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Title:
TECHNIQUE FOR CHARACTERISING AN ELECTROMECHANICAL ACTUATOR UNIT FOR A VEHICLE BRAKE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/046296
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for characterising an electromechanical actuator unit for a vehicle brake, the electromechnical actuator unit comprising an electric motor and an actuator coupled to the electric motor. The actuator can be moved over a first area of movement without generation of a brake force and over a second area of movement with modification of a brake force. The method is carried out when the actuator moves within the first area of movement, and comprises the following steps: a) a voltage (SI) applied to the electric motor is interrupted, b) at least one parameter (S2) is determined while the electric motor runs in the generator mode, and c) at least one value is determined for a motor constant of the electric motor on the basis of the at least one parameter (S3). The invention also relates to a vehicle brake, as well as to a computer program and a control unit for implementing the method.

Inventors:
BAST MICHAEL (DE)
OHLIG BENEDIKT (DE)
SCHERER STEVE (DE)
PUETZ THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/071190
Publication Date:
March 15, 2018
Filing Date:
August 23, 2017
Export Citation:
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Assignee:
LUCAS AUTOMOTIVE GMBH (DE)
International Classes:
B60T7/04; B60T13/66; B60T13/74; B60T17/22
Domestic Patent References:
WO2012079802A22012-06-21
WO2001005638A12001-01-25
WO2010136234A12010-12-02
Foreign References:
DE102012205576A12013-10-10
DE102011078900A12013-01-10
DE10361042B32005-05-25
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
RÖTHINGER, Rainer (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Charakterisieren einer elektromechanischen Aktuatoreinheit für eine Fahrzeugbremse, wobei die elektromechanische Aktuatoreinheit einen Elektro¬ motor und einen mit dem Elektromotor gekoppelten Aktuator (32) aufweist, wobei der Aktuator (32) über einen ersten Bewegungsbereich ohne ein Erzeugen einer Bremskraft und über einen zweiten Bewegungsbereich unter Verändern einer Bremskraft bewegbar ist, und wobei das Verfahren beim Bewegen des Aktuators (32) innerhalb des ersten Bewegungsbereichs durchgeführt wird und die folgenden Schritte umfasst:

a) Abschalten einer am Elektromotor anliegenden Spannung (Sl),

b) Ermitteln wenigstens eines Parameters (S2), während der Elektromotor im Generatorbetrieb läuft, und

c) Bestimmen mindestens eines Wertes für eine Motorkonstante des Elektro¬ motors anhand des wenigstens einen Parameters (S3).

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner den folgenden Schritt umfasst, der insbesondere nach dem Schritt b) und vor dem Schritt c) ausgeführt wird:

- Anschalten der am Elektromotor anliegenden Spannung (S4).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfasst, der insbesondere vor dem Schritt a) ausgeführt wird:

- Ermitteln eines Leerlaufstromes des Elektromotors (SO).

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei

der Schritt b) die folgenden Schritte umfasst:

-Ermitteln eines ersten Wertes für eine in dem Elektromotor induzierte Spannung zu einem ersten Zeitpunkt (S22),

- Ermitteln eines zweiten Wertes für eine in dem Elektromotor induzierte Spannung zu einem zweiten Zeitpunkt (S24),

und wobei

der im Schritt c) bestimmte Wert für die Motorkonstante anhand des Leerlaufstromes, einer Differenz zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert für die in dem Elektromotor induzierte Spannung und der Massenträgheit der elektromechani- schen Aktuatoreinheit bestimmt wird (S32).

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfasst:

- Bestimmen eines Wertes für ein Verlustmoment der elektromechanischen Aktuatoreinheit anhand des Leerlaufstromes, der Differenz zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert für die in dem Elektromotor induzierte Spannung und der Massenträgheit der elektromechanischen Aktuatoreinheit.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei

der Schritt b) die folgenden Schritte umfasst:

- Ermitteln eines ersten Wertes für eine in dem Elektromotor induziert

Spannung zu einem ersten Zeitpunkt (S21),

- Ermitteln eines ersten Wertes für eine Drehzahl des Elektromotors (S23), der der zu dem ersten Zeitpunkt in dem Elektromotor induzierten Spannung zugeordnet ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei

der im Schritt c) bestimmte Wert für die Motorkonstante anhand des ersten Wertes für die Drehzahl des Elektromotors und des ersten Wertes für die in dem Elektromotor induzierte Spannung bestimmt wird (S31).

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schritt b) ferner die folgenden Schritte umfasst:

- Ermitteln eines zweiten Wertes für die im Elektromotor induzierte Spannung zu einem zweiten Zeitpunkt (S25), und

- Ermitteln eines zweiten Wertes für die Drehzahl des Elektromotors (S27), der der zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Elektromotor induzierten Spannung zugeordnet ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Verfahren ferner den folgenden Schritt umfasst:

- Bestimmen eines zweiten Wertes für die Motorkonstante anhand des zweiten Wertes für die Drehzahl des Elektromotors und anhand des zweiten Wertes für die im Elektromotor induzierte Spannung (S33).

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei das Verfahren ferner den folgenden Schritt umfasst:

- Bestimmen eines Wertes für ein Verlustmoment der elektromechanischen Aktuatoreinheit anhand einer Differenz zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert für die Drehzahl des Elektromotors und der Massenträgheit der elektromechani¬ schen Aktuatoreinheit (S5).

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Verfahren ferner den folgenden Schritt aufweist:

- Bestimmen eines weiteren Wertes für die Motorkonstante anhand des Wertes für das Verlustmoment und anhand des Leerlaufstromes (S35).

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren ferner den folgenden Schritt umfasst:

- Bestimmen der Temperatur des Elektromotors durch Vergleichen des bestimmten Wertes für die Motorkonstante mit vorbekannten Referenzwerten für die Motorkonstante, die jeweils einer bestimmten Temperatur zugeordnet sind.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren ferner den folgenden Schritt umfasst:

- Bestimmen eines Motorstromes, bei dem eine vorbestimmte Bremskraft erreicht ist, anhand des bestimmten Wertes für die Motorkonstante.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei

das Verfahren beim Bewegen des Aktuators von dem ersten Bewegungsbereich in den zweiten Bewegungsbereich oder umgekehrt durchgeführt werden kann.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren ferner bei jedem Betätigen der Fahrzeugbremse durchgeführt wird.

16. Fahrzeugbremse (10), umfassend:

- eine elektromechanische Aktuatoreinheit mit einem Elektromotor und einem mit dem Elektromotor gekoppelten Aktuator (32), der über einen ersten Bewegungsbereich ohne ein Erzeugen einer Bremskraft und einen zweiten Bewegungsbereich unter Verändern einer Bremskraft bewegbar ist, und - eine Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, die Fahrzeugbremse (10) zu veranlassen, ein Verfahren mit den Schritten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 durchzuführen. 17. Computerprogrammprodukt umfassend Programmcodemittel, um bei einem Ausführen des Computerprogrammproduktes auf einem Prozessor ein Verfahren mit den Schritten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 durchzuführen.

18. Steuereinheit für eine Fahrzeugbremse, umfassend einen Prozessor und das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 17.

Description:
Technik zur Charakterisierung einer elektromechanischen Aktuatoreinheit

für eine Fahrzeugbremse

Technisches Gebiet

Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein das technische Gebiet von elektrome ¬ chanischen Aktuatoreinheiten und insbesondere elektromechanische Aktuatoreinhei- ten für eine Fahrzeugbremse. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Charakterisieren einer elektromechanischen Aktuatoreinheit für eine Fahrzeugbremse, die einen Elektromotor und einen mit dem Elektromotor ge ¬ koppelten Aktuator aufweist. Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner eine Fahrzeugbremse mit einer Steuereinheit zum Ausführen eines derartigen Verfahrens sowie ein Computerprogrammprodukt und eine Steuereinheit hierfür.

Hintergrund

Fahrzeugbremsen, die eine elektromechanische Aktuatoreinheit mit einem Elektromotor und einem mit dem Elektromotor gekoppelten Aktuator aufweisen, sind beispielsweise aus dem Bereich der elektromechanischen Parkbremsen bekannt. Bei Aktivieren der Parkbremse, insbesondere durch Knopfdruck, werden Elemente des Aktuators durch den Elektromotor entlang einer Verlagerungsachse bewegt. In einem ersten Bewegungsbereich des Aktuators entlang der Verlagerungsachse beim Zu- spannen der Bremse tritt keine Veränderung der Bremskraft auf. In diesem Bewegungsbereich werden alle bestehenden Spalte wie die Spalte zwischen der

Bremsscheibe und den Bremsbelägen und zwischen dem Aktuator und dem Boden eines auf den Bremsbelag wirkenden Betätigungskolbens überfahren. Nach dem Überfahren aller bestehenden Spalte wird bei einem weiteren Bewegen des Aktuators entlang der Verlagerungsachse in einem zweiten Bewegungsbereich die Bremskraft durch Anlage der Bremsbeläge an die Bremsscheibe und eine elastische Verformung der Bremsbeläge verändert.

Beim Erreichen der gewünschten Bremskraft wird die Bewegung des Aktuators durch Ausschalten des Elektromotors gestoppt. Die erreichte Bremskraft kann indirekt anhand verschiedener Messgrößen und Modellgrößen bestimmt werden. Um eine Überlastung der elektromechanischen Aktuatoreinheit zu vermeiden, ist es wichtig, dass die erreichte Bremskraft möglichst präzise bestimmt wird. Kurzer Abriss

Es sind eine Technik zur Charakterisierung einer elektromechanischen Aktuatorein- heit für eine Fahrzeugbremse sowie eine Fahrzeugbremse anzugeben, die eine präzi ¬ se Bestimmung der mittels der elektromechanischen Aktautoreinheit erzielten

Bremskraft ermöglichen.

Gemäß einem Verfahren zum Charakterisieren einer elektromechanischen Aktua- toreinheit für eine Fahrzeugbremse, wobei die elektromechanische Aktuatoreinheit einen Elektromotor und einen mit dem Elektromotor gekoppelten Aktuator aufweist, ist der Aktuator über einen ersten Bewegungsbereich ohne ein Erzeugen einer Bremskraft und über einen zweiten Bewegungsbereich unter Verändern einer Bremskraft bewegbar. Das Verfahren wird beim Bewegen des Aktuators innerhalb des ersten Bewegungsbereichs durchgeführt. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

a) Abschalten einer am Elektromotor anliegenden Spannung,

b) Ermitteln wenigstens eines Parameters, während der Elektromotor im Gene ¬ ratorbetrieb läuft, und

c) Bestimmen mindestens eines Wertes für eine Motorkonstante des Elektromotors anhand des wenigstens einen Parameters.

Die Fahrzeugbremse kann eine Feststellbremse aufweisen. Die Feststellbremse weist typischerweise eine Feststellbremseinheit auf, die sich entlang einer Verlagerungsachse bewegen kann. Die Feststellbremseinheit kann einen Aktuator umfassen, der als Mutter/Spindel-Anordnung ausgebildet ist. Bei einer solchen Mutter/Spindel- Anordnung umfasst der Aktuator eine Spindelmutter, die durch Rotation einer Spindel translatorisch entlang der Verlagerungsachse bewegbar ist. Die Translationsbewegung der Spindelmutter bewirkt eine Translationsbewegung eines Betätigungskolbens ebenfalls entlang der Verlagerungsachse. Die Bewegung des

Betätigungskolbens bewirkt, dass Reibbeläge in Anlage mit einer Bremsscheibe gebracht werden, und eine Bremskraft erzeugt wird. Dabei ist es wichtig, dass die Bremskraft nicht zu gering ist, um ein Bremsen des Fahrzeugs zuverlässig zu gewährleisten, sowie dass die Bremskraft nicht zu groß ist, um Überlasten zu vermeiden.

Der Elektromotor kann Teil einer elektromotorischen Antriebs- oder Getriebeeinheit sein. Mittels der Getriebeeinheit ist der Elektromotor mit dem Aktuator gekoppelt. Die elektromotorische Antriebs- oder Getriebeeinheit und der Aktuator sind Teil der elekt- romechanischen Aktuatoreinheit.

Die Fahrzeugbremse kann ferner eine Betriebsbremse umfassen. Die Betriebsbremse wird aktiviert, wenn ein Hydraulikdruck in einer Hydraulikkammer aufgebaut wird, in der sich der Betätigungskolben befindet. Durch den Hydraulikdruck wird der Betäti ¬ gungskolben entlang der Verlagerungsachse bewegt, und wie bei dem Feststellbremsvorgang wird dadurch eine Bremskraft durch Anlage der Reibbeläge an die Bremsscheibe erzielt.

Des Weiteren kann die Fahrzeugbremse eine Steuereinheit aufweisen, die dazu ein ¬ gerichtet ist, die Fahrzeugbremse zu veranlassen, das offenbarte Verfahren durchzu ¬ führen.

Bevor eine Bremskraft beim Zuspannvorgang erzielt wird, müssen durch die Bewegung des Betätigungskolbens mehrere Spaltmaße überbrückt werden. Die Spaltmaße sind unter anderem die Spalte zu beiden Seiten der Bremsscheibe zwischen der Bremsscheibe und dem jeweiligen Reibbelag sein, ein Spalt zwischen dem dem Betätigungskolben zugewandten Reibbelag und dem Betätigungskolben selbst sowie ein Spalt zwischen der Spindelmutter und dem Betätigungskolben.

Ein Bewegen der Spindelmutter oder des Betätigungskolbens in einem Bereich, in dem die Spaltmaße überbrückt werden und keine Bremskraft erzeugt wird, ist als ein Bewegen in einem ersten Bewegungsbereich definiert, und ein Bewegen der Spindelmutter oder des Betätigungskolbens in einem Bereich, in dem die Reibbeläge an der Bremsscheibe anliegen, so dass die Bremskraft verändert wird, ist als ein Bewegen in einem zweiten Bewegungsbereich definiert.

Das offenbarte Verfahren wird beispielsweise bei Ausüben der Feststellbrems- Funktion ausgeführt, und zwar während der Bewegung des Aktuators in dem ersten Bewegungsbereich, in dem noch keine Bremskraft erzeugt wird oder nicht mehr eine Bremskraft erzeugt wird, abhängig davon, ob das Verfahren beim Zuspannen der Bremse oder beim Lösen der Bremse durchgeführt wird. Das Verfahren kann also sowohl beim Zuspannen der Feststellbremse, also bei einem Bewegen vom ersten Bewegungsbereich in den zweiten Bewegungsbereich, als auch beim Lösen der Bremse, also bei einem Bewegen vom zweiten Bewegungsbereich in den ersten Bewegungsbereich, innerhalb des ersten Bewegungsbereiches durchgeführt werden. Die Bestimmung des mindestens einen Parameters erfolgt nach Abschalten der am Elektromotor anliegenden Spannung, wenn kein Motorstrom mehr fließt, im Genera ¬ torbetrieb des Elektromotors.

Bei dem offenbarten Verfahren kann der wenigstens eine Parameter direkt durch Messung bestimmt werden. Er kann auch durch Messung eines oder mehrerer ande ¬ rer, für den wenigstens einen Parameter repräsentativer Parameter und anschließende Berechnung unter Benutzung des wenigstens einen Parameters bestimmt werden. Da die Motorkonstante anschließend anhand dieses wenigstens einen Parameters bestimmt wird, ist in dem bestimmten Wert für die Motorkonstante die Temperatur ¬ abhängigkeit der Motorkonstante sowie die Schwankung aufgrund von Fertigungstoleranzen berücksichtigt.

Die durch dieses Verfahren bestimmte Motorkonstante kann als Ausgangspunkt zur Bestimmung weiterer, die elektromechanische Aktuatoreinheit charakterisierender Größen verwendet werden, wie beispielsweise der Axialkraft der Spindelmutter. Da der bestimmte Wert für die Motorkonstante genauer ist als für den Elektromotor vorbekannte Werte für die Motorkonstante, in der keine Fertigungstoleranzen berücksichtigt sind und die je nach Motortemperatur variieren, sind die weiteren, die elektromechanische Aktuatoreinheit charakterisierenden Größen auch genauer, als wie wenn sie anhand eines der vorbekannten Werte für die Motorkonstante bestimmt worden wären.

Bei dem offenbarten Verfahren kann die am Elektromotor anliegende Spannung nach einem vorbestimmten Zeitraum wieder angeschaltet werden, typischerweise nach 10 oder 30 bis 50 oder 100 ms. Das heißt, dass gemäß dem offenbarten Verfahren der Zuspannvorgang oder der Lösevorgang der Bremse nur kurz unterbrochen wird, um den mindestens einen Parameter zu bestimmen, und danach wie gewohnt weiter ausgeführt wird. Die Unterbrechung ist so kurz, dass sie für den Fahrzeugführer nicht bemerkbar ist. Der Elektromotor wird insbesondere angeschaltet, nachdem der mindestens eine Parameter ermittelt ist und bevor der Wert für die Motorkonstante bestimmt wird.

Bei einer Variante des offenbarten Verfahrens wird der Leerlaufstrom des Elektromotors ermittelt, und zwar vor dem Abschalten der am Elektromotor anliegenden Span- nung. Der Leerlaufstrom kann beispielsweise zur Bestimmung eines Verlustmomentes der elektromechanischen Aktuatoreinheit verwendet werden.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Schritt b) die folgenden Schritte:

-Ermitteln eines ersten Wertes für eine in dem Elektromotor induzierte Span ¬ nung zu einem ersten Zeitpunkt, und

-Ermitteln eines zweiten Wertes für eine in dem Elektromotor induzierte Span ¬ nung zu einem zweiten Zeitpunkt.

Im Schritt c) wird dann der bestimmte Wert für die Motorkonstante anhand des Leer ¬ laufstromes, einer Differenz zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert für die in dem Elektromotor induzierte Spannung und der Massenträgheit der elektromechanischen Aktuatoreinheit bestimmt.

Bei dieser Ausführungsform wird die Motorkonstante ohne Kenntnis der Motordrehzahl bestimmt, anhand von zwei verschiedenen Werten für die induzierte Spannung zu zwei verschiedenen Zeitpunkten, und zwar jeweils wenn kein Motorstrom mehr fließt. Da die Spannung im stromlosen Zustand gemessen wird, treten keine Messfehler aufgrund von unterschiedlichen Leitungswiderständen und Motorinnenwiderständen auf. Eine typische Zeitspanne zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt sind ca. 20 ms. Eine typische Differenz zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert für die in dem Elektromotor induzierte Spannung ist zwischen 0,4 und 0,5 V.

In einer Variante der Ausführungsform wird ein Verlustmoment der elektromechanischen Aktuatoreinheit anhand des Leerlaufstromes, der Differenz zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert für die in dem Elektromotor induzierte Spannung und der Massenträgheit der elektromechanischen Aktuatoreinheit bestimmt. Die Massenträgheit der elektromechanischen Aktuatoreinheit ist eine bekannte Größe. Der Leerlaufstrom wurde in einer Variante zu Beginn des Verfahrens ermittelt, und der Differenzwert der induzierten Spannung ergibt sich aus den im Schritt b) gemessenen Parametern. Mit den über die Lebensdauer der elektromechanischen Aktuatoreinheit bestimmten Verlustmomenten kann, insbesondere bei Kenntnis der Elektromotortemperatur, der Aktuatorzustand überwacht werden. Speziell lassen sich daraus Verschleißzustände der elektromechanischen Aktuatoreinheit ermitteln.

Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst der Schritt b) die folgenden Schritte:

- Ermitteln eines ersten Wertes für eine in dem Elektromotor induzierte Spannung zu einem ersten Zeitpunkt,

- Ermitteln eines ersten Wertes für eine Drehzahl des Elektromotors, der der zu dem ersten Zeitpunkt in dem Elektromotor induzierten Spannung zugeordnet ist.

Bei der anderen Ausführungsform des offenbarten Verfahrens wird also neben einem Wert für die induzierte Spannung nach Abschalten der Elektromotorspannung, wenn kein Strom mehr fließt, ein Wert für eine Drehzahl des Elektromotors ermittelt. Da wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Spannung im stromlosen Zu ¬ stand gemessen wird, treten auch hier keine Messfehler aufgrund von unterschiedlichen Leitungswiderständen und Motorinnenwiderständen auf. Die Drehzahl kann durch ein Modell oder durch Messung ermittelt werden, beispielsweise mittels eines Ripple Detektor oder eines Drehzahlsensors.

Mit dem ersten Wert für die Drehzahl des Elektromotors und dem ersten Wert für die in dem Elektromotor induzierte Spannung kann dann ein Wert für die Motorkonstante bestimmt werden. In diesem Wert sind, wie oben erklärt, die Temperaturabhängig ¬ keit der Motorkonstanten sowie Abweichungen von einem vorbekannten wert aufgrund von Fertigungstoleranzen berücksichtigt.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass der Schritt b) femer die folgenden Schritte um- fasst:

- Ermitteln eines zweiten Wertes für die im Elektromotor induzierte Spannung zu einem zweiten Zeitpunkt, und

- Bestimmen eines zweiten Wertes für die Drehzahl des Elektromotors, der der zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Elektromotor induzierten Spannung zugeordnet ist.

Auch diese Schritte werden nach Abschalten der Elektromotorspannung, wenn kein Strom mehr fließt, durchgeführt, so dass auch hier die Spannung im stromlosen Zustand gemessen wird, wodurch auch hier keine Messfehler aufgrund von unterschiedlichen Leitungswiderständen und Motorinnenwiderständen auftreten. Die Drehzahl kann auch durch ein Modell oder durch Messung ermittelt werden,

beispielsweise mittels eines Ripple Detektor oder eines Drehzahlsensors. Eine typische Zeitspanne zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt sind ca. 20 ms.

Die in der obigen Weiterbildung ermittelten Werte können dazu benutzt werden, einen zweiten Wert für die Motorkonstante anhand des zweiten Wertes für die Dreh- zahl des Elektromotors und anhand des zweiten Wertes für die im Elektromotor indu ¬ zierte Spannung zu bestimmen. Der zweite Wert für die Motorkonstante kann zur Verifikation des ersten Wertes für die Motorkonstante verwendet werden.

Die in der obigen Weiterbildung ermittelten Werte können zusätzlich oder alternativ dazu verwendet werden, einen Wert für ein Verlustmoment der elektromechanischen Aktuatoreinheit zu bestimmen, anhand einer Differenz zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert für die Drehzahl des Elektromotors und der Massenträgheit der elektromechanischen Aktuatoreinheit.

Eine typische Differenz zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert für die Drehzahl des Elektromotors ist ca. 40 rad/s. Die Massenträgheit der elektromechanischen Aktuatoreinheit ist ein bekannter Wert. Mit den über die Lebensdauer der elektromechanischen Aktuatoreinheit bestimmten Verlustmomenten kann, insbesondere bei Kenntnis der Elektromotortemperatur, der Aktuatorzustand überwacht werden. Speziell lassen sich daraus Verschleißzustände der elektromechanischen

Aktuatoreinheit ermitteln.

Gemäß einer Variante kann das Verlustmoment, und ein anfangs ermittelter Leerlaufstrom, dazu verwendet werden, einen weiteren Wert für die Motorkonstante zu bestimmen. Der so ermittelte Wert kann zusätzlich zu der Bestimmung mittels induzierter Spannung und Drehzahl erfolgen, zur Verifikation des oder der davor bestimmten Werte. Er kann aber auch alternativ zu der Bestimmung mittels induzierter Spannung und Drehzahl erfolgen.

In einer Variante beider Ausführungsformen wird die Temperatur des Elektromotors durch Vergleichen des bestimmten Wertes für die Motorkonstante mit bekannten Referenzwerten für die Motorkonstante bestimmt, die jeweils einer bestimmten Temperatur zugeordnet sind. Dies stellt eine einfache Möglichkeit dar, die Temperatur des Elektromotors ohne zusätzliche Sensoren zu bestimmen. Die Referenzwerte können in einer Speichereinheit der Fahrzeugbremse gespeichert sein. Der bestimmte Wert der Motorkonstante kann, wenn mehrere Werte im Rahmen eines Abschaltvorgangs ermittelt wurden, beispielsweise einer der Werte sein oder ein Mittelwert der Werte sein.

In einer weiteren Variante beider Ausführungsformen wird ein Motorstrom bestimmt, bei dem eine vorbestimmte Bremskraft erreicht ist, und zwar anhand des bestimmten Wertes für die Motorkonstante. Auch hier kann der bestimmte Wert der Motorkonstante, wenn mehrere Werte im Rahmen eines Abschaltvorgangs ermittelt wurden, beispielsweise einer der Werte sein oder ein Mittelwert der Werte sein. Speziell kann anhand des bestimmten Wertes für die Motorkonstante die Axialkraft der Spindelmutter berechnet werden. Damit ist es möglich, den Strom zu bestimmen, bei dem der Elektromotor abgeschaltet werden soll, wenn die gewünschte Spannkraft oder Axial ¬ kraft erreicht ist. Da der bestimmte Wert für die Motorkonstante Schwankungen aufgrund von Fertigungstoleranzen und Temperatureinflüssen beinhaltet, ist eine genauere Axialkrafteinstellung möglich als bei Benutzung eines bekannten Motorkennwertes. Dies führt zu geringeren Überlasten und damit einer längeren Getriebelebensdauer.

Es wird ferner eine Fahrzeugbremse bereitgestellt, die eine elektromechanische Ak- tuatoreinheit mit einem Elektromotor und einem mit dem Elektromotor gekoppelten Aktuator umfasst, der über einen ersten Bewegungsbereich ohne ein Erzeugen einer Bremskraft und einen zweiten Bewegungsbereich unter Verändern einer Bremskraft bewegbar ist, sowie eine Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, die Fahrzeugbremse zu veranlassen, das offenbarte Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ausführungsformen und Aspekte durchzuführen.

Hierzu kann die Fahrzeugbremse jegliche der vorstehend genannten Komponenten, Merkmale und/oder Funktionen umfassen oder bereitstellen, um das Verfahren gemäß einem der vorangehenden Aspekte zu realisieren. Dies trifft insbesondere eine Steuerung, einen Elektromotor und/oder eine Aktuatoreinheit sowie geeignete Sensoreinrichtungen zum Ermitteln der Betriebsparameter der elektromechanischen Aktuatoreinheit und Feststellbremseinheit.

Ferner wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, das Programmcodemittel umfasst, um bei einem Ausführen des Computerprogrammproduktes auf einem Prozessor ein Verfahren mit den Schritten gemäß einem der vorangehenden Ausführungsformen und Aspekte durchzuführen.

Schließlich wird eine Steuereinheit für eine Fahrzeugbremse bereitgestellt, die einen Prozessor und das vorstehend genannte Computerprogrammprodukt umfasst. Die Steuereinheit und die Fahrzeugbremse können zu einem Bremssystem integriert sein. Kurze Beschreibung der Figuren

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der hier beschriebenen Lösung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie aus den Figuren. In diesen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Fahrzeugbremse zur Durchführung eines Verfahrens zum Charakterisieren einer elektromechanischen Ak- tuatoreinheit;

Fig. 2 schematisch den Verfahrensablauf des offenbarten Verfahrens zum

Charakterisieren einer elektromechanischen Aktuatoreinheit:

Fig. 3 schematisch den Verfahrensablauf einer Ausführungsform des in Fig. 2 gezeigten Verfahrens;

Fig. 4 schematisch den Verfahrensablauf einer Variante der in Fig. 3 gezeigten

Ausführungsform des offenbarten Verfahrens;

Fig. 5 den Verlauf des Elektromotorstroms, der Drehzahl des Elektromotors und der induzierten Spannung in Abhängigkeit von der Zeit während der Durchführung des Verfahrens; und

Fig. 6 schematisch den Verfahrensablauf einer anderen Ausführungsform des in Fig. 2 gezeigten Verfahrens.

Detaillierte Beschreibung

In der Fig. 1 ist eine Fahrzeugbremse 10 zur Durchführung des offenbarten Verfahrens gezeigt. Die Fahrzeugbremse 10 ist in mechanischer Hinsicht als allgemein bekannte Schwimmsattelbremse ausgebildet, wobei nur ausgewählte Komponenten der Fahrzeugbremse 10 dargestellt sind.

Die Fahrzeugbremse 10 umfasst ein Bremsengehäuse 12 in Form eines bekannten Bremssattels sowie eine drehfest mit einem (nicht dargestellten) Fahrzeugrad gekoppelte Bremsscheibe 14. Der Bremsscheibe 14 liegen beidseitig Reibbeläge 16 gegen- über, die zum Erzielen einer Bremskraft in Anlage mit der Bremsscheibe 14 bringbar sind.

Die Fahrzeugbremse 10 umfasst ferner eine Betriebsbremse 11 mit einem in einer Bohrung 18 im Bremsengehäuse 12 aufgenommenen verlagerbaren Betätigungskol ¬ ben 20. Dieser ist als Hohlkolben ausgebildet und begrenzt gemeinsam mit der Bohrung 18 eine Hydraulikkammer 22. Unter Einleiten und Ablassen von Hydraulikfluid in die Hydraulikkammer 22 kann ein Hydraulikdruck in der Kammer 22 auf- bzw. abge ¬ baut werden und der Betätigungskolben 20 entlang einer Verlagerungsachse V be ¬ wegt werden. Eine Bewegung entlang der Verlagerungsachse V in Fig. 1 nach links entspricht dabei einem Bewegen in eine Zuspannrichtung Z. Durch Bewegen in der Zuspannrichtung Z können die Reibbeläge 16 zum Erzielen einer Bremskraft in Anla ¬ ge mit der Bremsscheibe 14 gebracht werden und bei Abbau des Hydraulikdrucks wieder von dieser gelöst werden, um die Betriebsbrems-Funktion zu gewährleisten.

Zum Erzielen der gewünschten Rückbewegung des Betätigungskolbens 20 in seine Ausgangsposition nach Abbau des Hydraulikdrucks umfasst die Fahrzeugbremse 12 ferner eine Dichtung 24, die in schematischer Weise dargestellt ist. Die Dichtung 24 ist in einer von der Bohrung 18 ausgehenden Nut 26 aufgenommen und liegt an einer Außenwand des Betätigungskolbens 20 an. Die Dichtung 24 stellt in allgemein bekannter Weise eine sogenannte„Rollback"-Funktion bereit, die unterstützend wirkt, um den Betätigungskolben 20 beim Abbau des Hydraulikdrucks in seine Ausgangsposition zurückzudrängen.

Die Fahrzeugbremse 10 weist ferner in der Hydraulikkammer 22 eine Feststellbremseinheit 30 auf, die sich ebenfalls entlang der Verlagerungsachse V bewegen kann. Die Feststellbremseinheit 30 umfasst einen Aktuator 32, der als Mutter/Spindel- Anordnung ausgebildet ist. Genauer gesagt umfasst der Aktuator 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 28 bringbar, der als ein der Spindelmutter 34 gegenüberliegender sowie die Hydraulikkammer 22 begrenzender innerer Stirnwandbereich des Betätigungskolbens 20 ausgebildet ist.

Der Aktuator 32 ist ferner über einen Kopplungsbereich 38 mit dem Bremsengehäuse 12 verbunden, wobei an dem Kopplungsbereich 38 eine nicht gesondert dargestellte elektromotorische Antriebs- bzw. Getriebeeinheit von außen an das Bremsengehäuse 12 angeflanscht ist. Die elektromotorische Antriebs- bzw. Getriebeeinheit weist einen Elektromotor auf, der mittels einer Getriebeeinheit mit dem Aktuator 32 gekoppelt ist. Speziell ist die Getriebeeinheit antriebsseitig mit einer Antriebswelle des Elektro ¬ motors gekoppelt und abtriebsseitig mit einem mit der Spindel 36 des Aktuators 32 gekoppelten Zapfen gekoppelt. Die elektromotorische Antriebseinheit treibt die Spin ¬ del 36 rotatorisch an, um die gewünschte translatorische Verlagerungsbewegung der Spindelmutter 34 entlang der Achse V zu erzielen. Die elektromotorische Antriebs ¬ bzw. Getriebeeinheit und der Aktuator 32 bilden eine elektromechanische Aktua- toreinheit.

Die offenbarte Fahrzeugbremse 10 umfasst ferner eine nicht dargestellte Steuerein ¬ heit, die einen Prozessor und ein Computerprogrammprodukt umfasst, wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, ein Verfahren, wie es weiter unten beschrieben ist, auszuführen.

In der Fig. 1 sind ferner die bei einem Nicht-Betätigten der Betriebsbrems- und der Feststellbrems-Funktion vorliegenden Spaltmaße S eingetragen, die zum Erzielen einer Bremskraft überbrückt werden müssen. Diese betreffen (in Fig. 1 von links nach rechts): einen Spalt S zwischen dem Bremsengehäuse 12 und dem in Fig. 1 linken Reibbelag 16, einen Spalt S zwischen dem linken Reibbelag 16 und der Brems ¬ scheibe 14, einen Spalt S zwischen dem in Fig. 1 rechten Reibbelag 16 und der Bremsscheibe 14 und einen Spalt S zwischen dem Betätigungskolben 20 und dem rechten Reibbelag 16. Die Feststellbremseinheit 30 muss zum Erzeugen von Bremskräften zusätzlich einen Spalt S zwischen der Spindelmutter 34 und dem Kolbenboden 28 des Betätigungskolben 20 überwinden.

Die Spalte S zwischen den Reibbelägen 16 und der Bremsscheibe 14 werden als „Lüftspier oder„BremsenlüftspieP 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 Reibbeläge 16 an der Bremsscheibe 14 bei einer unbetätigten Fahrzeugbremse 10 zu vermeiden.

Bei dem Spalt S zwischen der Spindelmutter 34 und dem Kolbenboden 28 des Betätigungskolbens 20 handelt es sich um einen Sicherheitsabstand, weshalb diese Spalte S zusätzlich mit dem Bezugszeichen X versehen ist. Der Sicherheitsabstand X nimmt aus Gründen der Systemsicherheit einen vorbestimmten Mindestwert ein, um bei einem Nicht-Betätigen der Feststellbrems-Funktion eine ordnungsgemäße Betriebs- brems-Funktion zu gewährleisten.

Bei einer gewöhnlichen fahrergesteuerten Betriebsbremsung wird ein Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer 22 aufgebaut und der Betätigungskolben 20 wird entlang der Zuspannrichtung Z in eine bremskrafterzeugende Betätigungsposition bewegt. Dabei gerät er in Anlage mit dem rechten Reibbelag 16, bringt diesen in Anlage mit der Bremsscheibe 14 und spannt die Fahrzeugbremse 10 in bekannter Weise nach Schwimmsattel-Bauart zu. Hierbei werden sämtliche Spaltmaße S inklusive des Luft ¬ spiels L überbrückt, mit Ausnahme des Sicherheitsabstands X zwischen der Spindel ¬ mutter 34 und dem Kolbenboden 28. Zum Abbauen der Bremskraft bewegt sich der Betätigungskolben 20 in Folge eines Reduzieren des Hydraulikdrucks und unter„Roll- back"-Unterstützung der Dichtung 24 entgegen der Zuspannrichtung Z, woraufhin sich die davor überbrückten Spaltmaße S, L wieder einstellen.

Die Feststellbremseinheit 30 kann allgemein in Anwesenheit oder Abwesenheit eines Hydraulikdrucks aktiviert werden, um den Betätigungskolben 20 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 28 ab.

Ein Bewegen der Spindelmutter 34 in einem Bereich, in dem die Spaltmaße S überbrückt werden und keine Bremskraft erzeugt wird, ist als ein Bewegen in einem ersten Bewegungsbereich definiert, und ein Bewegen der Spindelmutter 34 in einem Bereich, in dem die Reibbeläge 16 an der Bremsscheibe 14 anliegen, so dass die Bremskraft verändert wird, ist als ein Bewegen in einem zweiten Bewegungsbereich definiert.

Das offenbarte Verfahren wird bei Ausüben der Feststellbrems-Funktion ausgeführt, und zwar bei einem Bewegen des Aktuators 32 innerhalb des ersten Bewegungsbereichs, in dem noch keine Bremskraft erzeugt wird oder nicht mehr eine Bremskraft erzeugt wird, abhängig davon, ob das Verfahren beim Zuspannen der Bremse oder beim Lösen der Bremse durchgeführt wird. Das Verfahren kann also sowohl beim Zuspannen der Feststellbremse, also bei einem Bewegen vom ersten Bewegungsbereich in den zweiten Bewegungsbereich, als auch beim Lösen der Bremse, also bei einem Bewegen vom zweiten Bewegungsbereich in den ersten Bewegungsbereich, innerhalb des ersten Bewegungsbereiches durchgeführt werden.

Ganz allgemein wird bei dem offenbarten Verfahren der Elektromotor im Leerlauf, bei einer Bewegung innerhalb des ersten Bewegungsbereiches, kurz aus- und wieder eingeschaltet. Während der Elektromotor ausgeschaltet ist, werden ein oder mehrere Parameter im Generatorbetrieb des Elektromotors ermittelt. Anschließend werden der oder die ermittelten Parameter dazu benutzt, einen Wert für eine Motorkonstante des Elektromotors zu bestimmen.

Anhand der Fig. 2 ist der Ablauf des Verfahrens schematisch dargestellt. In einem ersten Schritt Sl wird bei Bewegen des Aktuators innerhalb des ersten Bewegungs ¬ bereichs die am Elektromotor anliegende Spannung abgeschaltet. Nach Abschalten der Spannung wird in einem Schritt S2 mindestens ein Parameter ermittelt, während der Elektromotor bei abgeschalteter Spannung weiter läuft. Schließlich wird in einem Schritt S3 mindestens ein Wert für eine Motorkonstante des Elektromotors auf der Grundlage des mindestens einen Parameters bestimmt. Nach Schritt S2 (also z. B. in Schritt S3 oder in einem nicht dargestellten Schritt S4) kann die Spannung dann wieder angeschaltet werden, so dass der Elektromotor weiterläuft und beispielsweise ein gerade ablaufender Betriebszyklus (Spannen oder Lösen der Bremse) im Wesentlichen unterbrechungsfrei fortgesetzt werden kann.

In der Fig. 3 ist eine Ausführungsform des Verfahrens von Fig. 2 schematisch dargestellt. Der Schritt Sl entspricht dem Schritt Sl der Fig. 2. Der Schritt S2 von Fig. 2 ist in dem Verfahren gemäß der Fig. 3 in zwei Schritte S21 und S23 aufgeteilt. In dem Schritt S21 wird ein erster Wert für eine in dem Elektromotor induzierte Spannung U, zu einem ersten Zeitpunkt ermittelt. Die induzierte Spannung U, wird durch eine Messung ermittelt. Ferner wird in dem Schritt S23 ein erster Wert für eine Drehzahl ω des Elektromotors zu dem ersten Zeitpunkt ermittelt. Die im Schritt S2 von Fig. 2 ermittelten Parameter sind also die induzierte Spannung und die Drehzahl. Die Drehzahl ω kann entweder anhand eines Modells berechnet werden oder durch eine Messung ermittelt werden. Die Messung kann beispielsweise mittels eines Ripple

Detektors erfolgen. Der Ripple Detektor detektiert die Ripple im Motorstromsignal des Antriebsmotors. Die Ripple-Zahl ist ein Maß für den zurückgelegten Betätigungsweg der Spindelmutter. Möglich ist auch die Messung mittels eines Motordrehzahlsensors. Auch möglich ist eine direkte Messung des Betätigungsweges der Spindelmutter anhand eines Wegesensors. Ausgehend von dem Betätigungsweg kann dann mit Kenntnis der Untersetzung des Getriebes auf die Drehzahl ω des Elektromotors ge ¬ schlossen werden.

Im Schritt S31, der dem Schritt S3 des Verfahrens von Fig. 2 entspricht, wird dann der Wert für die Motorkonstante k m anhand des ersten Wertes für die in dem Elekt ¬ romotor induzierte Spannung U, und des ersten Wertes für die Drehzahl ω des Elekt ¬ romotors bestimmt. Speziell ergibt sich der Wert für die Motorkonstante k m aus dem Quotienten zwischen der induzierten Spannung Ui und der Drehzahl ω des Elektro ¬ motors, gemäß folgender Gleichung (1): k m = υ,/ω.

Zwischen dem Schritt S23 und dem Schritt S31 wird die am Elektromotor anliegende Spannung wieder angeschaltet und der Zuspannvorgang der Bremse bzw. der Lösevorgang der Bremse fortgesetzt. Die Zeit zwischen dem Anschalten und dem Ab ¬ schalten der Spannung am Elektromotor beträgt typischerweise 30 ms bis 50 ms.

In einer Variante der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform wird die Motorkonstante k m anhand des Verlustmomentes T 0 der elektromechanischen Aktuatoreinheit und eines Leerlaufstromes bestimmt. Dazu wird vor dem Schritt Sl, also vor dem Abschalten der am Elektromotor anliegenden Spannung, in einem nicht dargestellten Schritt SO der Leerlaufstrom I 0 des Elektromotors gemessen. Ferner werden nach dem Schritt S23 zusätzlich zu dem ersten Wert für die in dem Elektromotor induzierte Spannung U, und zu dem ersten Wert für die Drehzahl ω des Elektromotors, die zu dem ersten Zeitpunkt bestimmt werden, ein zweiter Wert für die in dem Elektromotor induzierte Spannung U, und ein zweiter Wert für die Drehzahl ω des Elektromotors zu einem zweiten Zeitpunkt bestimmt, in nicht dargestellten Schritten S25 (induzierte Spannung U,) und S27 (Drehzahl ω). Der zweite Zeitpunkt ist vom ersten Zeitpunkt verschieden. Der zweite Zeitpunkt kann beispielsweise 20 ms nach dem ersten Zeitpunkt sein.

Danach wird in einem weiteren Schritt eine Differenz Δω zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert für die Drehzahl ω des Elektromotors berechnet. Die Berechnung erfolgt typischerweise nachdem die am Elektromotor anliegende Spannung wieder angeschaltet wurde. Das Verlustmoment T 0 der elektromechanischen Aktuatoreinheit wird anschließend mittels der Massenträgheit J An tr. der elektromechanischen Aktuatoreinheit, die be ¬ kannt ist, der berechneten Differenz Δω zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert für die Drehzahl ω des Elektromotors sowie der Zeitdifferenz At zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt berechnet. Die Berechnung erfolgt nach folgender Gleichung (2):

T 0 = J A ntr. * Δω/At.

Daran anschließend kann die Motorkonstante anhand des Verlustmomentes T 0 gemäß Gleichung (2) und des vor dem Schritt Sl ermittelten Leerlaufstromes bestimmt werden. Die Berechnung erfolgt nach folgender Gleichung (3):

Der Wert für die Motorkonstante kann also nach Gleichung (1) sowie nach Gleichung (3) erfolgen. Dabei kann die Bestimmung nach Gleichung (3) alternativ zu der Bestimmung nach Gleichung (1) durchgeführt werden. In diesem Fall ersetzt die Berechnung der Motorkonstanten nach Gleichung (3) den Schritt S31 der Fig. 3, und der Elektromotor wird nach Ermitteln des zweiten Wertes für die induzierte Spannung Uj und des zweiten Wertes für die Drehzahl ω des Elektromotors wieder angeschaltet.

Die Bestimmung nach Gleichung (3) kann jedoch auch zusätzlich nach der Bestimmung nach Gleichung (1) durchgeführt werden, um den nach Gleichung (1) ermittelten Wert zu verifizieren. In diesem Fall findet die Berechnung der Motorkonstanten nach Gleichung (3) zusätzlich zu dem in der Fig. 3 gezeigten Schritt S31 statt, in einem (nicht dargestellten) Schritt S33. Der Schritt S31 kann vor dem Schritt S25 oder nach dem Schritt S27 zusammen mit dem Schritt S33 durchgeführt werden. Der Elektromotor wird insbesondere nach Ermitteln des zweiten Wertes für die induzierte Spannung U, (Schritt S25) und des zweiten Wertes für die Drehzahl ω des Elektromotors (Schritt S27) und vor dem Schritt S33 wieder angeschaltet.

Ebenso kann gemäß einer weiteren Variante der Wert für die Motorkonstante gemäß anhand des in den Schritten S25 und S27 bestimmten zweiten Wertes für die in dem Elektromotor induzierte Spannung und des zweiten Wertes für die Drehzahl des Elektromotors zu einem zweiten Zeitpunkt gemäß Gleichung (1) bestimmt werden, in einem Schritt S35. Der Schritt S35 kann alternativ oder zusätzlich sowohl zu dem Schritt S31 als auch zu dem Schritt S33 sein. Wird der Schritt S35 zusätzlich zu dem Schritt S31 und/oder Schritt S33 durchgeführt, können die verschieden berechneten Werte für die Motorkonstante dazu verwendet werden, sich gegenseitig zu verifizie ¬ ren. Der Schritt S35 kann insbesondere auch vor dem Schritt S33 durchgeführt wer ¬ den, und zwar insbesondere nach dem Anschalten der am Elektromotor anliegenden Spannung.

In der Fig. 4 ist eine mögliche Variante des Verfahrens gezeigt, wie sie anhand von Fig. 3 beschrieben wurde. In einem Schritt SO wird der Leerlaufstrom I 0 ermittelt. Danach wird im Schritt Sl die am Elektromotor anliegende Spannung abgeschaltet. Die Schritte S21, S23 und S31 der Fig. 4 entsprechen jeweils den Schritten S21, S23 und S31 der Fig. 3. Wie oben beschrieben, wird dann in einem Schritt S25 ein zwei ¬ ter Wert für eine in dem Elektromotor induzierte Spannung zu einem zweiten Zeitpunk bestimmt, und in einem Schritt S27 wird ein zweiter Wert für eine Drehzahl des Elektromotors ermittelt, der der zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Elektromotor induzierten Spannung zugeordnet ist. In einem Schritt S4 wird dann die am Elektromotor anliegende Spannung wider angeschaltet, bevor in einem Schritt S33 ein Wert für die Motorkonstante anhand des zweiten wertes für die induzierte Spannung und anhand des zweiten Wertes für die Drehzahl ermittelt wird. In einem Schritt S5, wird wie oben beschrieben, das Verlustmoment T 0 gemäß Gleichung (2) bestimmt. Schließlich kann zur Verifikation von Schritt S31 und S33 im Schritt S35 ein weiterer Wert für die Motorkonstante anhand von T 0 und I 0 gemäß Gleichung (3) bestimmt werden.

In der Fig. 5 ist der Verlauf des Motorstroms I, der induzierten Spannung U und der Drehzahl ω schematisch dargestellt. Wenn die am Elektromotor anliegende Spannung abgeschaltet wird, fließt nach kurzer Zeit kein Motorstrom mehr. Dies ist in der Fig. 4 in einer Zeitspanne t 2 -ti zwischen 0,2 s und 0,3 s zu sehen, in der der Motorstrom OA beträgt. Zu einem ersten Zeitpunkt in dieser Zeitspanne t 2 -ti wird die induzierte Spannung U, gemessen, anhand der ein Wert für die Motorkonstante gemäß Gleichung (1) berechnet werden kann. Wenn ein zweiter Wert für die induzierte Spannung U, gemessen wird, zur Verifikation des Wertes für die Motorkonstante und/oder zur Berechnung des Verlustmomentes T 0 gemäß Gleichung (2), wird dieser zweite Wert zu einem zweiten Zeitpunkt in der Zeitspanne t 2 -ti gemessen. Danach wird der Motor wider eingeschaltet, so dass der Motorstrom wieder auf einen von OA verschiedenen Wert ansteigt, und der Bremsvorgang bzw. Lösevorgang wird fortgesetzt. In der Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform des in Fig. 2 dargestellten Verfahrens gezeigt. In dieser Ausführungsform des offenbarten Verfahrens wird die Motorkon ¬ stante ohne Kenntnis der Drehzahl ω des Elektromotors bestimmt. Dazu wird der Leerlaufstrom I 0 zur Bestimmung der Motorkonstanten benötigt. Demgemäß wird in einem ersten Schritt SO vor dem Abschalten der am Elektromotor anliegenden Spannung (vor dem Schritt Sl) der Leerlaufstrom l 0 des Elektromotors bei Vorliegen der Leerlaufdrehzahl, insbesondere durch Messung, ermittelt. In einem Schritt S22 wird dann ein erster Wert für die induzierte Spannung zu einem ersten Zeitpunkt ermittelt, insbesondere durch Messung. In einen Schritt S24 wird danach ein zweiter Wert für die induzierte Spannung zu einem zweiten Zeitpunkt ermittelt, insbesondere durch Messung. Der erste Wert und der zweite Wert werden nach Abschalten der Elektromotorspannung, wenn kein Motorstrom mehr fließt, gemessen, also in der Zeitspanne t 2 -ti der Fig. 4. Danach wird der Motorstrom wieder angeschaltet und der Brems- bzw. Lösevorgang fortgesetzt. Die Schritte S22 und S24 der Fig. 5 entsprechen dabei dem Schritt S2 der Fig. 2, wobei der ermittelte Parameter im Schritt S2 von Fig. 2 die induzierte Spannung ist.

Zur Berechnung der Motorkonstanten wird eine Differenz AU, zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert für die in dem Elektromotor induzierte Spannung in einem Schritt S32 berechnet. Der Schritt S32 entspricht dem Schritt S3 der Fig. 2. Die Berechnung der Motorkonstanten k m erfolgt anhand folgender Gleichung (4): wobei I 0 der Leerlaufstrom des Elektromotors, J An tr. die Massenträgheit der elektro- mechanischen Aktuatoreinheit ist und At die Zeitdifferenz zwischen dem zweiten Zeitpunkt ist, zu dem der zweite Wert für die induzierte Spannung gemessen wurde, und dem ersten Zeitpunkt, zu dem der erste Wert für die induzierte Spannung gemessen wurde.

Die Gleichung (4) ergibt sich durch Gleichsetzen von Δω aus Gleichung (2) und folgender Gleichung (5) und Ersetzen von T 0 aus Gleichung (2) durch k m * I 0 gemäß der aus Gleichung (3) bekannten Beziehung zwischen T 0 und der Motorkonstanten k m . Das Verlustmoment T 0 kann in dem Verfahren gemäß der anderen Ausführungsform auch ohne Kenntnis von Δω berechnet werden, gemäß folgender Gleichung (6) wobei AU, wieder die Differenz zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert für die induzierte Spannung ist, I 0 der Leerlaufstrom ist, J An tr. die Massenträgheit der elektromechanischen Aktuatoreinheit ist und At die Zeitdifferenz zwischen dem zweiten Zeitpunkt ist, zu dem der zweite Wert für die induzierte Spannung gemessen wurde, und dem ersten Zeitpunkt, zu dem der erste Wert für die induzierte Spannung gemessen wurde.

Die Gleichung (6) ergibt sich durch Gleichsetzen von k m aus Gleichung (3) und Glei ¬ chung (5), sowie Ersetzen von Δω in Gleichung (5) durch die aus Gleichung (2) be ¬ kannte Beziehung.

Das offenbarte Verfahren stellt also mehrere Möglichkeiten zur Bestimmung der Motorkonstanten des Elektromotors anhand mindestens eines Parameters bereit, der bzw. die kurz nach dem Abschalten des Elektromotors ermittelt werden, wenn kein Motorstrom mehr fließt. Bei dem Verfahren gemäß der einen Ausführungsform wird die Motorkonstante unter anderem anhand der ermittelten Drehzahl des Elektromotors bestimmt, bei dem Verfahren gemäß der anderen Ausführungsform wird die Motorkonstante ohne Kenntnis der Drehzahl des Elektromotors bestimmt.

Ferner kann gemäß dem offenbarten Verfahren anhand des bestimmten Wertes für die Motorkonstante die Axialkraft der Spindelmutter berechnet werden. Die Motorkonstante ist ein Parameter, der das Drehmoment des Elektromotors in Abhängigkeit von dem im Elektromotor fließenden Strom bestimmt. Mit dem Leerlaufstrom I 0 und der bekannten Übersetzung des Getriebes kann die Axialkraft der Spindelmutter in Abhängigkeit von dem im Elektromotor fließenden Strom berechnet werden. Damit ist es möglich, den Strom zu bestimmen, bei dessen Erreichen der Elektromotor abgeschaltet werden soll, da die gewünschte Spannkraft oder Axialkraft erreicht ist. Im Einzelnen ergibt sich der Sollabschaltstrom h ait aus folgender Gleichung (7) Io + UbersetzungAntneb + EcLsoll " f " km/HAntrie wobei Io der Leerlaufstrom ist, k m die Motorkonstante, Übersetzung An tne b die Übersetzung der Getriebeeinheit der elektromechanischen Aktuatoreinheit ist, F C L SO II die Axial- kraft der Spindelmutter ist, bei der der Elektromotor abgeschaltet werden soll, und HAntrieb der Wirkungsgrad der elektromechanischen Aktuatoreinheit ist.

Die Motorkonstante ist ein bekannter Motorkennwert, der jedoch temperaturabhän ¬ gig ist. Ferner kann die Motorkonstante durch Fertigungstoleranzen bei einer Mo ¬ torbaugröße um +/- 10% von Motor zu Motor schwanken. Damit ergeben sich bei einer Berechnung des Sollabschaltstroms bei gewünschter Spannkraft anhand des bekannten Motorkennwertes schon allein aufgrund von Fertigungstoleranzen Unge- nauigkeiten von +/- 10%. Hinzu kommt noch, dass die genaue Motortemperatur nicht bekannt ist, was zusätzlich zu Ungenauigkeiten bei der Berechnung des Sollab ¬ schaltstromes bei Erreichen einer gewünschten Spannkraft führt.

Gemäß dem offenbarten Verfahren wird die Motorkonstante anhand von mindestens einem Parameter bestimmt, der während der Leerlaufphase im Fahrzeugbetrieb ermittelt wird. Der bestimmte Wert für die Motorkonstante beinhaltet damit Schwankungen aufgrund von Fertigungstoleranzen und Temperatureinflüssen. Folglich ist eine genauere Spannkrafteinstellung möglich als bei Benutzung eines vorbekannten Motorkennwertes. Dies führt zu geringeren Überlasten und damit einer längeren Getriebelebensdauer.

Gemäß dem offenbarten Verfahren kann ferner die Temperatur des Elektromotors durch Vergleich der gemäß dem Verfahren bestimmten Motorkennwerte mit bekannten Referenzwerten für die Motorkonstante in Abhängigkeit von der Temperatur bestimmt werden. Die bekannten Referenzwerte sind beispielsweise in einer Speichereinheit der Fahrzeugbremse abgespeichert. Damit kann anhand der bestimmten Motorkonstante auf einfache Weise ohne zusätzlichen Sensor die Temperatur des Elektromotors bestimmt werden.

Das offenbarte Verfahren kann bei jeder Betätigung der Fahrzeugbremse im Feststellbetrieb durchgeführt werden oder regelmäßig in bestimmten Zeitabständen bei Betätigung der Fahrzeugbremse im Feststellbetrieb durchgeführt werden. Durch Vergleich der gemessenen Leerlaufströme I 0 und der bestimmten Verlustmomente T 0 bei bekannten Temperaturen über die Zeit kann auf den Wirkungsgrad der elektromechanischen Aktuatoreinheit rückgeschlossen werden. Daraus lassen sich beispielsweise Verschleißzustände ermitteln. Verschleißabhängige Verluste können im Abschaltstrom kompensiert werden. Die zum Vergleich benötigten Temperaturen können beispielsweise wie oben beschrieben durch Vergleich der ermittelten Werte für die Motorkonstante mit bekannten Referenzwerten für die Motorkonstante bestimmt worden sein.

Da nur die Spannung gemessen wird, wenn kein Motorstrom fließt, gibt es ferner keine Messfehler aufgrund von unterschiedlichen Leitungswiderständen und Motorinnenwiderständen.