CN101024395A - 用于电动停车制动器的报警装置 - Google Patents

Abstract

一种电动停车制动器报警装置(1)，包括：测量路面坡度的路面坡度测量装置(10)；输出警报的警报输出装置(3)；控制警报输出装置(3)的警报输出控制器(11)；用于测量电动停车制动器(100)的制动拉索张力的张力测量装置(12)，电动停车制动器(100)通过驱动电动机(5)来控制制动拉索(23)张力；和目标张力计算装置(13)，用于基于测量的路面坡度来计算目标制动拉索张力。当电动机(5)被驱动之后经过预定时间时，警报输出控制器(11)基于目标制动拉索张力和测量的制动拉索张力之间的关系来输出信号至警报输出装置(3)，以输出警报。

Description

用于电动停车制动器的报警装置

技术领域

本发明涉及用于电动停车制动器的报警装置。

背景技术

除了相关技术的手动停车制动器，停车制动器还包括电动停车制动器，其靠控制电动致动器通过张紧连接至制动组件的制动拉索以拉动制动拉索来产生制动力，从而使车轮不能旋转，并且其在所述卷取结束之后通过棘轮机构等以机械的方式保持车轮的不旋转状态。

上述的电动停车制动器与相关技术的手动停车制动器的不同在于：通过控制供应至电动致动器的电流，可以获得需要的制动力而不会获得过量或不足的制动力。

此外，尽管在停车以防止车轮旋转并因此防止车辆移动时使用上述的电动停车制动器，但是也存在如果车辆停在非常陡峭的倾斜道路上，则不能阻止车轮旋转的情况。此外，如果制动拉索具有异常，例如，如果制动拉索由于金属疲劳等引起的断裂或者伸长，或者如果制动拉索的中间部分具有缺陷(例如勾住等)，则电动停车制动器有时不能提供足够的制动力。

在相关技术的手动停车制动器中，已知一种装有安全装置的停车制动器，该安全装置通过坡度传感器来测量坡度，并通过制动力检测装置来测量制动力，并且如果没有产生与坡度匹配的制动力，则该安全装置输出警报或自动驱动其它制动装置以补充制动力并由此防止车轮旋转，使得车辆不能移动(例如日本实用新型申请公开号No.平6-8130)。还存在一种已知的电动停车制动器，当其被致动时，其根据施加至电动致动器的电流和制动拉索的行程(长度变化)之间的关系来检测制动拉索的异常(例如见日本专利申请公开No.2001-106060)。

但是，坡度传感器对关于车载行李的状况和温度特性很敏感，例如当测量值为20％时，实际的坡度可能在10％和30％之间变化。因此，在坡度很大从而输出警报的情况下，用于警报的阈值需要根据坡度传感器提供的测量值的变化幅度来调整。例如，为了在实际坡度为20％时可靠地输出警报，考虑变化的幅度，需要将阈值设定为10％。在这种情况下，当车辆在平坦的路上时(坡度为0％)，有时可能输出警报。

根据以上的描述，日本实用新型申请公开No.平6-8130描述的装置没有考虑根据温度特性或关于车载行李的情况而使坡度传感器的测量值发生变化的情况。由此，该装置出现这样的问题：当坡度传感器的测量值与实际的路面坡度不同时，可能错误地检测到停车制动器的异常并因此输出不需要的警报。日本专利申请公开No.2001-106060描述的发明没有涉及停车位置的坡度，并且还出现了这样的问题：当实际路面坡度较大时，可能错误地检测到停车制动器的异常。

发明内容

本发明提供了一种电动停车制动器报警装置，其能防止错误地检测停车制动器的异常，并且还能在没有产生根据路面坡度的制动力时可靠地输出警报。

根据本发明第一方面的电动停车制动器报警装置包括：用于测量路面坡度的路面坡度测量装置；输出警报的警报输出装置；控制所述警报输出装置的警报输出控制器；用于测量电动停车制动器的制动拉索张力的张力测量装置，所述电动停车制动器通过驱动电动机来控制所述制动拉索张力；和目标张力计算装置，用于基于所述测量的路面坡度来计算目标制动拉索张力，其中，当所述电动机被驱动之后经过预定时间时，所述警报输出控制器基于所述目标制动拉索张力和所述测量的制动拉索张力之间的关系来输出信号至所述警报输出装置，以输出警报。

根据本发明的第二方面，在根据第一方面的电动停车制动器报警装置中，当所述电动机被驱动之后经过所述预定时间时，如果所述测量的制动拉索张力小于所述目标制动拉索张力，则所述警报输出控制器输出信号至所述警报输出装置以输出警报。

根据本发明的第三方面，在根据第一或第二方面的电动停车制动器报警装置中，如果所述测量的路面坡度大于或等于预定值，则所述警报输出控制器输出信号至所述警报输出装置以输出警报。

根据本发明的第四方面，在根据第一至第三方面中任一项的电动停车制动器报警装置中，如果所述测量的路面坡度小于所述预定值，并且当所述电动机被驱动之后经过所述预定时间时所述测量的制动拉索张力小于所述目标制动拉索张力，则所述警报输出控制器输出信号至所述警报输出装置以输出警报。

附图说明

参考附图，本发明的前述和其它目的、特征和优点将从以下对优选实施例的描述中变得清楚，其中类似的参考标号用于表示类似的元件，其中：

图1的示意图示出电动停车制动器报警装置的构造的示例。

图2的示意图示出电动停车制动器的构造的示例。

图3的流程图示出其中电动停车制动器报警装置引起警报被输出的处理过程。

图4的曲线图示出从电动停车制动器的控制开始经过的时间与制动拉索张力之间的关系。

具体实施方式

以下将参考附图，将实现本发明的最佳方式描述为几个分开的实施例。

图1的示意图示出电动停车制动器报警装置的构造的示例。电动停车制动器报警装置1具有路面坡度测量装置10、警报输出控制器11、张力测量装置12、目标张力计算装置13，并且电动停车制动器报警装置1连接至坡度传感器2、警报输出装置3、张力传感器4、电动机5和制动开关6。可替换地，电动停车制动器报警装置1可以经由CAN(汽车区域网络)总线连接至坡度传感器2、警报输出装置3、张力传感器4、电动机5和制动开关6。

坡度传感器2测量路面的坡度。坡度传感器2的示例包括检测由于倾斜而导致的液面变化的传感器(其将该变化作为电容的变化)，或者使用压电元件的陀螺传感器等。此外，坡度传感器2发送坡度的测量值至电动停车制动器报警装置1。

警报输出装置3例如可以是安装在车辆中的喇叭、输出声音/语音的扬声器、汽笛、警报器或者特别设置用于报警的蜂鸣器。此外，警报输出装置3还可以在车辆导航系统的显示单元或仪表板的显示部分中显示报警信息，装置3经由CAN总线或串行通信连接至车辆导航系统的显示单元或仪表板的显示部分。此外，如果装置3从电动停车制动器报警装置1接收到输出报警的指令，则警报输出装置3输出警报。

张力传感器4测量制动拉索23的张力，其例如为使用磁致伸缩效应的传感器或使用应变计的传感器，磁致伸缩效应是指材料的磁性根据机械负载而改变。

电动机5是将电能转换为转动能的电动致动器，并且例如能够根据供应的电流在制动拉索23中产生张力，并由此精细地控制电动停车制动器100的制动力。

制动开关6是打开和关闭电动停车制动器100的开关。例如，制动开关6布置在仪表板的一部分中，并且当制动开关6打开时，驱动电动停车制动器100制动车轮。此外，当档位设置为P(停车)或N(空档)时，电动停车制动器100可以自动操作，而不需要打开制动开关6。

接下来，以下将描述电动停车制动装置1。

路面坡度测量装置10从坡度传感器2接收信号并测量路而坡度。警报输出控制器11是用于输出警报至警报输出装置3的装置。张力测量装置12从张力传感器4接收信号并测量制动拉索23的张力。目标张力计算装置13基于由路面坡度测量装置10测量的路面坡度来计算当车辆停车时为了防止车辆的车轮旋转所需要的制动拉索23的张力(以下称作“目标张力”)。

这些装置可以是储存在设置于电动停车制动器报警装置1中的ROM(只读存储器)(未示出)中的程序，并且这些程序在RAM(随机存取存储器)(未示出)中执行以使计算机(未示出)(电动停车制动器报警装置1的控制部分)执行操作，或者这些装置也可以是由电子电路形成的装置。

图2的示意图示出电动停车制动器100的构造的示例。电动停车制动器100由齿轮20(其由电动机5驱动)、与齿轮20啮合并一起旋转的心轴21、随着心轴21旋转而移动的平衡器22、制动拉索23以及制动蹄片26、27构成。

当车辆的档位设置为P并且制动开关6打开时，电动停车制动器100转动电动机5以旋转与齿轮20啮合的心轴21。此外，齿轮20装有棘轮机构，该棘轮机构防止电动机5停止旋转之后齿轮20反向旋转，并由此防止电动停车制动器100的制动力减小。

心轴21的轴上例如具有滚珠丝杠，由此随着心轴21旋转，平衡器22竖直地移动。

平衡器22是以左/右相等平衡的方式调节连接至左、右车轮的制动组件24、25的制动拉索23的行程或张力的部件，并且在图中随着心轴21旋转而竖直地移动。

此外，虚线示出的平衡器22’表示在心轴21开始旋转以产生制动力之前平衡器22的位置，即当没有产生制动力时平衡器22的位置。

制动拉索23每个是一端连接至平衡器22另一端连接至左、右制动组件24、25中制动蹄片26、27中相应的一个的金属拉索。张力传感器4安装至任一制动拉索23的中间部分，以测量拉索的张力。此外，张力传感器4可以布置在连接至左、右制动蹄片26、27的制动拉索23中的一个上，也可以布置在两者上。

当心轴21旋转以产生制动力时，平衡器22在箭头A的方向上移动，增加连接至左、右制动组件24、25中的制动蹄片26、27的制动拉索23的张力。由此，左、右制动蹄片26、27分别与左、右制动鼓28、29接触。另一方面，当心轴21旋转以解除制动力时，平衡器22在与箭头A相反的方向上移动，减小连接至左、右制动组件24、25中的制动蹄片26、27的制动拉索23的张力。由此，左、右制动蹄片26、27脱离与左、右制动鼓28、29的接触。

此外，虚线所示的制动蹄片26’、27’表示在心轴21开始旋转以产生制动力之前左、右制动蹄片26、27的位置，即当没有产生制动力时左、右制动蹄片26、27的位置。

当心轴21旋转以产生制动力时，左、右制动蹄片26、27在箭头B的方向上移动，并接触左、右制动鼓28、29以产生制动力。

接下来，将描述当电动停车制动器报警装置1引起输出警报时的过程。如果坡度传感器2检测到大于或等于预定值的坡度，则电动停车制动器报警装置1立即输出警报。如果坡度传感器2检测到小于预定值的坡度，则电动停车制动器报警装置1考虑预定时间过后由张力传感器4测量的制动拉索23的张力来判定是否输出警报，使得不会错误地输出警报。此外，即使在坡度传感器2检测到大于或等于预定值的坡度时，电动停车制动器报警装置1也可以考虑由张力传感器4测量的制动拉索23的张力来判定是否输出警报。这里是为了简化过程。

电动停车制动器报警装置1能够可靠地检测出没有产生根据路面坡度的制动力的情况并输出警报，同时可靠地防止由于坡度传感器2的测量值的变化而导致发生错误的警报。

图3的流程图示出其中电动停车制动器报警装置1输出警报的控制流程。

首先，当车辆停止并且档位设定为P时，同时制动踏板被压下，电动停车制动器报警装置1从坡度传感器2接收信号并经由路面坡度测量装置10测量路面坡度(步骤S1)。此外，当档位没有设定为P但是车辆已经停止并且制动开关6打开同时制动踏板被压下时，电动停车制动器报警装置1也可以测量路面坡度。

接下来，电动停车制动器报警装置1判定由路面坡度测量装置10测量的坡度是否例如小于30％(步骤S2)。

如果判定坡度的测量值大于或等于30％(步骤S2中为“否”)，则电动停车制动器报警装置1立即经由警报输出控制器11从警报输出装置3输出警报(步骤S3)。这是因为即使考虑了由坡度传感器2测量的值的变化，也可以判定实际坡度仍然较大并且应当输出警报。此外，警报输出控制器11可以使显示单元显示报警信息，例如“斜坡太陡，请在别处停车”、“当停车时，请将档位设定为P”等。

另一方面，如果判定坡度的测量值小于30％(步骤S2中为“是”)，则经由警报输出控制器，电动停车制动器报警装置1不从警报输出装置3输出警报。这是因为实际坡度可能由于由坡度传感器2测量的值的变化而较小，并存在产生足够的制动力的可能。

之后，电动停车制动器报警装置1基于由路面坡度测量装置10测量的坡度经由目标张力计算装置13来计算目标张力(步骤S4)。

目标张力例如是基于预定的计算公式来计算的，使得随着坡度增加，目标张力成比例地增加。此外，目标张力可以根据车辆在下坡(车辆向下)或上坡而改变，并且还可以考虑车重、路面状态、环境温度等而改变。

一旦计算出目标张力，电动停车制动器报警装置1开始控制电动停车制动器100来实现目标张力，即驱动电动机5以张紧制动拉索2，使得左、右制动蹄片26、27分别压靠制动鼓28、29，以制动车轮(步骤S5)。此外，电动停车制动器报警装置1开始测量从开始控制电动停车制动器100经过的时间。

在该时间中，张力测量装置12经由张力传感器4测量制动拉索23的张力(步骤S6)，并且电动停车制动器报警装置1比较测量的张力和目标张力(步骤S7)。

如果测量的张力大于或等于目标张力(步骤S7中为“是”)，则电动停车制动器报警装置1停止驱动电动机5，并结束该过程。这是因为判定了可以获得适于该坡度的制动力并可以可靠地制动车轮。

另一方面，如果测量的张力小于目标张力(步骤S7中为“否”)，则电动停车制动器报警装置1获取开始控制电动停车制动器100之后经过的时间(步骤S8)，并继续张紧制动拉索23以增加制动拉索23的张力(步骤S8中为“否”)直到在开始控制电动停车制动器100之后经过第一预定时间(例如3秒)。

如果在从开始控制电动停车制动器100经过第一预定时间(例如3秒)之后没有达到目标张力(步骤S8中为“是”)，则经由警报输出控制器11，电动停车制动器报警装置1使得警报从警报输出装置3输出(步骤S9)。在这种情况下，因为使用比标准时间长的时间来达到目标张力，因此可以认为有由于金属疲劳引起的诸如制动拉索23的伸长、断裂等的异常状态，并且因此电动停车制动器报警装置1也可以判定不能获得与路面坡度相匹配的制动力。

之后，电动停车制动器报警装置1继续测量开始控制电动停车制动器100之后经过的时间(步骤S10)，并继续张紧制动拉索23以增加制动拉索23的张力(步骤S10中为“否”)至到开始控制电动停车制动器100之后已经经过第二预定时间(例如30秒)。

如果在从开始控制电动停车制动器100经过第二预定时间(例如30秒)之后没有达到目标张力(步骤S10中为“是”)，则确定已经确认了电动停车制动器100的异常，从而经由警报输出控制器11，电动停车制动器报警装置1引起从警报输出装置3输出与步骤S9中输出的警报不同的警报。不同警报的输出意在清楚地说明该情况不同于步骤S9时的情况。对于不同的警报，警报输出控制器11例如可以使显示单元显示“制动器异常”的报警信息。

此外，当从开始控制电动停车制动器100经过第一预定时间(例如3秒)之后并且在第二预定时间已经经过之前达到目标张力时，可以经由警报输出控制器11从警报输出装置3输出与在步骤S9中输出的警报和确认异常时输出的警报不同的警报。在这种情况下，因为达到目标张力所需的时间长于标准时间，但是仍然短于第二预定时间(表示制动器异常)，因此最好输出警报以确保车轮被适当地制动。在这种情况下，可以在显示单元中显示诸如“制动器需要维修”、“斜坡太陡，请在别处停车”等等的警报信号。

图4的曲线图示出开始控制电动停车制动器100之后经过的时间和制动拉索23的张力之间的关系。在图4中，横轴线表示从开始控制电动停车制动器100之后经过的时间，纵轴示出制动拉索23的张力。

在图4中，例如如果检测到30％或更大的坡度，则电动停车制动器报警装置1立即经由路面坡度测量装置10输出警报。输出警报的时间是圆圈C1所示的时间。

此外，如果在经过的时间等于三秒时制动拉索23的张力还没有达到目标张力，则电动停车制动器报警装置1输出另一个警报(见圆圈C2)。

图4还示出当经过的时间等于六秒时制动拉索23的张力达到目标张力(见圆圈C3)。此时，电动停车制动器报警装置1可以输出另一个警报以促使进行电动停车制动器100的维修。在这种情况下，尽管电动停车制动器100最终达到了目标张力，但是没有在第一预定时间(例如3秒)内达到目标张力，因此可以认为发生了诸如制动拉索23的伸长之类的异常状态。

此构造实现了以下效果。即，在由坡度传感器2测量的坡度大于或等于预定值(例如30％)时，在开始控制电动停车制动器100之后，电动停车制动器报警装置1立即输出警报。如果在开始控制电动停车制动器100之后经过第一预定时间(例如3秒)时没有达到目标张力，则电动停车制动器报警装置1也输出警报。因此，即使由于关于车载行李的情况或温度特性而导致坡度传感器2的测量值存在变化(例如误差为±10％且测量值为30％，实际坡度范围从20％到40％)，如果坡度较大，电动停车制动器报警装置1也能够立即输出警报，或者即使坡度相对较小，电动停车制动器报警装置1也能够可靠且合适地输出警报。

此外，在电动停车制动器报警装置1中，如果由坡度传感器2测量的坡度小于预定值(例如30％)，则只要在开始控制电动停车制动器100之后经过第一预定时间(例如3秒)时没有达到目标张力，电动停车制动器报警装置1就输出警报。因此，因为不会仅由于坡度传感器2的测量值变化而输出警报，因此防止了错误的警报。

此外，在电动停车制动器报警装置1中，因为在多个阶段中提供了上述的警报输出条件，所以用于仅基于坡度传感器2来输出警报的测量的坡度的阈值可以设定得相对较高，由此，可以防止错误的警报。

此外，当开始控制电动停车制动器100之后经过第二预定时间(例如30秒)时即使还没有达到目标张力，则电动停车制动器报警装置1输出警报。因此，基于对制动拉索23的张力的更精确测量，可以输出适当的警报。

此外，当第一预定时间(例如3秒)经过时，电动停车制动器报警装置1可以输出警报。因此，电动停车制动器报警装置1可靠地防止了驾驶员等离开车辆而没有等待第二预定时间(例如30秒)并因此错过警报的事件发生。

尽管以上描述了本发明的优选实施例，但是本发明不限于前述实施例。相反，在不脱离本发明的范围的情况下，前述实施例可以以各种修改和替换来实现。

例如，尽管在前述实施例中，第一预定时间和第二预定时间是固定值，但是两个值可以根据坡度传感器2的测量值而改变，只要第一预定时间(例如3秒)足够短，使得能够在驾驶员离开车辆之间输出警报，且第二预定时间(例如30秒)足够长，使得能够进行高精度的张力测量。此外，对于预定时间，可以设定第三预定时间、第四预定时间或者其它预定时间。

此外，在达到目标张力之前所用的时间过短时，电动停车制动器报警装置1也可以输出警报。这可以是由于制动拉索23的阻塞、勾住等引起的，并且因此在实际没有产生需要的制动力时达到目标张力。

此外，电动停车制动器报警装置1可以根据示出经过的时间和张力之间的关系的曲线的形状(如图4所示)来判定是否输出警报。通过监控张力的变化以及张力的瞬时值，可以更精确地判定电动停车制动器100的状态。

Claims (4)

1.一种电动停车制动器报警装置，其特征在于包括：

用于测量路面坡度的路面坡度测量装置；

输出警报的警报输出装置；

控制所述警报输出装置的警报输出控制器；

用于测量电动停车制动器的制动拉索张力的张力测量装置，所述电动停车制动器通过驱动电动机来控制所述制动拉索张力；和

目标张力计算装置，用于基于所述测量的路面坡度来计算目标制动拉索张力，

其中，当所述电动机被驱动之后经过预定时间时，所述警报输出控制器基于所述目标制动拉索张力和所述测量的制动拉索张力之间的关系来输出信号至所述警报输出装置，以输出所述警报。

2.根据权利要求1所述的电动停车制动器报警装置，其特征在于：如果当所述电动机被驱动之后经过所述预定时间时所述测量的制动拉索张力小于所述目标制动拉索张力，则所述警报输出控制器输出信号至所述警报输出装置以输出所述警报。

3.根据权利要求1或2所述的电动停车制动器报警装置，其特征在于：如果所述测量的路面坡度大于或等于预定值，则所述警报输出控制器输出信号至所述警报输出装置以输出所述警报。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动停车制动器报警装置，其特征在于：如果所述测量的路面坡度小于所述预定值，并且当所述电动机被驱动之后经过所述预定时间时所述测量的制动拉索张力小于所述目标制动拉索张力，则所述警报输出控制器输出信号至所述警报输出装置以输出所述警报。

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