Parametern für die elektrische Lüftspiel-Nachstellvorrichtung aufweist, insbesondere die Vorgabe einer

Nachstellposition für den elektrischen Antrieb. Auf diese Weise kann ein elektrischer Antrieb unmittelbar durch Vorgabe einer Nachstellposition so angesteuert werden, dass dieser das Lüftspiel auf die gewünschte Weise und um die gewünschte Distanz nachstellt.

Weiterhin wird bevorzugt, dass die Aktivierung des Lüftspiel-Prüfzyklus vor jeder Fahrzeuginbetriebnahme erfolgt, insbesondere durch Aktivierung einer Fahrzeugzündung. Aus Sicherheitsgründen hat sich die Aktivierung und das Durchlaufen des Lüftspiel-Prüfzyklus vor jeder Fahrzeuginbetriebnahme als vorzugswürdig erwiesen. Eine Kopplung der Aktivierung des Lüftspiel- Prüfzyklus mit der Fahrzeugzündung hat sich dabei als besonders zuverlässige und einfache Möglichkeit erwiesen, um sicherzustellen, dass der Lüftspiel- Prüfzyklus bei jeder Fahrzeuginbetriebnahme durchlaufen wird.

Die Erfindung ist vorstehend unter Bezugnahme auf ein Verfahren zum

Einstellen eines Lüftspiels einer elektromechanischen Bremse beschrieben worden. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Einstellen eines Lüftspiels bei einem Fahrzeug mit mehreren

elektromechanischen Bremsen, insbesondere eines Nutzfahrzeugs.

Die Erfindung löst die eingangs bezeichnete Aufgabe, indem für jede der Bremsen des Fahrzeugs das Verfahren zum Einstellen eines Lüftspiels nach einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen durchgeführt wird.

Dabei erfolgt die Aktivierung des Lüftspiel-Prüfzyklus einer Bremse

vorzugsweise nur für eine erste Anzahl der elektromechanischen Bremsen, die geringer als die Gesamtzahl der am Fahrzeug vorhandenen

elektromechanischen Bremsen ist.

Die betreffenden Verfahrensmerkmale haben sich dabei als besonders vorzugswürdig für den Fall erwiesen, dass die elektromechanischen Bremsen zur Erzeugung einer Haltebremskraft auf das Fahrzeug unmittelbar nach dem Starten desselben verwendet werden. Würden beispielsweise alle vier Bremsen eines Fahrzeuges gleichzeitig den erfindungsgemäßen Lüftspiel-Prüfzyklus durchlaufen, so stünde unter Umständen während des Durchlaufens des Prüfzyklus kurzzeitig keine Bremskraft für das Fahrzeug zur Verfügung. Aus diesem Grund hat es sich je nach Fahrzeugtyp und je nach

Umweltbedingungen als besonders geeignet erwiesen, die Anzahl der Bremsen eines Fahrzeuges, die einen Lüftspiel-Prüfzyklus gleichzeitig durchlaufen, zu koordinieren. Beispielsweise hat es sich für den Fall, dass eine hohe

Haltebremskraft erforderlich ist, als zielführend erwiesen, den Lüftspiel- Prüfzyklus bei lediglich einer der mehreren Bremsen eines Fahrzeuges gleichzeitig zu aktivieren.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Steuergerät zum Einstellen eines Lüftspiels einer elektromechanischen Bremse, insbesondere einer Nutzfahrzeugbremse, mit einer ersten Schnittstelle zur signalleitenden

Verbindung des Steuergeräts mit einem Bremsenaktuator, einer zweiten Schnittstelle zur signalleitenden Verbindung des Steuergeräts mit einer

Lüftspiel-Nachstellvorrichtung sowie einem Datenspeicher und einem

Prozessor.

Die Erfindung löst die eingangs bezeichnete Aufgabe in Bezug auf das

Steuergerät, indem das Steuergerät dazu eingerichtet ist, einen Lüftspiel- Prüfzyklus für eine Bremse zu aktivieren, ein Zuspannen wenigstens eines Bremsbelags der Bremse in Richtung einer Bremsscheibe und Ermittlung einer Kontaktposition zu bewirken, bei welcher der Bremsbelag mit der Bremsscheibe beim Zuspannen in Kontakt tritt, das Lüftspiel sowie einen Belagverschleißgrad auf Basis der ermittelten Kontaktposition zu ermitteln, und ein für die Bremse erforderliches Lüftspiel und eine erforderliche Kontaktposition von Bremsbelag und Bremsscheibe in Abhängigkeit vom Belagverschleißgrad unter Verwendung vordefinierter Parameter zu bestimmen.

Vorzugsweise ist das Steuergerät dabei jeweils einer elektromechanischen Bremse zugeordnet. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist das Steuergerät dazu eingerichtet, einen Lüftspiel-Prüfzyklus für mehrere

elektromechanische Bremsen auszuführen.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist das Steuergerät ferner dazu eingerichtet, die ermittelte Kontaktposition mit der erforderlichen Kontaktposition und/oder des ermittelten Lüftspiels mit dem erforderlichen Lüftspiel zu vergleichen, wobei für den Fall, dass die ermittelte Kontaktposition von der erforderlichen Kontaktposition und/oder das ermittelte Lüftspiel von dem erforderlichen Lüftspiel um weniger als einen Toleranzwert abweicht, ein

Bremsbereitschaftssignal generiert wird, und wobei für den Fall, dass die die ermittelte Kontaktposition von der erforderlichen Kontaktposition und/oder das ermittelte Lüftspiel von dem erforderlichen Lüftspiel um mehr als einen

Toleranzwert abweicht, eine erforderliche Lüftspiel-Nachstellstrecke berechnet wird.

Zusammengefasst sieht der erfindungsgemäße Vergleich im Wesentlichen zwei mögliche Ergebnisse vor. Für einen ersten Fall, bei dem die ermittelte

Kontaktposition von der erforderlichen Kontaktposition bzw. das ermittelte Lüftspiel von dem erforderlichen Lüftspiel um nicht mehr als einen Toleranzwert abweicht, ist die Bremse betriebsbereit und es wird ein

Bremsbereitschaftssignal generiert.

Sollte der Vergleich jedoch ergeben, dass die ermittelte Kontaktposition und das ermittelte Lüftspiel um mehr als einen Toleranzwert von den Sollwerten abweicht, so wird eine erforderliche Lüftspiel-Nachstellstrecke ermittelt, mit dem Ziel, das Lüftspiel um diese Strecke nachzustellen, und zu erreichen, dass das demgemäß nachgestellte Lüftspiel innerhalb der Toleranz liegt.

Weiterhin bevorzugt ist das Steuergerät dazu eingerichtet, das Lüftspiel gemäß der berechneten erforderlichen Lüftspielnachstellstrecke nachzustellen, und den Lüftspiel-Prüfzyklus für die Bremse erneut zu aktivieren. Erfindungsgemäß wir das Lüftspiel in diesen Verfahrensschritten nachgestellt, und zwar gemäß der berechneten erforderlichen Lüftspiel-Nachstellstrecke, und sodann der Lüftspiel-Prüfzyklus erneut aktiviert, um sicherzustellen, dass das Nachstellen des Lüftspiels insoweit erfolgreich war und das nachgestellte Lüftspiel innerhalb des Toleranzbereiches des erforderlichen Lüftspiels liegt.

Weiterhin ist bevorzugt, dass das Steuergerät dazu eingerichtet ist, einen, mehrere oder sämtliche der Verfahrensschritte des Verfahrens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auszuführen.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine elektromechanische Bremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einer Bremsscheibe, wenigstens einem in einem Bremssattel aufgenommenen Bremsbelag, einem

elektromechanischen Bremsenaktuator zum Zuspannen des wenigstens einen Bremsbelags in Richtung der Bremsscheibe, einer Lüftspiel- Nachstellvorrichtung zum Einstellen des Lüftspiels zwischen der Bremsscheibe und dem Bremsbelag, und einem Steuergerät.

Die Erfindung löst die eingangs bezeichnete Aufgabe in Bezug auf die elektromechanische Bremse, indem das Steuergerät nach einem der vorstehenden Ausführungsbeispiele ausgebildet ist.

Die Erfindung löst die eingangs bezeichnete Aufgabe ferner in Bezug auf ein Computerprogrammprodukt, welches Befehle umfasst, die ausgeführt auf einem Steuergerät nach einem der oben genannten Ausführungsbeispiele das Verfahren nach einem der dem Verfahren zugehörigen Ausführungsbeispiele ausführen.

Die elektromechanische Bremse und das Computerprogrammprodukt machen sich die gleichen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen zunutze, wie das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Steuergerät. Diesbezüglich wird auf die obigen Ausführungen verwiesen und deren Inhalt hiermit einbezogen. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese sollen die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr sind die Zeichnungen, wo zur Erläuterung dienlich, in schematischer und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus den Zeichnungen unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, in den Zeichnungen und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt sich auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend identische oder identische Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion mit gleichen Bezugszeichen versehen. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der folgenden Figuren. Im Einzelnen zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen

elektromechanischen Bremse mit einem Steuergerät zum

Einstellen des Lüftspiels in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Verfahrens zum Einstellen eines

Lüftspiels einer elektromechanischen Bremse; und Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Verfahrens zum Einstellen eines

Lüftspiels elektromechanischer Bremsen eines Fahrzeuges.

Figur 1 zeigt ein Fahrzeugsystem 10000 mit einer elektromechanischen Bremse 100. Die elektromechanische Bremse 100 weist einen Bremsenträger 11 1 sowie einen Bremssattel 107 auf. Auf dem Bremsenträger 11 1 sind

Bremsbeläge 103 geführt und aufgenommen. Mittels eines

elektromechanischen Bremsenaktuators 2 sind die Bremsbeläge 103 in

Richtung eines Aufnahmeraums 105 für eine Bremsschreibe (nicht gezeigt) bewegbar und mit einer solchen verspannbar. Die Bremsbeläge 103 werden durch Niederhaltebügel 109 sowie Niederhaltefedern 101 in Position gehalten. Nach Entfernen des Niederhaltebügels 109 und der Niederhaltefedern 101 sind die Bremsbeläge 103 von dem Bremsenträger 1 11 entnehmbar und können ausgetauscht werden. Der Bremsenträger 11 1 weist ferner eine

Belagrückhalteplatte 102 zur lateralen Führung der Bremsbeläge 103 auf.

Befindet sich die elektromechanische Bremse 100 in einem nicht betätigten Zustand, das heißt wird von dem Bremsenaktuator 2 keine Zuspannkraft auf die Bremsbeläge 103 aufgebracht, so besteht zwischen Bremsbelag 103 und Bremsscheibe 105 ein Lüftspiel L. Jene Position, bei welcher wenigstens ein Bremsbelag 103 mit der Bremsscheibe 105 in Kontakt tritt, wird als

Kontaktposition K bezeichnet. Das Zuspannen der Bremse 100 erfolgt durch Aufbringen einer Betätigungskraft durch den Bremsenaktuator 2 auf eine Schnittstelle für einen Zuspannmechanismus 3, welcher wiederum ein

Zuspannen der Bremsbeläge 103 in Richtung der Bremsscheibe 105 bewirkt.

Der Bremsenaktuator 2 empfängt ein Aktuatorsignal 22 zur Betätigung des Bremsenaktuators 2. Der Bremsenaktuator 2 ist ferner über eine signalleitende Verbindung 6 mit einer ersten Schnittstelle 10 eines Steuergerätes 8

verbunden. Das Steuergerät 8 ermittelt mit dem Aktuator 2 eine Kontaktposition K, bei welcher die Bremsbeläge 103 mit der Bremsscheibe 105 in Kontakt treten. Das Steuergerät 8 weist ferner einen Datenspeicher 14 sowie einen Prozessor 16 auf. Darüber hinaus weist das Steuergerät 8 eine zweite

Schnittstelle 12 auf, welche mittels einer signalleitenden Verbindung 18 mit einer Lüftspiel-Nachstellvorrichtung 20, welche vorzugsweise als Schrittmotor 20 ausgebildet ist, verbunden ist. Die elektrische Lüftspiel-Nachstellvorrichtung 20 ist in einen Verschleißsensor 4 integriert. Die signalleitenden Verbindungen 6, 18 können sowohl als drahtgebundene Verbindungen als auch als drahtlose Verbindungen ausgebildet sein.

Ein Verfahren 200 zum Einstellen eines Lüftspiels einer elektromechanischen Bremse 100 gemäß Figur 1 ist in Figur 2 anhand eines Blockschaltbildes veranschaulicht. Das Verfahren 200 wird gemäß Schritt 222 durch Aktivierung einer Fahrzeugzündung gestartet. Mit der Aktivierung der Fahrzeugzündung im Verfahrensschritt 222 erfolgt im Schritt 202 das Aktivieren eines Lüftspiel- Prüfzyklus. Im Rahmen dieses Lüftspiel-Prüfzyklus erfolgt gemäß Schritt 204 ein Zuspannen des wenigstens einen Bremsbelags 103 der Bremse 100 in Richtung einer Bremsscheibe 105 durch den Bremsenaktuator 2.

Im Schritt 204a wird eine Kontaktposition K ist ermittelt, bei welcher der Bremsbelag 103 mit der Bremsscheibe 105 beim Zuspannen in Kontakt tritt. Aus der Kontaktposition K ist erfolgt gemäß Schritt 206 eine Bestimmung des Lüftspiels L ist sowie eines Belagverschleißgrades V B .

Weiterhin erfolgt ausweislich des Schrittes 208 in Abhängigkeit vom ermittelten Belagverschleißgrad V B eine Berechnung eines für die Bremse 100 erforderlichen Lüftspiels L SO II und einer erforderlichen Kontaktposition K SO II, wobei gemäß Schritt 208 auf vordefinierte Parameter P zurückgegriffen wird. Ausweislich des Schritts 210 erfolgt ein Vergleich der ermittelten Kontaktposition K ist mit der erforderlichen Kontaktposition K SO II und des ermittelten Lüftspiels L ist mit dem erforderlichen Lüftspiel L SO II. Für den Fall, dass die ermittelte Kontaktposition K ist von der erforderlichen Kontaktposition K so n und/oder das ermittelte Lüftspiel L ist von dem erforderlichen Lüftspiel L SO II um weniger als einen Toleranzwert T abweicht, wird ein Bremsbereitschaftssignal 212 generiert. Für den Fall, dass die ermittelte Kontaktposition K ist von der erforderlichen Position K SO II und/oder das ermittelte Lüftspiel L ist von dem erforderlichen Lüftspiel Lsoii um mehr als den Toleranzwert T abweicht, wird eine erforderliche Lüftspiel-Nachstellstrecke 216 berechnet.

Gemäß Schritt 218 erfolgt ein Nachstellen des Lüftspiels L ist gemäß der berechneten erforderlichen Lüftspiel-Nachstellstrecke 216 und eine erneute Aktivierung des Lüftspiel-Prüfzyklus 202 für die Bremse 100.

Für den Fall, dass keine Kontaktposition K ist oder kein Lüftspiel L ist aufgefunden werden kann, für welches die ermittelte Kontaktposition K ist von der erforderlichen Kontaktposition K SO II und/oder das ermittelte L ist von dem erforderlichen Lüftspiel L SO H um weniger als den Toleranzwert T abweicht, wird gemäß Schritt 220 ein Fehlersignal generiert. Das Fehlersignal gemäß Schritt 220 kann dabei etwa nach einer bestimmbaren Anzahl erfolgloser Zyklusdurchläufe oder auf Basis weiterer Parameter erfolgen.

Die Berechnung 216 der benötigten Lüftspiel-Nachstellstrecke 218 kann ferner die Bestimmung von Betriebsparametern für die elektrische Lüftspiel- Nachstellvorrichtung 20 umfassen, beispielsweise die Vorgabe einer Nachstell- Schrittanzahl oder Nachstellposition für den elektrischen Antrieb (Elektromotor) einer elektrischen Lüftspiel-Nachstellvorrichtung 20.

Figur 3 zeigt ein Verfahren 1000 zum Einstellen eines Lüftspiels L elektromechanischer Bremsen 1 102, 1202, 1302, 1402 eines Fahrzeugs 2000. Jede der Bremsen 1 102, 1202, 1302, 1402, durchläuft ein Verfahren 200 zum Einstellen eines Lüftspiels L einer jeden elektromechanischen Bremse 1 102, 1202, 1302, 1402.

Gemäß Schritt 1002 erfolgt dabei eine Koordinierung der Aktivierung der Lüftspiel-Prüfzyklen der Bremsen 1 102, 1202, 1302, 1402. Diese Koordinierung ist vorzugsweise dergestalt ausgebildet, dass nur jeweils eine der Bremsen 1102, 1202, 1302, 1402 das Verfahren 200 zum Einstellen eines Lüftspiels einer Bremse durchläuft. In Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp, dem Betriebsmodus und weiterer Umweltbedingungen, kann es jedoch ferner vorteilhaft sein, dass jeweils zwei der elektromechanischen Bremsen 1 102, 1202, 1302, 1402 oder gar drei der betreffenden Bremsen 1102, 1202, 1302, 1402 das Verfahren 200 zum Einstellen eines Lüftspiels simultan durchlaufen.

Liste der verwendeten Bezugszeichen

2 Bremsenaktuator

3 Schnittstelle für Zuspannmechanismus

4 Verschleißsensor

6 signalleitende Verbindung

8 Steuergerät

10 Erste Schnittstelle

12 Zweite Schnittstelle

14 Datenspeicher

16 Prozessor

18 signalleitende Verbindung

20 elektrische Lüftspiel-Nachstellvorrichtung

22 Aktuatorsignal (Eingangssignal)

100 elektromechanische Bremse

101 Niederhaltefedern

102 Belagrückenplatte

103 Bremsbeläge

105 Aufnahmeraum für Bremsscheibe

107 Bremssattel

109 Niederhaltebügel

11 1 Bremsenträger

200 Verfahren zum Einstellen eines Lüftspiels einer Bremse

202 Aktivieren eines Lüftspiel-Prüfzyklus

204 Zuspannen wenigstens eines Bremsbelags

204a Ermittlung einer Kontaktposition, bei welcher der Bremsbelag mit der Bremsscheibe beim Zuspannen in Kontakt tritt 206 Bestimmen eines Lüftspiels und Belagverschleißgrades

208 Berechnen eines erforderlichen Lüftspiels

210 Vergleichen der ermittelten Kontaktposition mit der erforderlichen

Kontaktposition

212 Generierung Bremsbereitschaftssignal

216 Berechnung einer erforderlichen Lüftspielnachstellstrecke 218 Nachstellen des Lüftspiels

220 Generierung eines Fehlersignals

222 Aktivierung der Fahrzeugzündung

1000 Verfahren zum Einstellen eines Lüftspiels der Bremsen eines

Fahrzeugs

1002 Aktivierung des Lüftspiel-Prüfzyklus mehrerer Bremsen

1102, 1202,

1302, 1402 Fahrzeugbremsen

2000 Fahrzeug

10000 Fahrzeugsystem

K Kontaktposition

Kist ermittelte Kontaktposition

Ksoll erforderliche Kontaktposition

L Lüftspiel

List ermitteltes Lüftspiel

Lsoii erforderliches Lüftspiel

P Parameter

T Toleranzwert

V B Belagverschleißgrad