ES2262985T3

ES2262985T3 - Freno de vehiculo electricamente accionable y procedimiento para controlar un freno de vehiculo electricamente accionable.

Info

Publication number: ES2262985T3
Application number: ES03712072T
Authority: ES
Inventors: Gregor Godlewsky; Thomas Maur; Michael Keller; Ralf Leiter; Ralf Kinder; Gregor Poertzgen
Original assignee: Lucas Automotive GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2002-03-21
Filing date: 2003-03-21
Publication date: 2006-12-01
Anticipated expiration: 2023-03-21
Also published as: ATE325020T1; WO2003080415A1; AU2003216868A1; EP1485282A1; DE50303197D1; US20050035653A1; US20050212355A1; US7104364B2; US7185745B2; EP1485282B1

Abstract

Freno de vehículo eléctricamente accionable con - un pistón (30) de freno que actúa sobre al menos un forro (14, 14¿) de fricción y se puede desplazar de una posición de reposo a una posición de accionamiento, en la que el pistón (30) de freno aplica el forro (14, 14¿) de fricción contra un elemento giratorio (16) del freno de vehículo, que se puede unir de forma resistente al giro con una rueda del vehículo, y - una unidad (26, 28) de engranaje, accionada por un motor eléctrico (20), que actúa sobre el pistón (30) de freno para el accionamiento del pistón (30) de freno, - pudiéndose controlar el motor eléctrico (20) mediante una unidad electrónica de control (ECU) que está configurada también para registrar los parámetros de servicio del vehículo, del motor eléctrico (20) y/o del freno del vehículo, - estando configurada y programada la unidad electrónica de control (ECU) para controlar el motor eléctrico (20) mediante un programa de control y evaluación, que se ejecuta en ésta de modo queel pistón (30) de freno se desplace en respuesta al registro de al menos una condición predeterminada de servicio en una primera dirección a su posición de accionamiento, en la que el al menos un forro (14, 14¿) de fricción está en contacto con el elemento giratorio (16), y el pistón (30) de freno se desplace a continuación en un recorrido, que corresponde a un espacio deseado de aire de frenado predeterminado (Lnuevo), en una segunda dirección, opuesta a la primera dirección, a su posición de reposo, caracterizado porque la unidad electrónica de control (ECU) está configurada para controlar el motor eléctrico (20) de modo que el pistón (30) de freno se desplace a una posición cero predeterminada antes de desplazarse a su posición de accionamiento y porque la unidad electrónica de control (ECU) está configurada, además, para registrar una magnitud (S), que está en correspondencia con un recorrido, realizado por el pistón (30) de freno entre su posición cero y su posición de accionamiento,y comparar la magnitud registrada (S) con una magnitud almacenada (Snueva) de referencia, estando en correspondencia la magnitud (Snueva) de referencia con un recorrido realizado por el pistón (30) de freno en caso de un freno de vehículo dotado de forros (14, 14¿) de fricción nuevos.

Description

Freno de vehículo eléctricamente accionable y procedimiento para controlar un freno de vehículo eléctricamente accionable.

Antecedentes de la invención

La invención se refiere a un freno de vehículo eléctricamente accionable y a un procedimiento para controlar un freno de vehículo eléctricamente accionable. El freno de vehículo comprende un pistón de freno que actúa sobre al menos un forro de fricción y se puede desplazar de una posición de reposo a una posición de accionamiento, en la que el pistón de freno aplica el forro de fricción contra un elemento giratorio, que se va a unir de forma resistente al giro con una rueda del vehículo, del freno de vehículo, y una unidad de engranaje, accionada por un motor eléctrico, que actúa en el pistón de freno, para el accionamiento del pistón de freno, pudiéndose controlar el motor eléctrico mediante una unidad electrónica de control que está configurada también para registrar los parámetros de servicio del vehículo, del motor eléctrico y/o del freno del vehículo. La invención se refiere, además, a un freno de vehículo eléctricamente accionable que está equipado adicionalmente con un dispositivo para fijar la posición de reposo del pistón de freno, en la que se mantiene constante un espacio de aire de frenado, determinado previamente.

Estado de la técnica

Este tipo de frenos de vehículo eléctricamente accionables se conoce en distintas formas de realización del estado de la técnica. Las fuerzas, que se generan en estos frenos de discos durante el proceso de frenado, se dividen en fuerza de apriete (llamada también fuerza axial, fuerza transversal, fuerza de apriete o fuerza normal) y fuerza periférica (llamada también fuerza de fricción). Como fuerza de apriete se denomina aquella componente de la fuerza que una zapata de freno transmite al disco de freno verticalmente al plano del disco de freno. Por fuerza periférica se entiende, por el contrario, aquella componente de la fuerza que, debido a la fricción de frenado entre un forro de fricción de la zapata de freno y el disco de freno, actúa en la dirección periférica del disco de freno sobre la zapata de freno. Mediante la multiplicación de la fuerza periférica por la distancia del punto de aplicación de la fuerza periférica respecto al eje de giro de las ruedas se puede determinar el momento de frenado.

En un freno de discos conocido del documento WO99/05011 la fuerza de apriete se produce de forma hidráulica o mediante un motor eléctrico. En caso de una producción hidráulica de la fuerza de apriete se conduce un fluido hidráulico presurizado a una cámara hidráulica, configurada en una carcasa del freno de discos. Un pistón hueco, alojado de forma desplazable en la cámara hidráulica, de un dispositivo actuador se mueve mediante el fluido hidráulico en dirección a una de las dos zapatas de freno y engrana ésta por fricción con el disco de fresco. Dado que el freno de discos está configurado como freno de discos de pinza flotante, se aplica de forma conocida también contra el disco de freno la zapata de freno que no interactúa directamente con el pistón.

Con una generación de fuerza de apriete por motor eléctrico, el movimiento de rotación de un árbol motor se reduce primero mediante un engranaje planetario y se transforma a continuación en un movimiento de traslación mediante una disposición de tuerca-husillo, situada dentro de un pistón hueco, del dispositivo actuador. El pistón hueco es captado por este movimiento de traslación y transmite el movimiento de traslación a una de las dos zapatas de freno que se aplica a continuación contra el disco de freno. En este freno de vehículo, una tuerca, que actúa sobre el pistón de freno en caso del accionamiento del freno por motor eléctrico, de la disposición de tuerca-husillo está dispuesta, al no estar accionado el freno, a una distancia definida respecto al pistón de freno situado en su posición de reposo. Con el fin de garantizar un funcionamiento óptimo del freno de vehículo, esta distancia deberá estar ajustada exactamente en lo posible, ya que una distancia demasiado grande provoca un alargamiento del tiempo de respuesta del freno, mientras que en el caso de una distancia demasiado pequeña se podría originar un momento de abrasión residual entre el disco de freno, que gira, y los forros de fricción.

En todos los frenos de discos eléctricamente accionables conocidos se presenta el problema fundamental de que la distancia entre los forros de fricción y el disco de freno cuando no está accionado el freno, el llamado espacio de aire de frenado, se amplía debido al desgaste de los forros de fricción y se alarga, por tanto, el tiempo de respuesta del freno. Además, en las disposiciones de freno del tipo conocido del documento WO99/05011, en las que la posición de reposo del pistón de freno se fija no con ayuda de un elemento, que actúa sobre el pistón, de la unidad de engranaje, sino mediante un dispositivo por separado, existe el problema de que la distancia definida entre el elemento constructivo, que actúa en el caso de un accionamiento del freno por motor eléctrico sobre el pistón de freno, del dispositivo actuador y el pistón de freno puede disminuir o aumentar de forma no deseada durante el tiempo de funcionamiento del freno de vehículo.

Del documento DE19730094A1 se conoce un procedimiento para el control o la regulación de un freno con una primera superficie de fricción, eléctricamente accionable mediante un actuador, así como una segunda superficie de fricción, entre las que está previsto un espacio de aire. A tal efecto, se registra la posición del actuador, así como de la corriente, que se va a suministrar al actuador, y se determina la aplicación de la primera superficie de fricción en la segunda y se produce a continuación una señal de contacto.

Para posibilitar una identificación y un ajuste del espacio de aire mediante el uso de parámetros específicos del actuador, independientemente de un accionamiento especial del freno, así como posibilitar también un reajuste del espacio de aire durante la marcha del vehículo, se evalúa la variación de la corriente del actuador y la variación de la posición del actuador con el fin de determinar la aplicación.

Del documento DE19835550A1 se conoce un dispositivo de freno de discos para vehículo, con una caja de freno, un pistón de freno, que se puede mover axialmente de forma mecánica/hidráulica en la caja de freno, así como un dispositivo hidráulico de accionamiento y un dispositivo mecánico de accionamiento con un husillo rotatorio y una tuerca, desplazable mediante la rotación del husillo axialmente a éste. El pistón de freno se puede activar de forma hidráulica mediante el dispositivo hidráulico de accionamiento y/o de forma mecánica mediante el dispositivo mecánico de accionamiento. En caso del accionamiento mecánico, el pistón de freno se apoya en la tuerca.

Para configurar esta disposición más independientemente de los efectos de la temperatura y el envejecimiento, está previsto al menos un sensor en este dispositivo de freno de discos para automóvil, guiando adecuadamente el dispositivo mecánico de accionamiento el pistón de freno en función del desgaste del forro de freno, detectado por el sensor, y fijando el dispositivo mecánico de accionamiento el pistón de freno en caso de una determinación hidráulica, detectada por el sensor, de un freno correspondiente.

El documento DE19826053A1 da a conocer un procedimiento y un dispositivo para controlar un freno de rueda de un vehículo que comprende un dispositivo de ajuste, controlable por electricidad. Al final de cada proceso de frenado, iniciado por un conductor del vehículo, se determina a partir de la tendencia de variación de las señales de la fuerza de frenado o del momento de frenado, registradas durante el proceso de frenado, en función del recorrido realizado por un forro de freno durante el proceso de frenado, un punto cero, en el que el forro de freno se separa de un disco de freno. Este punto cero sirve a continuación como punto de partida para el ajuste de un espacio nominal de aire deseado mediante la regulación correspondiente de la posición o el ángulo de un motor eléctrico del dispositivo de ajuste.

El documento DE19947903A1 describe un procedimiento para controlar un freno de rueda, accionable de forma hidráulica, que comprende un pistón de freno dispuesto con posibilidad de desplazamiento axial en un cilindro de freno. El pistón de freno está hermetizado respecto al cilindro de freno mediante un anillo elástico de obturación que se deforma elásticamente durante un proceso de frenado y representa, por tanto, un elemento automático de retroceso para restablecer un espacio de aire después de finalizar el proceso de frenado.

El problema base de la invención

La presente invención se basa en el problema de crear un freno de vehículo eléctricamente accionable así como un procedimiento para controlar un freno de vehículo eléctricamente accionable que permitan determinar el desgaste del forro de fricción durante la vida útil del freno con el fin de garantizar una elevada seguridad en el funcionamiento del freno de vehículo.

Solución según la invención

Para la solución de este problema se propone, según la invención, un freno de vehículo eléctricamente accionable con las características indicadas en las reivindicaciones independientes 1 y 3 del dispositivo, así como un procedimiento para controlar un freno de vehículo eléctricamente accionable según las reivindicaciones independientes 19 y 21 del procedimiento.

El freno de vehículo eléctricamente accionable comprende un pistón de freno que actúa sobre al menos un forro de fricción y se puede desplazar de una posición de reposo a una posición de accionamiento, en la que el pistón de freno aplica el forro de freno contra un elemento giratorio, que se va a unir de forma resistente al giro con una rueda del vehículo, del freno de vehículo, y una unidad de engranaje, accionada por un motor eléctrico, que actúa sobre el pistón de freno, para accionar el pistón de freno, pudiéndose controlar el motor eléctrico mediante una unidad electrónica de control que está configurada también para registrar los parámetros de servicio del vehículo, del motor eléctrico y/o del freno del vehículo. La unidad electrónica de control está configurada y programada para controlar el motor eléctrico mediante un programa de control y evaluación, que se ejecuta en ésta, de modo que el pistón de freno se desplace en respuesta al registro de al menos una condición predeterminada de servicio en una primera dirección a su posición de accionamiento, en la que el al menos un forro de fricción está en contacto con el elemento giratorio, y el pistón de freno se desplace a continuación en un recorrido, que corresponde a un espacio deseado de aire de frenado predeterminado, en una segunda dirección, opuesta a la primera dirección, a su posición de reposo.

La unidad electrónica de control está configurada para controlar el motor eléctrico de modo que el pistón de freno se desplace a una posición cero predeterminada antes de desplazarse a su posición de accionamiento. Además, la unidad electrónica de control está configurada para registrar una magnitud, que está en correspondencia con un recorrido, realizado por el pistón de freno entre su posición cero y su posición de accionamiento, y para comparar la magnitud registrada con una magnitud almacenada de referencia, estando en correspondencia la magnitud de referencia con un recorrido realizado por el pistón de freno en caso de un freno de vehículo dotado de forros de fricción
nuevos.

Mediante la realización periódica de una calibración de este tipo de la disposición de freno, según la invención, se puede compensar de forma fiable el desgaste de los forros de fricción y mantener el espacio de aire de frenado en un recorrido constante. La frecuencia, con la que se realiza la calibración, se puede ajustar arbitrariamente mediante la selección adecuada de la condición de servicio, que se va a registrar, y depende, por ejemplo, de los requerimientos que debe cumplir el sistema debido, por ejemplo, a las funciones ABS, ASR, EPB, etc.

Debido al desgaste de los forros de fricción y al aumento, derivado de esto, del espacio de aire de frenado se alarga el recorrido, que va a realizar el pistón de freno de la posición cero a la posición de accionamiento, en comparación con el recorrido realizado por el pistón de freno en caso de un freno de vehículo con forros de freno nuevos no desgastados. La comparación entre la magnitud registrada, que está en correspondencia con el recorrido realizado por el pistón de freno, y la magnitud de referencia, que está en correspondencia con el recorrido realizado por el pistón de freno en caso de un freno de vehículo dotado de forros de fricción nuevos, posibilita, por consiguiente, una determinación del desgaste total de los forros de fricción. Para la ejecución de las funciones, descritas arriba, la unidad electrónica de control puede presentar una unidad de cálculo, dotada de una memoria, que calcule una diferencia, que corresponde al desgaste del forro de freno, a partir de la magnitud registrada y la magnitud de referencia almacenada en la memoria. Una magnitud adecuada, en correspondencia con el recorrido realizado por el pistón de freno, es, por ejemplo, la cantidad de los pasos del motor eléctrico. Por tanto, la disposición del freno, según la invención, comprende preferentemente un sensor que registra los pasos del motor eléctrico. El valor, indicado por el sensor, se puede poner a cero en la unidad electrónica de control, si el pistón de freno se encuentra en su posición cero.

Si el freno de vehículo, según la invención, comprende adicionalmente un dispositivo para fijar la posición de reposo del pistón de freno, que fija la posición de reposo del pistón de freno de modo que se mantiene constante el espacio predeterminado de aire de frenado durante el tiempo de funcionamiento del freno, la unidad electrónica de control está configurada y programada para controlar el motor eléctrico mediante un programa de control y evaluación, que se ejecuta en ésta, de modo que un elemento de la unidad de engranaje, que actúa sobre el pistón de freno en caso de un accionamiento eléctrico del freno, se desplace en respuesta al registro de al menos una condición predeterminada de servicio en una primera dirección a su posición de accionamiento, en la que el pistón de freno, accionado por el elemento, aplica al menos un forro de fricción contra el elemento giratorio. El elemento se desplaza a continuación en un recorrido, que está en correspondencia con el espacio predeterminado de aire de frenado, en caso que se desee, con la distancia predeterminada entre el elemento y el pistón de freno al no estar accionado el freno, en una segunda dirección, opuesta a la primera dirección, a su posición de reposo.

La unidad electrónica de control en caso del freno de vehículo, dotado del dispositivo para fijar la posición de reposo del pistón de freno, está configurada para controlar el motor eléctrico de modo que el elemento de la unidad de engranaje, que actúa sobre el pistón de freno, se desplace a una posición cero predeterminada antes de desplazarse a su posición de accionamiento. La unidad electrónica de control está configurada, además, para registrar una magnitud, que está en correspondencia con un recorrido realizado por el elemento entre su posición cero y su posición de accionamiento, y para comparar la magnitud registrada con una magnitud almacenada de referencia, estando en correspondencia la magnitud de referencia con un recorrido realizado por el elemento en caso de un freno de vehículo dotado de forros de fricción nuevos.

Si mediante un dispositivo por separado se fija la posición de reposo del pistón de freno en un freno de este tipo eléctricamente accionable, que puede estar configurado, por ejemplo, de modo que sea posible accionar el pistón de freno tanto de forma hidráulica como por motor eléctrico, se puede mantener constante en el valor deseado, con ayuda de una calibración de este tipo, la distancia existente, al no estar accionado el freno, entre el elemento de la unidad de engranaje, que actúa en el pistón de freno en caso de un accionamiento eléctrico del freno, y el pistón de freno.

Al igual que el recorrido del pistón de freno, se alarga también el recorrido a realizar por el elemento, que actúa sobre el pistón de freno, de la posición cero a la posición de accionamiento en función del desgaste de los forros de fricción. Si la posición de reposo del pistón de freno se fija mediante un dispositivo por separado, por ejemplo, mediante una junta "rollback", que interactúa con el pistón de freno, se puede comparar también, por tanto, la magnitud medida, que está en correspondencia con el recorrido realizado por el elemento, con una magnitud de referencia, que está en correspondencia con el recorrido realizado por el elemento en caso de un freno de vehículo dotado de forros de fricción nuevos, para determinar el desgaste total de los forros de fricción. La unidad electrónica de control presenta preferentemente una unidad de cálculo, dotada de una memoria, para calcular una diferencia, correspondiente al desgaste del forro de fricción, a partir de la diferencia de la magnitud registrada y la magnitud de referencia almacenada en la memoria. Una magnitud adecuada, en correspondencia con el recorrido realizado por el elemento, es, por ejemplo, la cantidad de los pasos del motor eléctrico. Por tanto, está previsto preferentemente un sensor que registra los pasos del motor eléctrico. El valor, indicado por el sensor, se puede poner a cero en la unidad electrónica de control, si el elemento, que actúa en el pistón de freno, se encuentra en su posición cero.

Los vehículos modernos están equipados con un sistema de bus (por ejemplo, CAN) para facilitar parámetros calculados de servicio de componentes o grupos constructivos del vehículo a los controles existentes en el vehículo o para transmitir las señales de control de los controles a componentes o grupos constructivos del vehículo. Por consiguiente, se registran y evalúan, por lo general, con otros fines los parámetros de servicio del vehículo, del motor eléctrico y/o del freno del vehículo (por ejemplo, el estado de servicio del vehículo, el consumo de corriente del motor eléctrico y la fuerza de frenado ejercida por el freno del vehículo). De esta forma no se origina ningún otro gasto por concepto de componentes, cableado, etc., para el registro de la condición predeterminada de servicio, así como para el registro de la posición de accionamiento del pistón de freno. Por tanto, se puede lograr la seguridad elevada del funcionamiento, resultante de la invención, así como el tiempo corto de respuesta del sistema de frenado con un gasto mínimo adicional. Mientras los parámetros de servicio, necesarios para la calibración del sistema de frenado, del vehículo, del motor eléctrico y/o del freno de vehículo no estén disponibles en el sistema de bus, es necesario facilitar estos datos a la unidad electrónica de control (ECU) de otra forma (mediante sensores adecuados).

Configuraciones y variantes de la solución según la invención

La unidad electrónica de control está configurada preferentemente en la forma de realización del freno de vehículo eléctricamente accionable sin el dispositivo de fijación de la posición de reposo del pistón de freno para emitir una señal de advertencia al conductor del vehículo, si una diferencia entre la magnitud registrada y la magnitud de referencia supera un valor predeterminado. A tal efecto, se puede realizar también, o en su lugar, una indicación cuantitativa (por ejemplo, mediante una indicación de barras) sobre el espesor del forro de freno al conductor. El valor predeterminado puede corresponder, por ejemplo, a un valor crítico de desgaste de los forros de fricción, en el que se debiera realizar un cambio de los forros de fricción. La señal, emitida al conductor, puede ser una señal acústica u óptica que se emite, por ejemplo, al realizar el encendido al comienzo de un viaje.

El efecto, provocado en el freno de vehículo con el dispositivo para fijar la posición de reposo del pistón de freno mediante una junta "rollback", y la configuración de una junta de este tipo, que conduce a esto, se describe, por ejemplo, en el documento DE19647434A1. Durante el frenado, el pistón se mueve mediante la presión hidráulica en dirección al disco de freno y el anillo de obturación de elastómero se arrastra aproximadamente mediante el pistón, que se desplaza, y se deforma aproximadamente de este modo, así como por la presión hidráulica.

En caso de una descarga del freno, es decir, en caso de suprimirse la presión hidráulica, el anillo de obturación de elastómero deformado ejerce una fuerza de retroceso en el pistón y arrastra éste un tramo, separándolo del disco de freno. Este comportamiento es absolutamente deseado, pues retrocede el pistón de freno y garantiza que tras finalizar un frenado se ajuste el llamado espacio de aire de frenado entre el forro de fricción y el disco de freno. En este sentido se hace referencia a la patente alemana 1600008, en la que está descrito ampliamente este comportamiento. Para apoyar el comportamiento, descrito antes, del anillo de obturación, fabricado preferentemente de un elastómero, se bisela con frecuencia la pared lateral, situada en el lado del forro de freno, de la ranura, en la que está sujetado el anillo de obturación, es decir, la sección transversal de la ranura se amplía desde la base de la ranura (véase al respecto el documento FRPS1504679).

Para que el anillo de obturación pueda retroceder el pistón de freno, es necesaria una cierta adherencia entre las superficies solidarias del anillo de obturación y el pistón de freno. Las características de deslizamiento demasiado buenas entre estas superficies impedirían un retroceso del pistón, ya que éste último se desplazaría por deslizamiento casi de inmediato relativamente al anillo de obturación, con lo que ya no existiría una deformación del anillo de obturación y, por consiguiente, ninguna fuerza de retroceso.

Por otra parte, en determinadas circunstancias se desea mucho un deslizamiento relativo del pistón de freno respecto al anillo de obturación. Este caso se da, por ejemplo, al ensamblarse el freno. Aquí hay que insertar el pistón de freno después que el anillo de obturación está colocado en la ranura, que lo aloja, en la pared del cilindro. Si el pistón y el anillo de obturación no se pudieran deslizar relativamente entre sí, es muy probable que el anillo de obturación se tuerza en la ranura o se dañe y haya que cortarlo parcialmente.

Sin embargo, un deslizamiento relativo del pistón de freno respecto al anillo de obturación es necesario también en determinados estados de servicio del freno, por ejemplo, si el espesor del forro de fricción se reduce por el desgaste, de modo que el pistón de freno se tiene que seguir desplazando convenientemente en dirección al disco de freno para aplicar el forro de fricción al disco de freno. En estas circunstancias se sobrepasa la capacidad de deformación del anillo de obturación de elastómero y el pistón se tiene que deslizar relativamente respecto al anillo de obturación para ocupar relativamente una nueva posición respecto al anillo de obturación.

Un deslizamiento relativo del pistón de freno respecto al anillo de obturación puede ser muy necesario también en caso de frenadas muy fuertes, ya que debido a las grandes fuerzas se expande la caja de frenos, el material del forro de fricción se comprime, etc., siendo necesaria una trayectoria de desplazamiento convenientemente mayor del pistón de freno.

La unidad electrónica de control del freno de vehículo con el dispositivo para fijar la posición de reposo del pistón de freno puede estar configurada, además, para emitir una señal de advertencia al conductor del vehículo, si una diferencia entre la magnitud registrada, que está en correspondencia con el recorrido realizado por el elemento de la posición cero a la posición de accionamiento, y la magnitud de referencia almacenada, que está en correspondencia con el recorrido realizado por el elemento en caso de un freno de vehículo dotado de forros de fricción nuevos, supera un valor predeterminado. El valor predeterminado corresponde preferentemente a un valor crítico de desgaste de los forros de fricción, en el que se debiera realizar un cambio de los forros de fricción.

En una forma preferida de realización de la invención, la condición predeterminada de servicio se cumple, si el vehículo ha recorrido una distancia predeterminada desde la última calibración del freno. Una distancia adecuada pueden ser, por ejemplo, 500 km. De esta forma se garantiza fácilmente la calibración periódica del sistema de freno.

Como alternativa al respecto, la condición predeterminada de servicio puede estar dada, si una magnitud, en correspondencia con un gradiente de la fuerza de apriete, supera un valor crítico predeterminado. La pendiente de una curva característica de fuerza de apriete/tiempo (gradiente de la fuerza de apriete) después de la aplicación de los forros de fricción contra el disco de freno puede servir como medida del estado de los forros de fricción, ya que los forros de fricción nuevos son más elásticos y, por tanto, más comprimibles que los forros viejos de fricción ya desgastados. Por consiguiente, el establecimiento de la fuerza de apriete en caso de los forros de fricción nuevos es más lento que en caso de los forros viejos de fricción, de modo que un incremento del gradiente de la fuerza de apriete se puede evaluar como indicio de un desgaste creciente de los forros de fricción. Por tanto, en esta forma de realización de la invención se realiza siempre la calibración del freno, si una magnitud, en correspondencia con el gradiente de la fuerza de apriete, supera un valor crítico que es, por su parte, una medida de un desgaste definido del forro de fricción. Una magnitud adecuada, en correspondencia con el gradiente de la fuerza de apriete, puede ser el propio gradiente de la fuerza de apriete o la pendiente de una curva característica de consumo de corriente/tiempo del motor eléctrico (gradiente del consumo de corriente) después de la aplicación de los forros de fricción contra el disco de
freno.

La calibración del freno de vehículo, según la invención, se puede realizar sobre la base del registro de sólo una de las dos condiciones de servicio, mencionadas arriba. Sin embargo, también es posible registrar continuamente los parámetros de servicio, en los que se basan las dos condiciones de servicio, y ejecutar siempre la calibración del freno, si se cumple una de las condiciones o se cumplen las dos condiciones.

La calibración del freno de vehículo, según la invención, se realiza preferentemente sólo si el encendido del vehículo está desconectado, si el vehículo se encuentra en reposo y/o si el vehículo está en una superficie plana y/o si el freno no está apretado o aún no está apretado. De esta forma se pueden evitar estados de servicio no deseados del vehículo, provocados por el proceso de calibración.

La unidad electrónica de control puede estar configurada para registrar durante el desplazamiento del pistón de freno a su posición de accionamiento, en la que el pistón de freno aplica al menos un forro de fricción contra el elemento giratorio, una magnitud, que está en correspondencia con una fuerza de apriete, así como una magnitud característica para el accionamiento del motor eléctrico, mediante sensores correspondientes, y a partir de esto determinar la posición de accionamiento del pistón de freno, en la que el forro de fricción se encuentra en contacto con el elemento giratorio del freno de vehículo, y adoptar esta posición de accionamiento determinada para los desplazamientos del pistón de freno y/o del elemento, que actúa sobre el pistón de freno, de la unidad de engranaje. En este tipo de configuración de la disposición de freno, según la invención, se puede determinar de forma especialmente exacta la posición de accionamiento del pistón de freno y, por tanto, ajustar exactamente el espacio de aire de frenado deseado o la distancia deseada entre el elemento, que actúa sobre el pistón de freno, y el pistón de freno.

En una forma preferida de realización de la invención, la unidad electrónica de control está configurada y programada para determinar a partir de los pares de valores de la fuerza de apriete registrada y de la magnitud característica para el accionamiento del motor eléctrico, una función de aproximación mediante un procedimiento de aproximación. Con este fin, la unidad electrónica de control puede presentar una unidad de cálculo dotada de una memoria para almacenar la posición de accionamiento determinada.

Asimismo, la unidad electrónica de control puede estar configurada y programada para determinar a partir de al menos tres pares de valores una función polinómica de aproximación de segundo grado, como mínimo, mediante el procedimiento de aproximación. Como procedimiento de aproximación se pueden usar los procedimientos más diversos: procedimiento de aproximación de Newton, procedimiento de Lagrange, etc. Como alternativa al respecto, se pueden determinar los tres parámetros de la función de aproximación de segundo grado también mediante un sistema lineal de ecuaciones que se resuelve, por ejemplo, mediante el algoritmo de Gauss.

La unidad electrónica de control está configurada y programada preferentemente también para determinar en un paso ulterior, a partir de la función determinada de aproximación, una posición cero de la función polinómica de aproximación con pendiente positiva o, en caso de que no se pueda determinar una posición cero con pendiente positiva, el mínimo de la función polinómica de aproximación como posición de accionamiento del pistón de freno, en la que el forro de fricción está en contacto con el elemento giratorio del freno de vehículo.

Las magnitudes características para el accionamiento del motor eléctrico pueden comprender, según la invención, el consumo de corriente y también los pasos del recorrido o los pasos angulares del motor eléctrico.

La magnitud, en correspondencia con la fuerza de apriete, puede comprender la propia fuerza de apriete, la fuerza periférica, el momento de frenado o la fuerza de fricción, aplicada por la rueda en la calzada.

Como resultado de las fuerzas de retroceso, que se inician al liberar el freno, y debido a la elasticidad de los forros de fricción, una curva característica de fuerza de apriete/paso del motor se desplaza lateralmente hacia la izquierda al liberarse el freno en comparación con una curva característica de fuerza de apriete/paso del motor al aproximarse el freno, es decir, un proceso de aproximación discurre a lo largo de un ramal de curva, mientras que el proceso de separación sigue un ramal izquierdo de curva.

Para tener en cuenta este desplazamiento, derivado de este procedimiento de histéresis, de la curva característica o de la posición de accionamiento, se puede determinar la posición de accionamiento del pistón de freno, en la que los forros de freno han superado el espacio de aire de frenado y (ya) están en contacto con el disco de freno, tanto a partir del ramal ascendente como del ramal descendente de la curva característica de fuerza de apriete/paso del motor. Con estos dos valores se puede crear a continuación, por ejemplo, un valor promedio.

El procedimiento, según la invención, para controlar un freno de vehículo eléctricamente accionable comprende la determinación de un espacio de aire de frenado deseado, así como el registro de al menos una condición predeterminada de servicio. En respuesta al registro de al menos una condición predeterminada de servicio, el pistón de freno se desplaza en una primera dirección hacia su posición de accionamiento, en la que al menos un forro de fricción está en contacto con el elemento giratorio. A continuación, el pistón de freno retrocede en un recorrido, que corresponde al espacio deseado de aire de frenado predeterminado, en una segunda dirección, contraria a la primera dirección, hacia su posición de reposo.

En el procedimiento de control, según la invención, el pistón de freno se desplaza preferentemente, antes del desplazamiento a su posición de accionamiento, a una posición cero predeterminada y registra una magnitud que está en correspondencia con el recorrido realizado por el pistón de freno entre su posición cero y su posición de accionamiento. A continuación, la magnitud registrada se compara con una magnitud almacenada de referencia que está en correspondencia con un recorrido realizado por el pistón de freno en el caso de un freno de vehículo dotado de forros de fricción nuevos.

En una forma especialmente preferida de realización del procedimiento de control, según la invención, se emite una señal de advertencia al conductor del vehículo, si una diferencia entre esta magnitud registrada y la magnitud de referencia supera un valor predeterminado.

El procedimiento, según la invención, para controlar un freno de vehículo dotado de un dispositivo para fijar la posición de reposo del pistón de freno, comprende de forma similar la determinación de una distancia deseada entre el elemento, que actúa sobre el pistón de freno, de la unidad de engranaje y el pistón de freno al no estar accionado el freno, así como el registro de al menos una condición predeterminada de servicio. En respuesta al registro de al menos una condición predeterminada de servicio, el elemento, que actúa sobre el pistón de freno, de la unidad de engranaje se desplaza en una primera dirección hacia su posición de accionamiento, en la que el pistón de freno, accionado por el elemento, aplica al menos un forro de fricción contra el elemento giratorio. A continuación, el elemento retrocede en un recorrido, que corresponde a una suma del espacio deseado de aire de frenado predeterminado y la distancia deseada predeterminada entre el elemento y el pistón de freno al no estar accionado el freno, en una segunda dirección, contraria a la primera dirección, hacia su posición de reposo.

En el procedimiento de control, según la invención, el elemento, que actúa sobre el pistón de freno, de la unidad de engranaje se desplaza preferentemente, antes del desplazamiento a su posición de accionamiento, a una posición cero predeterminada y registra una magnitud que está en correspondencia con el recorrido realizado por el elemento entre su posición cero y su posición de accionamiento. A continuación, la magnitud registrada se compara con una magnitud almacenada de referencia que está en correspondencia con un recorrido realizado por el elemento en el caso de un freno de vehículo dotado de forros de fricción nuevos.

A continuación se explican otros detalles, características y modificaciones de la invención sobre la base de los dibujos.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra una representación esquemática de un primer freno de discos de vehículo, eléctricamente accionable, con forros de fricción nuevos en corte longitudinal.

La figura 2 muestra una representación esquemática del primer freno de discos de vehículo, eléctricamente accionable, con forros desgastados de fricción en corte longitudinal.

La figura 3 muestra un diagrama de flujo, en el que está representado el desarrollo de un procedimiento para controlar el freno de discos mostrado en las figuras 1 y 2.

La figura 4 muestra una curva característica de fuerza de apriete/paso del motor de un freno de discos de vehículo, según la invención.

La figura 5 muestra una representación esquemática de otro freno de discos de vehículo, eléctricamente accionable, con forros de fricción nuevos en corte longitudinal.

La figura 6 muestra una representación esquemática del otro freno de discos de vehículo, eléctricamente accionable, con forros desgastados de fricción en corte longitudinal.

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La figura 7 muestra un diagrama de flujo, en el que está representado el desarrollo de un procedimiento para controlar el freno de discos mostrado en las figuras 5 y 6.

La figura 8 muestra un diagrama de flujo, en el que está representado un primer ejemplo de realización de un procedimiento para consultar las condiciones antes de la ejecución del procedimiento de calibración según la figura 3 o la figura 7.

La figura 9 muestra un diagrama de flujo, en el que está representado un segundo ejemplo de realización de un procedimiento para consultar las condiciones antes de la ejecución del procedimiento de calibración según la figura 3 o la figura 7.

La figura 10 muestra un diagrama de flujo, en el que está representado un tercer ejemplo de realización de un procedimiento para consultar las condiciones antes de la ejecución del procedimiento de calibración según la figura 3 o la figura 7.

Descripción detallada de las formas preferidas de realización

La figura 1 muestra un freno de discos de vehículo eléctricamente accionable que presenta una pinza 10 de freno, básicamente en forma de U en el corte longitudinal, así como una unidad eléctrica 12 de accionamiento, dispuesta en la pinza 10 de freno. En la pinza 10 de freno están dispuestos en sus dos lados 10', 10'' dos forros 14, 14' de fricción (alojados en guías no mostradas más en detalle). Los dos forros 14, 14' de fricción están dispuestos a ambos lados de un disco 16 de freno, que sobresale de la pinza 10 de freno, e interactúan con una superficie lateral 16', 16'' respectivamente del disco 16 de freno, unido de forma resistente al giro con un muñón 18 de eje, mostrado sólo parcialmente, del vehículo. Los forros 14, 14' de fricción están dispuestos en la pinza 10 de freno con posibilidad de desplazamiento hacia el disco 16 de freno o desde éste. En la forma mostrada de realización se trata de una disposición de pinza flotante, en la que uno de los forros 14 de fricción se engrana por fricción directamente con el disco 16 de freno mediante la unidad 12 de accionamiento y el otro forro 14' de fricción, mediante la acción de una fuerza de reacción, aplicada por la pinza 10 de freno.

La unidad 12 de accionamiento está colocada lateralmente en la pinza 10 de freno y presenta un motor eléctrico 20 que en la forma mostrada de realización es un motor de rotor interior con un estator 22, dispuesto fijamente en la carcasa, y un rotor 24 que gira en éste. En el interior del rotor 24 está dispuesto un dentado interior 26 que puede transmitir un giro del rotor 24 a una corona 28 con un dentado exterior, que está dispuesta de forma resistente al giro, pero con posibilidad de desplazamiento axial en un pistón 30 de freno, que se extiende a través del motor eléctrico 20 hasta el forro 14 de fricción. Este engranaje 26, 28, que trabaja según una forma de disposición de tuerca/husillo, tiene una desmultiplicación relativamente alta y sirve para transformar el movimiento giratorio del motor eléctrico 20 en un movimiento longitudinal del pistón 30 de freno.

El motor eléctrico 20 está unido mediante líneas correspondientes con una unidad electrónica de control ECU, dotada de una unidad de cálculo CPU y una memoria M, para generar las señales de control del motor eléctrico 20. Desde los sensores S1...Sn, existentes en el vehículo, se envían señales, representativas de estados de servicio del vehículo, a la unidad electrónica de control ECU. En el motor eléctrico 20 hay, asimismo, un sensor 32 que registra los pasos del motor eléctrico 20 y transmite una señal correspondiente a la unidad electrónica de control ECU.

Una señal F, que reproduce la fuerza de apriete, se genera mediante un sensor 36 de fuerza, dispuesto entre el pistón 30 de freno y el forro 14 de fricción, y se conduce a la unidad electrónica de control ECU. En la unidad electrónica de control ECU se puede determinar a partir de las señales, transmitidas por el sensor 36 de fuerza, una curva característica de fuerza de apriete/tiempo (curva característica F/t) y, a partir de esto, un gradiente de fuerza de apriete (dF/dt). Como la unidad electrónica de control ECU suministra la corriente de control del motor eléctrico 20, es posible, además, determinar en la unidad electrónica de control ECU la relación funcional entre la fuerza F de apriete, ejercida por el freno del vehículo, y la corriente, usada para esto, o los pasos ejecutados de motor del motor eléctrico 20 dentro de un ciclo de frenado (posicionamiento de los forros 14, 14' de freno en el disco 16 de freno y separación a continuación de los forros 14, 14' de freno del disco 16 de freno).

El espacio de aire de frenado L_{nuevo} en caso de una disposición de freno, mostrada en la figura 1 y dotada de forros 14, 14' de fricción nuevos, se obtiene de la suma de las distancias L_{nuevo}' entre el primer forro 14 de fricción y la superficie lateral 16' del disco 16 de freno y L_{nuevo}'' entre el segundo forro 14' de fricción y la superficie lateral 16'' del disco 16 de freno. Según se puede ver en la figura 2, el espacio de aire de frenado se amplía debido al desgaste del forro de fricción en caso de un freno, dotado de forros 14, 14' de fricción viejos desgastados, a un valor L_{viejo}, que se obtiene nuevamente de la suma de las distancias L_{viejo}' entre el primer forro 14 de fricción y la superficie lateral 16' del disco 16 de freno y L_{viejo}'' entre el segundo forro 14' de fricción y la superficie lateral 16'' del disco 16 de freno.

Sobre la base del diagrama de flujo representado en la figura 3 se describe a continuación el desarrollo de un procedimiento de calibración para el reajuste del espacio de aire de frenado L_{viejo}, ampliado debido al desgaste del forro de fricción, así como para la determinación del desgaste del forro de fricción.

En un primer paso se determina inicialmente el espacio de aire de frenado deseado L_{nuevo}, antes de que en un próximo paso sea necesario el registro de una primera o una segunda condición de servicio. La primera condición de servicio se cumple si el vehículo ha recorrido una distancia de 500 km desde la última calibración del freno. La segunda condición de servicio se cumple, si el gradiente de fuerza de apriete dF/dt supera un valor dF/dt_{cr\text{í}tico.}, almacenado en la memoria M de la unidad electrónica de control ECU. En el ejemplo de realización mostrado, el procedimiento continúa siempre, si se cumple la primera o la segunda condición de servicio.

Antes de iniciarse los pasos de calibración es necesario en un paso siguiente del procedimiento el registro de una serie de otras condiciones de servicio. La continuidad del procedimiento tiene lugar sólo si el encendido del vehículo está desconectado, si el vehículo está en reposo y si el vehículo está en una superficie plana. Los parámetros de servicio del vehículo necesarios para consultar las condiciones de servicio se facilitan a la unidad electrónica de control ECU mediante los sensores S1...Sn.

Si se cumplen todas las condiciones necesarias de servicio, el motor eléctrico 20 se controla mediante la unidad electrónica de control ECU de tal modo, que el pistón 30 de freno se desplaza a una posición cero, en la figura 2 hacia la izquierda, hasta que una superficie frontal 38 del pistón 30 de freno se alinea con una superficie frontal 40 de la corona 28. Cuando el pistón 30 de freno ha alcanzado la posición cero, la señal, transmitida por el sensor 32, para registrar los pasos del motor se pone en el valor cero en la unidad electrónica de control ECU.

Acto seguido, el pistón 30 de freno se desplaza, en la figura 2 hacia la derecha, hacia una posición de accionamiento, en la que los forros 14, 14' de fricción han superado el espacio de aire de frenado L_{viejo} y (ya) están en contacto con el disco 16 de freno. A continuación se explica detalladamente la determinación de esta posición de accionamiento.

La relación funcional entre la fuerza F de apriete, ejercida por el freno de vehículo, y la corriente, usada para esto, o los pasos ejecutados de motor del motor eléctrico 20 al posicionar los forros 14, 14' de freno en el disco 16 de freno está representada en la figura 4. A tal efecto, la curva característica de fuerza de apriete/paso del motor comienza en el origen "O". A partir del origen "O", el motor eléctrico 20 ejecuta pasos de motor hasta que los forros 14, 14' de freno estén en contacto con el disco 16 de freno. En el punto "X1", los forros 14, 14' de freno han superado el espacio de aire de frenado y están en contacto con el disco 16 de freno. A partir del punto "X1", la fuerza F de apriete aumenta en otros pasos de motor hasta que la fuerza máxima de apriete ha alcanzado el punto "Y1".

Para un proceso fiable de calibración es una premisa esencial conocer el valor exacto del punto "X1", en el que los forros 14, 14' de freno han superado el espacio de aire de frenado y están en contacto con el disco 16 de freno. Dado que los sensores de fuerza, usados para medir las fuerzas de apriete, tienen que cubrir un intervalo de medición muy grande, son muy recomendables, por lo general, al menos sensores de fuerza económicos para valores pequeños de fuerza. Por tanto, sólo resulta posible con dificultad determinar directamente el punto "X1" mediante el sensor 36 de fuerza. Las mediciones han dado como resultado que la curva característica de fuerza de apriete/paso del motor o curva característica de fuerza de apriete/consumo de corriente tiene básicamente una forma parabólica (y = ax^{2} + bx + c; ecuación 1).

Para determinar el punto "X1" más exactamente que como sería posible con una medición directa de la fuerza, se aprovecha la circunstancia de que los sensores de fuerza suministran resultados más exactos en caso de valores de fuerza más altos. Por tanto, para determinar el punto "X1" se suministra corriente al motor eléctrico 20 de tal modo, que el pistón 30 de freno aplica los forros 14, 14' de freno contra el disco 16 de freno y ejerce una fuerza ascendente de apriete.

En varios valores de fuerza, más exactamente, en tres valores de fuerza, registrados con anterioridad por el sensor 36 de fuerza (2 kilonewton, 4 kilonewton y 6 kilonewton), se registran y almacenan los pasos correspondientes del motor (o el tiempo de la actividad del motor). A continuación se determinan los parámetros a, b y c de la ecuación 1 anterior mediante un procedimiento de aproximación (por ejemplo, interpolación de Lagrange) a partir de estos tres pares (x_{1}, y_{1}; x_{2}, y_{2}; x_{3}, y_{3}) de valores. Esto se puede realizar también mediante el algoritmo de Gauss, en el que se incluyen los tres pares de valores en el sistema de ecuación (ecuación 2) que se va a resolver a continuación:

ax_{1}{}^{2} + bx_{1} + c = y_{1}

ax_{2}{}^{2} + bx_{2} + c = y_{2}

ax_{3}{}^{2} + bx_{3} + c = y_{3}

Sobre la base de estos tres parámetros se pueden determinar mediante la unidad electrónica de control (ECU) en otra sección de procesamiento las posiciones cero de la función (x_{1/2} = (-b \pm (b^{2} - 4ac)^{2})^{1/2}/2a; ecuación 3). Mediante estas dos posiciones cero se determina aquella que califica el punto de anulación del ramal parabólico (dado que el parámetro a es positivo, es el punto de reducción con el mayor valor, o sea, el punto de reducción que se encuentra a la derecha en el eje X). Este punto se almacena como punto "X1".

Con el fin de tener en cuenta el desplazamiento de la curva característica o de la posición de accionamiento, que resulta del comportamiento de histéresis debido a las fuerzas de retroceso, originadas al liberarse el freno, y a la elasticidad de los forros 14, 14' de fricción, se reduce, a partir de una posición Y1, en la que los forros 14, 14' de fricción inmovilizan el disco 16 de freno del freno, el suministro de corriente del motor eléctrico 20 de tal modo, que la fuerza F de apriete disminuye o se obtiene un desarrollo descendente de la fuerza de apriete hasta el punto X2. De forma análoga al desarrollo ascendente de la fuerza de apriete se registran y almacenan también los pasos correspondientes del motor en el caso del desarrollo descendente de la fuerza de apriete respecto a valores de fuerza predeterminados.

A partir de ambos puntos X1 y X2 se puede crear un valor promedio común que se almacena como posición de accionamiento del pistón 30 de freno y se toma de base en el procedimiento ulterior de calibración.

Mediante el sensor 32 se puede registrar después la cantidad de pasos S del motor y transmitirla a la unidad electrónica de control ECU que es necesaria para el desplazamiento del pistón 30 de freno desde su posición cero a su posición de accionamiento. La unidad electrónica de control ECU compara a continuación el valor S, registrado por el sensor 32, de la cantidad de pasos del motor con un valor S_{nuevo} de referencia, almacenado en la memoria M, que corresponde a un valor en caso de un freno dotado de forros 14, 14' de fricción nuevos. La diferencia DS entre el valor medido S y el valor almacenado S_{nuevo} de referencia representa una medida del desgaste de los forros 14, 14' de fricción.

A continuación, la unidad electrónica de control ECU compara el valor \DeltaS con un valor S_{cr\text{í}tico}, almacenado también en la memoria M, y emite una señal de advertencia al conductor en caso de que el valor \DeltaS supere el valor almacenado S_{cr\text{í}tico}. El valor S_{cr\text{í}tico} representa un valor crítico de desgaste de los forros 14, 14' de fricción, en el que se debe realizar un cambio de los forros 14, 14' de fricción.

En un último paso, el pistón 30 de freno se desplaza, en la figura 2 hacia la izquierda, de su posición de accionamiento a una posición de reposo. El recorrido, realizado por el pistón 30 de freno, corresponde al espacio de aire de frenado L_{nuevo} en caso de un freno dotado de forros 14, 14' de fricción nuevos. Finaliza así la calibración del freno.

La figura 5 muestra otro freno de discos de vehículo, eléctricamente accionable, con una pinza 10 de freno, básicamente en forma de U en el corte transversal, un pistón 30 de freno, configurado como pistón hueco, así como una unidad eléctrica 12 de accionamiento. Al igual que la disposición mostrada en las figuras 1 y 2, este freno de discos está configurado también como disposición de pinzas flotantes, de modo que uno de los forros 14 de fricción se puede engranar por fricción directamente con el disco 16 de freno mediante el pistón 30 de freno y el otro forro 14' de fricción mediante la acción de la fuerza de reacción, aplicada por la pinza 10 de freno. La unidad 12 de accionamiento presenta un motor eléctrico 20, no mostrado más detalladamente, así como un engranaje 26', 28' que trabaja según una forma de disposición del tipo tuerca/husillo. Además, es posible accionar el pistón 30 de freno mediante una presión hidráulica que se puede transmitir de un depósito de fluido hidráulico, no mostrado, a una cámara hidráulica 41. Por consiguiente, el freno de discos mostrado se puede accionar tanto de forma hidráulica como por motor eléctrico.

En una ranura 42, configurada en la pinza 10 de freno, está dispuesta una junta "rollback" 44 que fija la posición de reposo del pistón 30 de freno de tal modo, que el espacio de aire de frenado se mantiene en un valor constante independientemente del desgaste del forro de fricción. Por consiguiente, el espacio de aire de frenado L_{viejo} en caso de un freno, mostrado en la figura 6 y dotado de forros 14, 14' de fricción desgastados, es tan grande como el espacio de aire de frenado L_{nuevo} en caso de un freno, mostrado en la figura 5 y dotado de forros 14, 14' de fricción nuevos. Mediante el desplazamiento de la posición de reposo del pistón 30 de freno para compensar el desgaste del forro de fricción se amplía, sin embargo, una distancia, existente al no estar accionado el freno, entre la tuerca 26', que actúa sobre el pistón 30 de freno, de la disposición 26', 28' de tuerca/husillo y el fondo 46 del pistón 30 de freno de un valor A_{nueva} en caso de un freno dotado de forros 14, 14' de fricción nuevos a un valor A_{viejo} en caso de un freno dotado de forros 14, 14' de fricción desgastados.

Sobre la base del diagrama de flujo, representado en la figura 7, se describe a continuación el desarrollo de un procedimiento de calibración para el reajuste de la distancia A_{vieja}, ampliada debido al desgaste del forro de fricción, entre la tuerca 26' y el fondo 46 del pistón, así como para la determinación del desgaste del forro de fricción.

En un primer paso se determina inicialmente la distancia deseada A_{nueva}, antes de que, como ya se explicó en el procedimiento de calibración descrito en relación con la figura 3, sea necesario el registro de una primera o una segunda condición de servicio. La primera condición de servicio se cumple, si el vehículo ha recorrido una distancia de 500 km desde la última calibración del freno. La segunda condición de servicio se cumple, si el gradiente de fuerza de apriete dF/dt supera un valor dF/dt_{cr\text{í}tico}, almacenado en la memoria M de la unidad electrónica de control ECU.

Antes de iniciarse los pasos de calibración es necesario en un paso siguiente del procedimiento el registro de una serie de otras condiciones de servicio. Una continuidad del procedimiento tiene lugar sólo si el encendido del vehículo está desconectado, si el vehículo está en reposo y si el vehículo está en una superficie plana. Los parámetros de servicio del vehículo, necesarios para consultar las condiciones de servicio, se facilitan nuevamente a la unidad electrónica de control ECU mediante los sensores S1...Sn.

Si se cumplen todas las condiciones necesarias de servicio, el motor eléctrico 20 se controla mediante la unidad electrónica de control ECU de tal modo, que la tuerca 26' de la disposición 26', 28' de tuerca/husillo se desplaza a una posición cero, en la figura 6 hacia la derecha, hasta que una superficie frontal 48 de la tuerca 26' se pone en contacto con un tope 50. Cuando la tuerca 26' ha alcanzado la posición cero, la señal, transmitida por el sensor 32, para registrar los pasos del motor eléctrico 20 se pone en el valor cero en la unidad electrónica de control ECU.

A continuación, la tuerca 26' se desplaza, en la figura 6 hacia la izquierda, a una posición de accionamiento, en la que el pistón 30 de freno, accionado por la tuerca 26', (ya) aplica los forros 14, 14' de fricción contra el disco 16 de freno. La determinación de esta posición de accionamiento del pistón 30 de freno se realiza según la forma ya descrita en relación con las figuras 3 y 4.

Mediante el sensor 32 se puede registrar después la cantidad de pasos S del motor y transmitirla a la unidad electrónica de control ECU que es necesaria para el desplazamiento de la tuerca 26' desde su posición cero a su posición de accionamiento. La unidad electrónica de control ECU compara a continuación el valor S', registrado por el sensor 32, de la cantidad de pasos del motor con un valor S'_{nuevo} de referencia, almacenado en la memoria M de la unidad electrónica de control ECU, que corresponde a un valor en caso de un freno dotado de forros 14, 14' de fricción nuevos. La diferencia \DeltaS' entre el valor medido S' y el valor almacenado S'_{nuevo} de referencia representa una medida del desgaste de los forros 14, 14' de fricción.

A continuación, la unidad electrónica de control ECU compara el valor \DeltaS' con un valor S'_{cr\text{í}tico}, almacenado también en la memoria M, y emite una señal de advertencia al conductor en caso de que el valor \DeltaS' supere el valor almacenado S'_{cr\text{í}tico}. El valor S'_{cr\text{í}tico} representa un valor crítico de desgaste de los forros 14, 14' de fricción, en el que se debe realizar un cambio de los forros 14, 14' de fricción.

En un último paso, la tuerca 26' se desplaza, en la figura 6 hacia la derecha, de la posición de accionamiento a la posición de reposo. Al comenzar el desplazamiento de la tuerca 26', el pistón 30 de freno se desplaza conjuntamente con la tuerca 26' hacia la derecha hasta el que pistón 30 de freno ha superado el espacio de aire de frenado L_{nuevo} y se fija en esta posición mediante la junta "rollback" 44. En caso de un desplazamiento ulterior hacia la derecha, la tuerca 26' se separa de su posicionamiento en el fondo 46 del pistón y alcanza finalmente su posición de reposo, en la que la distancia entre la tuerca 26' y el fondo 46 del pistón es igual al valor A_{nueva} en caso de un freno dotado de forros 14, 14' de fricción nuevos. El recorrido, realizado por la tuerca 26' durante su desplazamiento hacia la derecha, corresponde, por tanto, a la suma del espacio de aire de frenado L_{nuevo} y la distancia entre la tuerca 26' y el fondo 46 del pistón igual al valor A_{nueva} en caso de un freno dotado de forros 14, 14' de fricción nuevos.

En las figuras 8 a 10 están representados tres ejemplos distintos de realización de un procedimiento para consultar las condiciones de servicio antes de ejecutarse el procedimiento de calibración según la figura 3 o la figura 7. Los parámetros de servicio del vehículo, necesarios para consultar las condiciones de servicio, se facilitan a la unidad electrónica de control ECU mediante los sensores S1...Sn.

Según la figura 8, una primera condición de servicio se cumple si el vehículo ha recorrido desde la última calibración del freno una distancia de 500 km. Una segunda condición de servicio se cumple si el encendido del vehículo está desconectado, si el vehículo está en reposo y si el vehículo está en una superficie plana. En el marco de la consulta de una tercera condición de servicio se determina si no existe aún un deseo de accionamiento de un freno electrónico de estacionamiento (EPB), es decir, que el freno aún no está apretado. En el ejemplo mostrado de realización tiene lugar una calibración sólo si se cumplen las tres condiciones de servicio.

En el ejemplo de realización, representado en la figura 9, de un procedimiento para consultar las condiciones de servicio se determina en un primer paso si está accionado un freno electrónico de estacionamiento (EPB). Si se cumple la primera condición de servicio, se registra en un segundo paso el gradiente de la fuerza de apriete dF/dt. A continuación se comprueba como segunda condición de servicio si el gradiente de la fuerza de apriete dF/dt supera un valor dF/dt_{cr\text{í}tico}, almacenado en la memoria M de la unidad electrónica de control ECU. De forma similar al ejemplo de realización, mostrado en la figura 8, se ejecuta también aquí una calibración del freno sólo si se cumplen ambas condiciones de servicio.

Según la figura 10, en un primer paso se evalúa inicialmente un posible desgaste del forro de freno con ayuda de un modelo matemático. A continuación se comprueba si es crítico este desgaste del forro de freno evaluado. Esto se puede llevar a cabo, por ejemplo, mediante una comparación del valor (de temperatura) estimado con un valor almacenado en la memoria M de la unidad electrónica de control ECU. Sólo cuando el desgaste del forro de freno evaluado es crítico, se realiza finalmente una calibración del freno según el procedimiento representado en la figura 3 o la figura 7.

A continuación se explican formas preferidas de realización mediante el ejemplo de un vehículo con una unidad electrónica de control y un sistema de freno de vehículo, controlable electrónicamente y mediante un conductor de vehículo. Además, se describen determinaciones de temperatura para una superficie de frenado de un freno de rueda del sistema de freno de vehículo, estando previsto ejecutar de este modo las determinaciones de temperatura de superficies de frenado para varias o todas las superficies de frenado del vehículo.

Para la ejecución de determinaciones de temperatura de distintas o varias superficies de frenado se dispone de un dispositivo, configurado y programado para ejecutar distintos, varios o todos los pasos, descritos a continuación, que se necesitan para determinar la temperatura de las superficies de frenado. Además, está previsto un dispositivo de memoria que está asignado al dispositivo de determinación de temperatura y que almacena, por ejemplo, según se explica a continuación, campos característicos. El dispositivo de memoria puede estar asignado también al sistema de freno del vehículo y/o a la unidad de control del vehículo ECU. El posible prever, además, que estén integrados distintos, varios o todos los componentes en la unidad constructiva.

Al desacelerar o acelerar el vehículo se suministra básicamente un porcentaje constante de la variación de su energía cinética a los frenos y, sobre todo, a las superficies de frenado del sistema de freno del vehículo, si éste está activado en caso de desaceleración o aceleración. Es posible así representar la energía térmica W_{térmica,b}, suministrada a una superficie de frenado, en función de una variación de la energía cinética del vehículo \DeltaW_{cinética,v}, de la siguiente forma:

W_{térmica,d} = \Delta W_{cinética,v} \ \text{*} \ k

en la que k es un factor específico del vehículo y especialmente un factor específico del sistema de freno del vehículo que se encuentra entre cero y uno y caracteriza el porcentaje de energía transmitido como energía térmica.

Para calcular la variación de la energía cinética del vehículo se toma como valor de partida la energía cinética que se obtiene de la masa del vehículo y de la velocidad del vehículo, con la que el vehículo se mueve al principio de la desaceleración o la aceleración. En caso de una desaceleración de vehículo, es decir, al principio de un proceso de frenado, se determina la velocidad del vehículo en un momento que coincide básicamente con la activación del sistema de freno del vehículo. A diferencia de esto, es posible, en caso de una aceleración del vehículo, que el momento, en el que se determina la velocidad del vehículo, se sitúe antes o después de una activación del sistema de freno del vehículo, si el sistema de freno del vehículo, en caso de aceleración, ya está activo o aún no está activo o se activa durante el proceso de aceleración.

La energía cinética W_{cinética, \ inicio} del vehículo, tomada como punto de partida, con una masa m y la velocidad v_{inicio}, existente al principio del proceso de frenado y determinada según la descripción anterior, se puede calcular de la siguiente forma:

W_{cinética, \ inicio} = 0,5 \ \text{*} \ m \ \text{*} \ v^{2}{}_{inicio}

Para calcular la energía cinética del vehículo al final del período de tiempo de medición, que culmina, en general, con el fin de la activación del sistema de freno del vehículo o, si para una activación del sistema de freno del vehículo se usan varios períodos de tiempo de medición, se sitúa en el período de tiempo, en el que el sistema de freno del vehículo está activado, se determina la desaceleración o la aceleración del vehículo para el período de tiempo de medición y la duración de éste. La energía cinética W_{cinética,b} del vehículo, existente al final del período de tiempo de medición, se puede calcular a continuación de la siguiente forma:

W_{cinética,b} = 0,5 \ \text{*} \ a^{2}{}_{b} \ \text{*} \ t^{2}{}_{b}

en la que a_{b} caracteriza la desaceleración o aceleración del vehículo y t_{b}, la duración del período de tiempo de medición.

Con estos valores de la energía cinética del vehículo se puede calcular la variación de la energía cinética y, a partir de esto, la energía térmica W_{térmica,b}, suministrada a la superficie de frenado,

W_{térmica,b} = 0,5 \ \text{*} \ k \ \text{*} \ m \ \text{*} \ (v^{2}{}_{inicio} + a^{2}{}_{b} \ \text{*} \ t^{2}{}_{b})

en la que un valor negativo para a_{b} indica una desaceleración del vehículo y un valor positivo para a_{b}, una aceleración del vehículo.

Para determinar la desaceleración o aceleración a_{b} del vehículo se puede recurrir a dispositivos (por ejemplo, sensores de desaceleración) del sistema de freno del vehículo y/o a datos del control del vehículo que indican, por ejemplo, el número de revoluciones de las ruedas.

Dado que la superficie de frenado durante el funcionamiento del vehículo no sólo recibe energía cinética debido a una activación del sistema de freno del vehículo, sino que también se calienta mediante otras fuentes térmicas y se enfría debido al funcionamiento del vehículo y/o dispositivos activos de refrigeración, se usan magnitudes correspondientes de corrección que garantizan una determinación más exacta de la temperatura de las superficies de frenado. La energía de enfriamiento W_{térmica,c}, producida por el funcionamiento del vehículo, que representa en primer lugar un enfriamiento debido al viento relativo originado por la velocidad del vehículo, es una función de la velocidad del vehículo. Como los vehículos no están equipados normalmente con sensores, que registran la acción refrigerante del viento relativo, se usan, si no están previstos sensores adicionales correspondientes, campos característicos, dependientes de la velocidad del vehículo, que asignan a velocidades diferentes del vehículo energías correspondientes de enfriamiento W_{térmica,c}, que actúan en la superficie de frenado. Estos campos característicos están asignados al control del vehículo y/o al sistema de freno del vehículo o están almacenados en un dispositivo de memoria de éste. Para calcular la energía actual de enfriamiento W_{térmica,c} se selecciona un valor correspondiente de los campos característicos para la velocidad actual del vehículo. A tal efecto, se pueden usar también procedimientos de interpolación, si no se dispone de ningún valor correspondiente para la velocidad actual del vehículo.

Si el vehículo se encuentra en reposo (velocidad del vehículo = 0) se puede determinar la energía de enfriamiento W_{térmica,c} en función de una función que caracteriza el proceso de enfriamiento del sistema de freno del vehículo y especialmente de la superficie de frenado en reposo, es decir, básicamente sin otros factores que garanticen un enfriamiento. En este sentido se puede tener en cuenta si el sistema de freno del vehículo está activo completamente, parcialmente o no está activo durante la parada del vehículo, es decir, si en la superficie de frenado actúan o no fuerzas. Esto se ha de tener en cuenta, sobre todo, si el sistema de freno del vehículo trabaja como freno de detención o freno de estacionamiento, en los que se mantiene en reposo el vehículo al generarse fuerzas que actúan en las superficies de frenado. En el caso más simple se usa una función lineal que indica la emisión de energía térmica de la superficie de frenado en función del tiempo.

En función de la explotación del vehículo y del sistema de freno del vehículo, especialmente de los frenos de rueda o de la disposición de las superficies de frenado se pueden calentar las superficies de frenado debido a la energía térmica procedente de otras fuentes de calor. Este es el caso, por ejemplo, cuando la superficie de frenado está dispuesta cerca del motor del vehículo o de otros componentes emisores de calor, por ejemplo, el dispositivo del gas de escape del vehículo, y/o el sistema de freno del vehículo comprende actuadores, motores eléctricos o similares que se encuentran cerca de la superficie de frenado.

Por tanto, la energía térmica W_{térmica,b} de la superficie de frenado se puede calcular de la siguiente forma:

W_{térmica,b} = 0,5 \ \text{*} \ k \ \text{*} \ m \ \text{*} \ (v^{2}{}_{inicio} + a^{2}{}_{b} \ \text{*} \ t^{2}{}_{b}) - W_{térmica,c} + W_{térmica,h}

A partir de la energía térmica W_{térmica,b}, transmitida eficazmente a la superficie de frenado, se determina a continuación su temperatura, teniendo en cuenta las características térmicas de la superficie de frenado.

Si el vehículo se mueve con una velocidad constante y el sistema de freno del vehículo no está activado en este caso, se tienen en cuenta en el cálculo de la o las temperaturas de la superficie de frenado en movimiento las energías térmicas W_{térmica,c} y W_{térmica,h}.

Existen además estados de servicio en los que el vehículo no experimenta ninguna variación de la velocidad, es decir, se encuentra en reposo o se mueve a una velocidad uniforme, y aquí el sistema de freno del vehículo está activo al menos a corto plazo para una, varias o todas las ruedas. Éste es el caso, por ejemplo, cuando el vehículo se encuentra o se mueve en una calzada inclinada o el estado de reposo o una velocidad constante deseada se mantiene, produciendo el sistema de freno del vehículo fuerzas de frenado mediante el accionamiento por parte de un conductor de vehículo y/o de forma controlada. Otros ejemplos al respecto son estados de la marcha del vehículo, en los que el sistema de freno del vehículo se activa de forma controlada mediante un control propio y/o mediante el control del vehículo de tal modo, que se crean funciones de un sistema de antibloqueo, de un control de tracción, de un programa electrónico de estabilidad, de una regulación de antideslizamiento y similares.

Dado que cada activación del sistema de freno del vehículo provoca una variación de las temperaturas de las superficies de frenado, se pueden tener en cuenta también estos estados de la marcha para una determinación más exacta de las temperaturas de las superficies de frenado. Aquí también se aplica el principio adoptado de usar desaceleraciones y aceleraciones que actúan en el vehículo con el fin de determinar la temperatura de las superficies de frenado. Los procesos de desaceleración y aceleración, usados al principio, originan una variación de la velocidad del vehículo, es decir, representan desaceleraciones y aceleraciones del vehículo. Aquí se adoptan desaceleraciones y aceleraciones, que no afectan la velocidad del vehículo, sino desaceleraciones y aceleraciones que actúan en las distintas ruedas.

A tal efecto, mediante el uso del control del vehículo se determinan, por ejemplo, en las ruedas, en las que el sistema de freno del vehículo produce fuerzas de frenado, desaceleraciones o aceleraciones, así como el tiempo, durante el que actúan las fuerzas de frenado. A partir de esto se puede determinar la variación de la energía cinética de una rueda, en la que actúan fuerzas de frenado, y, sobre esta base, la energía térmica transmitida a la rueda. Con el fin de determinar la variación de la energía cinética de una rueda se puede adoptar, en comparación con las realizaciones existentes hasta ahora, como valor inicial la energía cinética de la rueda, que se obtiene de la velocidad angular de la rueda, y/o una energía cinética, determinada anteriormente, que se obtiene de la respectiva desaceleración o aceleración.

Aquí es posible también determinar la energía térmica transmitida a una superficie de frenado registrando o determinando las fuerzas de frenado que actúan en las ruedas, para determinar en unión con las desaceleraciones o aceleraciones que actúan en las ruedas y los períodos correspondientes de tiempo en los que existen fuerzas de frenado, el trabajo ejecutado en las ruedas y, a partir de esto, la energía térmica suministrada a las respectivas superficies de frenado.

Las dos últimas vías mencionadas para determinar las temperaturas de las superficies de frenado se pueden usar de forma alternativa o conjunta, lo que en el último caso provocaría un procedimiento redundante que puede mejorar la determinación de temperatura.

La determinación de la temperatura, mencionada al principio, sobre la base de una desaceleración o aceleración del vehículo es más fácil de ejecutar, ya que para esto sólo se registra una desaceleración o aceleración. Por consiguiente, este procedimiento es adecuado especialmente para vehículos en los que el control del vehículo (ECU) y el control del sistema de freno del vehículo no suministran ninguna información sobre desaceleraciones o aceleraciones a distintas ruedas. Además, esto representa una solución para vehículos que no comprenden ningún dispositivo que facilite informaciones sobre las desaceleraciones y aceleraciones que actúan en el vehículo. En estos vehículos sería necesario únicamente añadir dispositivos, como unidades de cálculo, unidades de memoria, sensores y similares, que registren al menos una desaceleración o aceleración del vehículo y, a partir de esto, se puedan calcular temperaturas de las superficies de frenado.

La determinación de temperaturas de las superficies de frenado sobre la base de desaceleraciones y aceleraciones que actúan en distintas ruedas se puede usar, en caso de vehículos equipados convenientemente, de forma alternativa o complementaria respecto a la determinación de temperatura de superficies de frenado, basada en la desaceleración o aceleración del vehículo.

La determinación de la temperatura de las superficies de frenado sobre la base de una desaceleración o aceleración del vehículo es más rápida de ejecutar, ya que no hay que vigilar las distintas ruedas. Esto puede originar una determinación inexacta de la temperatura de las superficies de frenado, ya que aquí se parte del hecho de que, en caso de una desaceleración o aceleración del vehículo, las energías térmicas transmitidas a las superficies de frenado son básicamente iguales. En vehículos, en los que esto no se puede garantizar, o para comprobar una determinación de temperatura de este tipo, resulta adecuada la determinación de temperatura de superficies de frenado sobre la base de desaceleraciones o aceleraciones, que actúan en las distintas ruedas, como procedimiento alternativo o redundante.

Un ejemplo del uso de la determinación de la temperatura de una superficie de frenado es un sistema de freno de vehículo que trabaja como freno de detención o freno de estacionamiento. Para proteger un vehículo detenido contra el desplazamiento es necesario que el freno de detención produzca un efecto de frenado mínimo correspondiente. A tal efecto, las fuerzas, que actúan mediante el freno de detención en las superficies de frenado, denominadas brevemente a continuación fuerzas de apriete, se ajustan normalmente a un valor deseado predeterminado. Si, por ejemplo, después de un régimen de marcha más prolongado del vehículo, las superficies de frenado se han calentado y, de esta forma, dilatado, las fuerzas de apriete, ajustadas para el estado dilatado de las superficies de frenado disminuyen, si las superficies de frenado se enfrían en reposo. En un caso práctico, la temperatura de las superficies de frenado se sitúa, por ejemplo, en el orden de magnitud de 700ºC, situándose las fuerzas de apriete en el orden de magnitud de 15 kN. Después de un enfriamiento de la temperatura de las superficies de frenado a un orden de magnitud de 350ºC y una reducción, asociada a esto, de las superficies de frenado, la llamada contracción del forro, las fuerzas de apriete se encuentran aún en el orden de magnitud de 9 kN. Esto puede provocar que el vehículo no siga protegido contra un desplazamiento. Si, según la forma descrita arriba, se ha determinado la temperatura de las superficies de frenado al detenerse el vehículo, es posible en estado de reposo del vehículo, partiendo de la temperatura de las superficies de frenado existente al alcanzarse el estado de reposo, determinar su descenso y, por consiguiente, aumentar las fuerzas de apriete. En la mayoría de los casos, el descenso de las fuerzas de apriete al enfriarse las superficies de frenado sigue una función exponencial, por lo que es necesario, generalmente, un aumento de la fuerza de apriete después de un período de aproximadamente 3 minutos.

Claims

1. Freno de vehículo eléctricamente accionable con

- un pistón (30) de freno que actúa sobre al menos un forro (14, 14') de fricción y se puede desplazar de una posición de reposo a una posición de accionamiento, en la que el pistón (30) de freno aplica el forro (14, 14') de fricción contra un elemento giratorio (16) del freno de vehículo, que se puede unir de forma resistente al giro con una rueda del vehículo, y

- una unidad (26, 28) de engranaje, accionada por un motor eléctrico (20), que actúa sobre el pistón (30) de freno para el accionamiento del pistón (30) de freno,

- pudiéndose controlar el motor eléctrico (20) mediante una unidad electrónica de control (ECU) que está configurada también para registrar los parámetros de servicio del vehículo, del motor eléctrico (20) y/o del freno del vehículo,

- estando configurada y programada la unidad electrónica de control (ECU) para controlar el motor eléctrico (20) mediante un programa de control y evaluación, que se ejecuta en ésta de modo que el pistón (30) de freno se desplace en respuesta al registro de al menos una condición predeterminada de servicio en una primera dirección a su posición de accionamiento, en la que el al menos un forro (14, 14') de fricción está en contacto con el elemento giratorio (16), y el pistón (30) de freno se desplace a continuación en un recorrido, que corresponde a un espacio deseado de aire de frenado predeterminado (L_{nuevo}), en una segunda dirección, opuesta a la primera dirección, a su posición de
reposo,

caracterizado porque la unidad electrónica de control (ECU) está configurada para controlar el motor eléctrico (20) de modo que el pistón (30) de freno se desplace a una posición cero predeterminada antes de desplazarse a su posición de accionamiento y porque la unidad electrónica de control (ECU) está configurada, además, para registrar una magnitud (S), que está en correspondencia con un recorrido, realizado por el pistón (30) de freno entre su posición cero y su posición de accionamiento, y comparar la magnitud registrada (S) con una magnitud almacenada (S_{nueva}) de referencia, estando en correspondencia la magnitud (S_{nueva}) de referencia con un recorrido realizado por el pistón (30) de freno en caso de un freno de vehículo dotado de forros (14, 14') de fricción nuevos.

2. Freno de vehículo eléctricamente accionable según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad electrónica de control (ECU) está configurada para emitir una señal de advertencia al conductor del vehículo, si una diferencia (\DeltaS) entre la magnitud registrada (S) y la magnitud almacenada (S_{nueva}) de referencia supera un valor predeterminado (S_{cr\text{í}tico}).

3. Freno de vehículo eléctricamente accionable con

- un pistón (30) de freno que actúa sobre al menos un forro (14, 14') de fricción y se puede desplazar de una posición de reposo a una posición de accionamiento, en la que el pistón (30) de freno aplica el forro (14, 14') de fricción contra un elemento giratorio (16) del freno de vehículo, que se puede unir de forma resistente al giro con una rueda del vehículo, pudiéndose activar el pistón (30) de freno mediante un elemento (26'), que actúa sobre el pistón (30) de freno, de una unidad (26', 28') de engranaje accionada por un motor eléctrico (20), y

- con un dispositivo (44) para fijar la posición de reposo del pistón (30) de freno, en la que se mantiene constante un espacio deseado de aire predeterminado (L_{nuevo}),

- estando configurada y programada la unidad electrónica de control (ECU) para controlar el motor eléctrico (20) mediante un programa de control y evaluación, que se ejecuta en ésta, de modo que el elemento (26') para la calibración del freno en respuesta al registro de al menos una condición predeterminada de servicio se desplace en una primera dirección a su posición de accionamiento, en la que el pistón (30) de freno, activado por el elemento (26') aplica el al menos un forro (14, 14') de fricción contra el elemento giratorio (16), y el elemento (26') se desplace a continuación en un recorrido, que corresponde al espacio deseado de aire de frenado predeterminado (L_{nuevo}) y, dado el caso, a una distancia predeterminada entre el elemento (26') y el pistón (30) de freno cuando no está accionado el freno, en una segunda dirección, contraria a la primera dirección, hacia su posición de reposo,

caracterizado porque la unidad electrónica de control (ECU) está configurada para controlar el motor eléctrico (20) de modo que el elemento (26'), que actúa sobre el pistón (30) de freno, de la unidad (26', 28') de engranaje se desplace a una posición cero predeterminada antes de desplazarse a su posición de accionamiento y porque la unidad electrónica de control (ECU) está configurada, además, para registrar una magnitud (S'), que está en correspondencia con un recorrido, realizado por elemento (26') entre su posición cero y su posición de accionamiento, y comparar la magnitud registrada (S') con una magnitud almacenada (S'_{nueva}) de referencia, estando en correspondencia la magnitud (S'_{nueva}) de referencia con un recorrido realizado por el elemento (26') en caso de un freno de vehículo dotado de forros (14, 14') de fricción nuevos.

4. Freno de vehículo eléctricamente accionable según la reivindicación 3, caracterizado porque el dispositivo (44) para fijar la posición de reposo del pistón (30) de freno es una junta "rollback".

5. Freno de vehículo eléctricamente accionable según la reivindicación 4, caracterizado porque la unidad electrónica de control (ECU) está configurada para emitir una señal de advertencia al conductor del vehículo, si una diferencia (\DeltaS') entre la magnitud registrada (S') y la magnitud almacenada (S'_{nueva}) de referencia supera un valor predeterminado.

6. Freno de vehículo eléctricamente accionable según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se cumple la condición predeterminada de servicio si el vehículo ha recorrido una distancia predeterminada desde la última calibración del freno.

7. Freno de vehículo eléctricamente accionable según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se cumple la condición predeterminada de servicio si una magnitud, en correspondencia con un gradiente de fuerza de apriete (dF/dt), supera un valor crítico predeterminado (dF/dt_{cr\text{í}tico}).

8. Freno de vehículo eléctricamente accionable según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque se cumple la condición predeterminada de servicio si con ayuda de un modelo matemático se comprueba un desgaste crítico del forro de freno.

9. Freno de vehículo eléctricamente accionable según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque se cumple la condición predeterminada de servicio si el encendido del vehículo está desconectado.

10. Freno de vehículo eléctricamente accionable según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque se cumple la condición predeterminada de servicio si el vehículo está en reposo.

11. Freno de vehículo eléctricamente accionable según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque se cumple la condición predeterminada de servicio si el freno de vehículo no está apretado o aún no está apretado.

12. Freno de vehículo eléctricamente accionable según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque se cumple la condición predeterminada de servicio si el vehículo está en una superficie plana.

13. Freno de vehículo eléctricamente accionable según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la unidad electrónica de control (ECU) está configurada para registrar durante el desplazamiento del pistón (30) de freno a su posición de accionamiento, en la que el pistón (30) de freno aplica el al menos un forro (14, 14') de fricción contra el elemento giratorio (16), una magnitud, que está en correspondencia con una fuerza (F) de apriete, así como una magnitud característica para el accionamiento del motor eléctrico (20), mediante sensores correspondientes (36), y a partir de esto determinar la posición de accionamiento del pistón (30) de freno en la que el forro (14, 14') de fricción se encuentra en contacto con el elemento giratorio (16) del freno de vehículo, y adoptar esta posición de accionamiento determinada para los desplazamientos del pistón (30) de freno y/o del elemento (26'), que actúa sobre el pistón (30) de freno, de la unidad (26', 28') de engranaje.

14. Freno de vehículo eléctricamente accionable según la reivindicación 13, caracterizado porque la unidad electrónica de control (ECU) está configurada y programada para determinar a partir de los pares de valores de la fuerza (F) de apriete registrada y de la correspondiente magnitud característica para el accionamiento del motor eléctrico (20) una función de aproximación mediante un procedimiento de aproximación.

15. Freno de vehículo eléctricamente accionable según la reivindicación 14, caracterizado porque la unidad electrónica de control (ECU) está configurada y programada para determinar a partir de al menos tres pares de valores una función polinómica de aproximación de segundo orden como mínimo con un procedimiento de aproximación.

16. Freno de vehículo eléctricamente accionable según la reivindicación 15, caracterizado porque la unidad electrónica de control (ECU) está configurada y programada para determinar una posición cero de la función polinómica de aproximación con pendiente positiva o, en caso de que no se pueda determinar una posición cero con pendiente positiva, el mínimo de la función polinómica de aproximación como posición de accionamiento del pistón (30) de freno, en la que el forro (14, 14') de fricción está en contacto con el elemento giratorio (16) del freno de vehículo.

17. Freno de vehículo eléctricamente accionable según la reivindicación 14, caracterizado porque las magnitudes características para el accionamiento del motor eléctrico (20) comprenden el consumo de corriente, los pasos del recorrido o los pasos angulares del motor eléctrico (20).

18. Freno de vehículo eléctricamente accionable según una de las reivindicaciones 13 a 17, caracterizado porque la magnitud que está en correspondencia con la fuerza (F) de apriete comprende la propia fuerza (F) de apriete, la fuerza periférica, el momento de frenado o la fuerza de fricción aplicada por la rueda en la calzada.

19. Procedimiento para controlar un freno de vehículo eléctricamente accionable con

- una unidad (26, 28) de engranaje, que está accionada por un motor eléctrico (20) y actúa sobre el pistón (30) de freno para el accionamiento del pistón (30) de freno,

- pudiéndose controlar el motor eléctrico (20) mediante una unidad electrónica de control (ECU) que está configurada también para registrar los parámetros de servicio del vehículo, del motor eléctrico (20) y/o del freno del vehículo, con los pasos:

-: determinación de un espacio de aire de frenado deseado (L_{nuevo}),

-: registro de al menos una condición predeterminada de servicio,

-: desplazamiento del pistón (30) de freno para la calibración del freno en una primera dirección hacia su posición de accionamiento, en la que el al menos un forro (14, 14') de fricción está en contacto con el elemento giratorio (16) en respuesta al registro de la al menos una condición predeterminada de servicio, y

-: retroceso del pistón (30) de freno en una segunda dirección, contraria a la primera dirección, hacia su posición de reposo en un recorrido que corresponde al espacio deseado de aire de frenado predeterminado (L_{nuevo}),

caracterizado porque el procedimiento comprende los pasos adicionales:

-: desplazamiento del pistón (30) de freno a una posición cero predeterminada antes del desplazamiento del pistón (30) de freno a su posición de accionamiento,

-: registro de una magnitud (S), que está en correspondencia con un recorrido realizado por el pistón (30) de freno entre su posición cero y su posición de accionamiento y

-: comparación de la magnitud registrada (S) con una magnitud almacenada de referencia (S_{nueva}) que está en correspondencia con un recorrido realizado por el pistón (30) de freno en caso de un freno de vehículo dotado de forros (14, 14') de fricción nuevos.

20. Procedimiento para controlar un freno de vehículo eléctricamente accionable según la reivindicación 19, caracterizado por el paso adicional:

-: Emisión de una señal de advertencia al conductor del vehículo si una diferencia (\DeltaS) entre la magnitud registrada (S) y la magnitud almacenada (S_{nueva}) de referencia supera un valor predeterminado.

21. Procedimiento para controlar un freno de vehículo eléctricamente accionable con

- un pistón (30) de freno que actúa sobre al menos un forro (14, 14') de fricción y se puede desplazar de una posición de reposo a una posición de accionamiento, en la que el pistón (30) de freno aplica el forro (14, 14') de fricción contra un elemento giratorio (16) del freno de vehículo, que se puede unir de forma resistente al giro con una rueda del vehículo, pudiéndose activar el pistón (30) de freno mediante un elemento (26'), que actúa sobre el pistón (30) de freno, de una unidad (26', 28') de engranaje, que está accionada por un motor eléctrico (20), y

- un dispositivo (44) para fijar la posición de reposo del pistón (30) de freno, en la que se mantiene constante un espacio deseado de aire predeterminado (L_{nuevo}),

-: determinación de una distancia deseada (A_{nueva}) entre el elemento (26'), que actúa sobre el pistón (30) de freno, de la unidad (26', 28') de engranaje y el pistón (30) de freno cuando no está accionado el freno,

-: registro de al menos una condición predeterminada de servicio,

-: desplazamiento del elemento (26') para la calibración del freno en una primera dirección hacia su posición de accionamiento, en la que el pistón (30) de freno, accionado por el elemento (26'), aplica al menos un forro (14, 14') de fricción contra el elemento giratorio (16) en respuesta al registro de la al menos una condición predeterminada de servicio, y

-: retroceso del elemento (26') en una segunda dirección, contraria a la primera dirección, hacia su posición de reposo en un recorrido que corresponde a la suma del espacio deseado de aire de frenado predeterminado (L_{nuevo}) y la distancia deseada predeterminada (A_{nueva}) entre el elemento (26') y el pistón (30) de freno cuando no está accionado el freno,

caracterizado porque el procedimiento comprende los pasos adicionales:

-: desplazamiento del elemento (26'), que actúa sobre el pistón (30) de freno, de la unidad (26', 28') de engranaje a una posición cero predeterminada antes del desplazamiento del elemento (26') a su posición de accionamiento,

-: registro de una magnitud (S'), que está en correspondencia con un recorrido realizado por el elemento (26') entre su posición cero y su posición de accionamiento y

-: comparación de la magnitud registrada (S') con una magnitud almacenada de referencia (S'_{nueva}) que está en correspondencia con un recorrido realizado por el elemento (26') en caso de un freno de vehículo dotado de forros (14, 14') de fricción nuevos.

22. Procedimiento para controlar un freno de vehículo eléctricamente accionable según la reivindicación 21, caracterizado por el paso adicional:

-: Emisión de una señal de advertencia al conductor del vehículo si una diferencia (\DeltaS') entre la magnitud registrada (S') y la magnitud almacenada de referencia (S'_{nueva}) supera un valor predeterminado.