CN102371988B - 机动车中能电气操纵的驻车制动器的调节行程识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机动车中能电气操纵的驻车制动器的调节行程识别方法，对于该方法来说随着达到额定制动力这个情况制动电动机得到制动，其中通过电动机方面的特征参量的变化来检测所述制动电动机的跟随在所述制动过程后面的沿反方向的逆转。

Description

机动车中能电气操纵的驻车制动器的调节行程识别方法

技术领域

本发明涉及一种用于对机动车中的能够以电气方式操纵的驻车制动器进行调节行程识别的方法。

背景技术

由DE 103 61 042 B3公开了一种用在机动车中的能够以电气方式操纵的驻车制动器，该驻车制动器作为执行器具有电气的制动电动机，所述电气的制动电动机朝制动盘向摩擦片衬面加载力。所述制动电动机构造为内转子电动机，该内转子电动机则具有处于外面的定子和处于里面的转子，所述转子通过按主轴的类型的齿部对制动活塞进行轴向调节，所述制动活塞是所述摩擦片衬面的支架。

为产生制动力，将所述转子置于旋转之中并且该转子由此轴向驱动着所述制动活塞，直到所述摩擦片衬面抵靠在制动盘上并且施加制动力。在此会出现这样的问题，即在到达摩擦片衬面的在制动盘上的止挡位置之后所述制动电动机的转子由于扭簧特性而逆转一定的程度，在紧接着触发所述制动电动机时必须对此加以考虑，用于避免功能性故障。甚至所述制动活塞的轴向的调节行程中的通过转子的逆转产生的极小的偏差也会在重复操纵驻车制动器时合计为值得注意的误差。

发明内容

本发明的任务是，在较长的运行时间里保证电气的驻车制动器的功能可靠性。

该任务按本发明可由一种用于对机动车中的能够以电气方式操纵的驻车制动器进行调节行程识别的方法来解决，其中所述驻车制动器包括电气的制动电动机和用于调节摩擦制动单元的传动装置，其中为了形成制动力所述制动电动机的转子沿所定义的旋转方向旋转并且随着达到额定制动力所述制动电动机得到制动，其中通过电动机方面的特征参量I、n的变化来检测所述制动电动机的跟随在所述制动后面的逆转。该任务按本发明还可由一种用于对机动车中的能够以电气方式操纵的驻车制动器进行调节行程识别的方法来解决，其中所述驻车制动器包括电气的制动电动机和用于对摩擦制动单元进行调节的传动装置，其中为了松开制动力所述制动电动机的转子沿所定义的旋转方向旋转并且随着达到最终位置所述制动电动机得到制动，其中通过电动机方面的特征参量I、n的变化来检测所述制动电动机的跟随在所述制动后面的逆转。本申请文本的上下文内容表明有利的改进方案。

所述按本发明的方法涉及一种驻车制动器，该驻车制动器具有电动马达作为制动电动机，所述制动电动机的转子通过传动装置在轴向上或者说平移地调节摩擦制动单元。为了产生制动力，将所述制动电动机置于旋转之中，使得转子沿所定义的旋转方向旋转。随着达到额定制动力这个情况，所述电动机要么比如通过短路主动地得到制动要么通过朝驻车制动器的构件的冲撞而被动地得到制动。在制动之后，在所述制动电动机中或者说在布置在后面的传动机构或者说传动装置中由于扭簧特性储存了剩余扭矩，所述剩余扭矩朝相反的方向调节所述转子和传动装置。这种扭簧特性对于驻车制动器来说存在于传动装置的各类结构上，比如存在于自锁的或者非自锁的结构上并且存在于各类传动装置或者说传动机构类型上，比如存在于齿轮传动机构或者带传动机构上，通过所述齿轮传动机构或者说带传动机构来将转子的旋转运动转换为轴向的调节运动。

为了能够正确地检测所述调节行程包括摩擦制动单元的通过所述扭簧特性引起的逆转，按照本发明的第一方面通过电动机方面的特征参量来检测所述制动电动机的跟随着所述制动过程的沿相反方向的逆转。通过这种方式，通过对至少一个电动机方面的特征参量的分析可以确定，在达到额定制动力之后是否进行了制动电动机的逆转，这由于与所述传动装置之间的运动学上的耦合而伴随着所述摩擦制动单元的轴向的复位运动。绝对的调节行程关于转子运动由相反的旋转方向的差所组成并且关于所述轴向的调节运动由相反定向的轴向的调节运动的差所组成。

如果通过对所述电动机方面的特征参量的分析来识别出制动电动机的沿相反方向的逆转，那就可以相应地对所述调节行程进行校正。如果本来就知道逆转，那就比如求得恒定的从调节行程中减去的校正项，或者实施按百分比计算的校正。但是，按照优选的实施方式，也应该通过对所述电动机方面的特征参量的分析在量方面检测所述制动电动机或者说传动装置的沿相反方向经过的行程并且应该相应地对所述调节行程进行校正。

所述扭簧效应一方面在产生制动力时出现。在达到额定制动力之后所述制动电动机得到制动，随后使所述制动电动机逆转特定的尺度。

按照本发明的另一个方面，在松开驻车制动器和制动力时随着所述制动电动机到达最终位置这个情况也出现扭簧效应，所述扭簧效应引起所述制动电动机的沿相反方向的逆转。随着到达最终位置这个情况，所述制动电动机得到制动，随后与所述额定制动力的形成相类似产生相反定向的旋转运动或者说轴向的调节运动。这种逆转或者说复位可以通过电动机方面的特征参量的变化来检测，其中在形成制动力时至少本来不过优选也在量方面检测到所述逆转或者说复位。

所述按本发明的方法能够运用到电气的驻车制动器上，所述电气的驻车制动器在执行器上没有集成的旋转方向识别机构的情况下具有传感器比如用于进行转速识别的霍耳传感器，或者该电气的驻车制动器仅仅基于模型的电动机转速信号。在这些情况中，可以通过所述按本发明的方法来检测制动电动机的逆转过程。

对所述电动机方面的特征参量进行分析以检测所述复位运动，该电动机方面的特征参量要么可以是电气的特征参量要么可以是机械的特征参量。对于电气的特征对量来说，对加载在制动电动机中的电流和/或电压进行分析。作为机械的特征参量，尤其对所述制动电动机的转速或者说从所述转速中派生的特征参量进行分析。

按照另一种有利的实施方式，不仅所述逆转运动的开始而且其结束都可以通过一个或者必要时多个电动机方面的特征参量来检测。与所述逆转运动相对应的轴向的调节行程可以在知道所述逆转运动的开始时刻及结束时刻以及制动电动机的转速的情况下来求得。

按照另一种有利的实施方式，在作为电气的特征参量来研究电动机电流时在断开通电状态的阶段中电动机电流实施符号转变尤其又变为正号。这种符号转变可以被探测到并且标志着逆转运动的开始。所述逆转运动的全部的持续时间与相应的持续时间相同，在所述相应的持续时间里在断开通电状态之后电动机电流是正的或者说超过了阈值。

但是也可以这样安排，也就是作为制动电动机的机械的特征参量考虑使用所测量的或者基于模型的转速和/或转速的梯度以进行评估，所述制动电动机是否并且在何种程度上逆转。所述制动电动机的所测量的或者在计算模型的基础上求得的转速在断开通电状态之后达到局部的最小值。在接下来的进程中，转速首先再次上升并且随着逆转过程的结束回落到零或者说下降到阈值之下。达到局部的最小值这一情况代表着制动电动机的逆转的开始，在接下来的进程中下降到所述阈值之一或者说一直下降到零这种情况则标志着逆转的结束时刻。在这种情况下，也可以在同时知道转速的情况下从逆转过程的持续时间中求得复位行程。

如果研究转速的可以根据所测量或者基于模型的转速通过计算方式求得的梯度，那么逆转过程就适逢所述梯度的从负符号到正符号的符号转变。通过这种方式，至少可以确定逆转过程的开始。必要时也可以通过转速的梯度尤其通过下降到零或者说阈值之下这种情况来确定逆转过程的结束。

可能有利的是，通过多个特征参量来确定所述制动电动机的逆转阶段。在此出现的冗余度用于在分析特征参量时进行核实。

所述方法在调整仪或者说控制仪中运行，所述调整仪或者说控制仪有利地是所述驻车制动器的组成部分。

根据沿相反方向的逆转或者说调节位移的检测情况，比如可以实施有效的制动摩擦片磨损检测。也可以尤其考虑到转折点的识别而在松开驻车制动器之后使执行器更为有效地定位，所述转折点表示在松开驻车制动器之后制动力的剧烈下降。从中不仅在松开制动器时而且在锁紧制动器时都产生微小的应用时间。

除此以外，可以以较高的精度来计算在锁紧制动器时所预料的力的上升程度并且可以对驻车制动器中的初压力信号进行核实。

知道了摩擦片磨损情况就可以对所估算的力-行程-特性曲线进行核实。

附图说明

其它的优点和有利的实施方式可以从其它的申请文本部分、附图说明及附图中获知。附图示出如下：

图1是机动车中的驻车制动器的剖面，该驻车制动器具有用于向制动活塞加荷的电气的制动电动机；

图2是具有制动电动机的在压紧过程中的电压、电流及转速的依赖于时间的曲线的图表；

图3是来自按图2的图表的截取部分放大图；并且

图4是用于在考虑到制动电动机的逆转运动的情况下来求得在压紧过程中的调节行程的流程图。

具体实施方式

在图1中示出了用于机动车的电气的驻车制动器，该驻车制动器用于在机动车的停止状态中产生用于使机动车驻车的制动力。该驻车制动器1包括制动钳2、制动活塞3以及电动马达或者说制动电动机4，所述电动马达或者说制动电动机4在轴向上朝制动钳2的钳子8的方向调节所述制动活塞3。在制动过程中，所述制动活塞3的自由的端面9压紧到被所述制动钳2搭接的制动盘上，用于产生所期望的制动力。

所述制动电动机4的转子通过中间布置的传动机构驱动着主轴5，该主轴5执行旋转运动，所述旋转运动通过传动元件6转换为轴向的调节运动，利用该调节运动将拥有摩擦片衬面作为摩擦制动单元的制动活塞3调节到制动位置中。所述传动元件6设有内螺纹并且套装在所述主轴5的外螺纹上。所述传动元件6布置在所述空心圆筒的制动活塞3的内部并且与所述制动活塞3相连接。

在图2和3中示出了在压紧过程中所述制动电动机的依赖于时间的电流曲线I、电压曲线U以及转速n。在时刻t₁开始压紧过程，方法是施加电压U并且将制动电动机置于电流之下。在时刻t₂电压U以及电动机转速n达到了最大值，直至时刻t₃一直保持该最大值。t₂与t₃之间的阶段是空转阶段。在时刻t₃后面紧接着力形成阶段，在该力形成阶段中所述摩擦片衬面抵靠在制动盘上并且随着力的增加而朝制动盘挤压；这个阶段一直持续到时刻t₄。

t₄与t₅之间的阶段代表着电动机制动阶段，在该电动机制动阶段中为了结束压紧过程中所述制动电动机要么比如通过短路主动地得到制动要么尤其通过构造为刚性的构件的制动钳被动地得到制动。紧接在所述电动机制动阶段之后是t₅与t₆之间的阶段，在这个阶段中由所述制动电动机与传动装置或者说传动机构构成的系统由于该系统的剩余扭矩或者说扭簧特性又沿相反的方向返回运动。在这个阶段中，所述电动机逆转或者说所述摩擦制动单元在轴向上朝相反的方向返回运动。

为了以较高的精度确定摩擦点t₅与t₆之间的复位阶段，对所述电流曲线I、电压曲线U以及转速曲线n的走向进行分析。在时刻t₅的复位过程的开始可以通过电动机电流I来探测到，该电动机电流I在这个时刻也就是说在断开通电状态之后又变为正。时刻t₆也就是复位阶段的结束与电动机电流I下降到阈值之一这个情况重合。

此外也可以对电动机转速n的曲线或者说转速的梯度进行分析。电动机转速n在时刻t₅断开通电状态之后达到局部的最小值并且在t₅与t₆之间的阶段之内上升到局部的最大值，接着一直下降到数值零。在时刻t₅的复位阶段的开始可以借助于所述局部的最小值来探测，复位阶段的结束则可以通过转速下降到阈值之下这种情况来探测。

也可以研究转速n的梯度，方法是借助于所述梯度的从负的到正的符号的符号转变来探测在时刻t₅的复位阶段的开始。

在图4中示出了用于识别返回调节的调节行程的流程图。按照第一方法步骤10，首先在所述电气的驻车制动器中形成制动力。方法步骤11相应于制动电动机的在时刻t₄与t₅之间的阶段中的制动。紧接着是时刻t₅与t₆之间的逆转阶段，这可以按照方法步骤12到14借助于电动机电流I的符号转变、借助于电动机转速n的局部的最小值或者说借助于电动机转速的梯度的符号转变来确定。

在检测到所述逆转阶段的开始时刻和结束时刻之后，可以按照方法步骤15在考虑到电动机转速n的情况下求得所复位的行程。不仅可以求得转子轴的沿相反方向的旋转角而且可以检测所述制动活塞的轴向的复位运动。随后可以从所述转子或者说制动活塞在压紧运动时已经执行的调节行程中减去所复位的旋转角或者说行程，用于检测所述转子或者说制动活塞的绝对的位置。

Claims (10)

1.用于对机动车中的能够以电气方式操纵的驻车制动器（1）进行调节行程识别的方法，其中所述驻车制动器（1）包括电气的制动电动机（4）和用于调节摩擦制动单元（3）的传动装置，其中为了形成制动力所述制动电动机（4）的转子沿所定义的旋转方向旋转并且随着达到额定制动力所述制动电动机（4）得到制动，其中通过电动机方面的特征参量I、n的变化来检测所述制动电动机（4）的跟随在所述制动后面的逆转。

2.用于对机动车中的能够以电气方式操纵的驻车制动器进行调节行程识别的方法，其中所述驻车制动器（1）包括电气的制动电动机（4）和用于对摩擦制动单元（3）进行调节的传动装置，其中为了松开制动力所述制动电动机（4）的转子沿所定义的旋转方向旋转并且随着达到最终位置所述制动电动机（4）得到制动，其中通过电动机方面的特征参量I、n的变化来检测所述制动电动机的跟随在所述制动后面的逆转。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，从所述电动机方面的特征参量I、n的变化中来求得所述制动电动机（4）的沿相反方向经过的行程。

4.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述电动机方面的特征参量是电气的特征参量I。

5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，在电流I的曲线中探测符号转变。

6.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述电动机方面的特征参量是机械的特征参量n。

7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，在转速n的曲线中探测局部的最小值，该局部的最小值适逢所述制动电动机（4）的逆转的开始。

8.按权利要求6所述的方法，其特征在于，在转速n的梯度的曲线中探测符号转变。

9.控制仪，用于实施按权利要求1到8中任一项所述的方法。

10.机动车中的驻车制动器（1），具有按权利要求9所述的控制仪。