CN102639896A - 用于使车辆驻车制动器运行的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于使得车辆的、特别是机动车的处于叠加运行中工作的驻车制动器运行的方法，其中，驻车制动器的制动力可借助于两个不同的产生力的促动器（16、17、18）来提供，这些促动器在叠加运行时相互支持。本发明规定，产生力的、特别是产生压力的促动器（16、17）为了进行支持已在叠加之前就已被激活。

Description

用于使车辆驻车制动器运行的方法

本发明涉及一种用于使得车辆的、特别是机动车的处于叠加运行中工作的驻车制动器运行的方法，其中，可借助于两个不同的、产生力的促动器来提供驻车制动器的制动力，所述促动器在叠加运行时相互支持。

现有技术

已公开了这种类型的驻车制动器及其运行方法。为了将车辆固定在停止状态中，将驻车制动器夹紧。这种类型的、按照叠加运行方式工作的驻车制动器一方面为了产生制动力在一侧用一种机械的促动器加载，并且在另一侧用一种液压的促动器加载。这两个促动器按照份额对于盘式制动器的制动力、特别是夹紧力作出贡献。这两个促动器的力相加成合力。已公开的驻车制动器具有制动活塞，这个制动活塞由这两个促动器加载。为了固定所述驻车制动器，电动机械的促动器将制动活塞朝制动盘方向移动，其中，制动活塞通过所述移动从制动钳运动出一段距离，为了进行叠加，液压促动器的液压液还可对这个制动活塞施加作用。通过制动活塞借助于电动机械的促动器的移动，增大了在制动钳中的液压液的液压工作容积。通过容积的增大，使制动钳中的液压液的压力或者所属的制动回路中的压力得到降低，所述压力既通过来自存储器也从制动回路本身中的液压液的补充流动重新得到补偿。然而由于制动回路（管道、阀门、主制动缸、制动液的粘性等）中的流动阻力到出现新的压力平衡时需要最短的时间。由于这种情况可能会出现下述情形，即不能及时地提供用于压力支持的所需要的液压液容积。由于这些情况有可能出现下述情形，即由于这种原因，电动机械的促动器的驱动装置有可能没有必要地长时间在阻塞区域（Blockierbereich）中运行,这将导致所属的电气部件/电子元件的增加的负载。

本发明的公开内容

根据本发明用于使车辆的、特别是机动车的处于叠加运行中工作的驻车制动器运行的方法，在该方法中，驻车制动器的制动力可借助两个不同的、产生力的促动器来施加，这些促动器在叠加运行时相互支持，其中，产生力的、特别是产生压力的促动器为了进行支持已在叠加之前已被激活，以防止压力的下降，或者使得压力的下降得以减小。这样就不会出现前面提到的压力下降，或者不会出现强烈的压力下降，并且因此出现最佳的短的调节时间。通过激活上述促动器，所述液压介质立即补充流入到通过制动活塞的移动所引起的增大的容积中，也就是在时间上与制动活塞的运动一起发生。此外还改进了用于驱动另一促动器的载荷图，并且所要求的其余的电气的和电子的装置也更少了。

按照本发明的一种改进方案规定，将液压促动器用作为第一促动器。

优选地将电动机械的促动器用作另外的第二促动器。

用来实施所述支持的促动器优选地是液压促动器，也就是说，是借助于第二电动机械的促动器来完成对于驻车制动器的固定，其中，在这个过程中，第一促动器是附加的，它起支持作用，所述第一促动器设计为液压促动器。

有利的是，第一促动器的液压压力是由液压泵提供的，并且当达到第一促动器的第一驱动装置的可规定的加速运行点时实现液压泵的压力接通。当接通第一驱动装置之后，这个驱动装置因此加速，其中，由它驱动的液压泵在达到加速运行点时已经可以提供一种液压液压力。这个液压液压力促使液压液快速地流入到通过制动活塞的移动所产生的增大的容积之中。

本发明的一种改进方案规定，根据第二个对于第二促动器进行驱动的驱动装置的电压曲线和/或转速曲线来接通第一驱动装置。因此，根据第二个对于第二促动器进行驱动的驱动装置的状态来接通属于液压促动器的第一驱动装置。第二驱动装置优选地是一种电驱动装置，在接通时它具有所述的电压曲线和/或转速曲线。当达到电压曲线和/或转速曲线中的一定的运行点时，就接通第一驱动装置。

正如在涉及第二驱动装置的方面已提到的那样，这个驱动装置可设计为电驱动装置。关于第一驱动装置，也就是用来驱动所述液压的促动器的、特别是它的液压泵的驱动装置，也可优选地使用电驱动装置。

按照本发明的一种优选的实施形式规定，根据温度来确定位于激活和叠加之间的时间间隔。优选地可将已提到的液压促动器的液压液的温度和/或外部温度用作这一温度。这个温度直接对液压液的、特别是制动液的粘性产生作用，这会影响在所提到的制动活塞移动时液压液的补充流动的时间。在这方面现行的做法是：考虑在不同温度下的不同的粘度，其做法是将所述的时间间隔选择得长一点或者短一点。

此外，本发明还涉及一种控制器，该控制器包括一些用于执行前述方法而设计的装置。

这些附图借助于实施例对本发明进行说明，并且这些附图示出：

图1：处于叠加运行中工作的车辆驻车制动器的简图；

图2：根据图1的驻车制动器的截面图；

图3：根据图1和图2的驻车制动器运行时的不同参数的时间曲线图。

图1在简图中示出了一种未示出的机动车辆的驻车制动器1的一个区域。这个驻车制动器1具有制动钳2，制动活塞3纵向移动地在这个制动钳中被导向。这个制动活塞3在它的一侧面4上可借助于液压液5被施加载荷，其中，通过液压液5的压力施加一种力F_液压。此外，还有机械的力F_机械作用到制动活塞3的侧面4上，其中，所提到的这两个力F_液压和F_机械相互叠加，也就是一种叠加运行（Superpositionsbetrieb），并且一起将活塞向右移动，其中，在那里（在图1中未示出）设置有驻车制动器1的制动盘，给制动盘如此加载一种制动力F_N。在图1中示出，机械力F_机械可借助于电机械的促动器6产生，因为简图示出了一种蜗杆传动装置7。

图2通过示出结构特征而澄清了图1。纵向可移动地支承在制动钳2中的制动活塞3为罐形设计，其中，在罐内部8设置有已提到的蜗杆传动装置7的螺母9。这个螺母可纵向移动地但不能转动地设置在罐内部8中，并且拧紧到螺纹杆11上。这个螺纹杆11可借助于电驱动装置10使它转动。螺纹杆11和螺母9形成所述的蜗杆传动装置7。制动盘13的外周伸入到驻车制动器1的制动钳12中。当制动活塞3向右运动，也就是用它的外侧20顶住制动盘13时，这个制动盘1被制动。为了固定驻车制动器1，使电驱动装置10投入运行，由此使得螺纹杆11转动起来，并且因此螺母9顶住罐形的制动活塞3的罐底部15的内侧面14。因为罐底部15的这个内侧面14也由液压液5（制动液）加载，所以通过制动活塞3的移动就增大了液压工作室。这就要求尽快地补充流入液压液5。本发明的任务就是解决快速补入液流的问题。这一切都表明，驻车制动器1的制动力一方面由设计为液压促动器17的第一促动器16加载，其中，这个液压促动器17是由液压液/制动活塞-装置所形成的。另一方面设置第二促动器18，它设计为电动机械的促动器6。这个第二促动器包括蜗杆传动/制动活塞-装置。在前面没有特别地提到可能出现的制动摩擦片等部件，因为驻车制动器1的结构原则上已公开。为了保证液压液5的快速的补充流动，根据已提到的电驱动装置10的功能参数提早地激活设计为电驱动装置21的另一驱动装置。在这方面电驱动装置21是驻车制动器1的第一驱动装置，电驱动装置10是第二驱动装置。第一电驱动装置21驱动液压泵22，这个液压泵给液压液5提供压力。通过液压液的压力给制动活塞3加载，这样，就如所提到的那样，这个制动活塞朝制动盘13的方向移动。因此这两个促动器16和18在叠加运行状态中工作，也就是说，它们为提供制动力而贡献出份额。

图3的曲线图示出了前面所述的工作方式。该方法流程分成四个连续运行的时间阶段23、24、25和26。图3的曲线的横坐标表示时间t。当要固定驻车制动器1时，使电驱动装置10接通电压27。在图3中用附图标记27表示电压曲线。在时间点t₀进行接通，这样，在时间阶段23期间，所述电驱动装置10上的电压27跳跃式地增大，然后弧形式地汇入到时间阶段23中的最大电压台阶。在时间点t₀，电驱动装置10的电流以峰值式地增加，然后又很快地下降，并且在此时弧形地汇入到时间阶段23期间的工作电流水平。在接通点t₀后不久，电驱动装置10的电机转速29增长很快，然后到达时间阶段23内部的上部水平。此外，从图3中可以看到，从时间点t₀起，螺母9走过的行程30在时间阶段23的内部大致连续增升地越来越大。在图3中用31表示机械制动力F_机械的变化曲线。这个机械制动力在时间阶段23期间具有保持相同的水平，因为螺母9还没有到达制动活塞3。用33表示液压压力，也就是液压系统中的压力。这个液压系统具有液压液5。在时间阶段23期间，在此也有恒定的水平。曲线34表示第一电驱动装置21的转速要求的变化曲线，并且曲线35表示第一促动器16中的液压系统中的压力要求的变化曲线。

从图3可以看出，电动机械的促动器6的制动力31只有在第一时间阶段23和第二时间阶段24的结束之后在第三时间阶段25开始时才增升，也就是说，在此螺母9开始将制动活塞3压向制动盘13。还可以看出，已在第二时间阶段24中转速要求34关于第一电驱动装置31就已增升，并且在增升斜坡之后保持在提高的水平上。在转速要求34的增升斜坡结束时，在液压系统中的压力要求35斜坡式地增升，直到保持相同的水平。这个水平一直保持到第三时间阶段25结束时都不变。在第四时间阶段26中，实施已提到的叠加运行，也就是说，电动机械的促动器6的制动力31得到由液压系统所提供的制动力的支持。明显地可以看出，液压压力33在第四时间阶段26开始时强烈地增升，并且在时间阶段26结束时达到它的最高水平。在时间阶段26期间，电动机械的系统的制动力31也继续增升，并且在这个阶段结束时达到最高水平。在时间点t₁时断开这一系统，也就是说这两个驱动装置10和21停止运行，这样，液压压力33重新下降到原有的水平，并且电动机械的促动器6承担驻车制动器1的闭锁功能，这样，这个驻车制动器1足够牢固地保持夹紧。从前述可清楚地看到，已经在所述叠加之前就激活了用于支持所述促动器18的促动器16，为的是在液压系统中形成压降，或者在液压系统中减小压降，也就是说，通过由电动机械的促动器所引起的制动活塞3的移动而形成的液压工作空间的增大通过提早地激活所述液压促动器17而立即地注满液压液5，这样就可在驻车制动器1上很快地形成必要的夹紧力。

优选地为驻车制动器1规定一种调节-和/或控制方案，这个方案允许载荷最佳地（lastoptimierte）控制电气部件，其中，所述载荷最佳化允许使用小尺寸的电气部件。虽然根据本发明对于液压泵22的电驱动装置21提前进行控制，但是这对制动钳2的刚性评估—这种评估通常是要进行的—只会稍有影响。通过本发明，用于驻车制动器1的制动活塞3的调节时间最佳地短暂。此外，电驱动装置10和在必要时必须使用的电控制器的负载剖面可最小化。

优选地在第一时间阶段23和第二时间阶段24期间对电驱动装置10的电机转速进行计算，并且因此规定接通液压泵23的时间点。为了使电驱动装置21和/或液压泵22的噪声最小化，第一驱动装置21以尽可能小的转速运行。

优选地如此地进行所述支持、也就是在时间阶段26中的叠加，使得使用已在时间阶段25中求出的驻车制动器的制动钳2的钳的刚性（Zangensteifigkeit），为的是借助于行程控制来调节目标夹紧力（也请参见第5页、第0023段）。

特别地规定，在先导控制期间根据温度来提出压力要求。为此，优选地测量液压液5的、也就是制动液的温度。在根据本发明的压力控制中，也就是在尽可能快速地使得增大的液压工作空间得以注满时，例如可借助于对压力控制产生影响的特性曲线来考虑液压液5的温度。随着温度的下降，液压液5的补充流动放慢，这样必须对于根据本发明的压力控制进行相应的补偿。

也可以设定液压液5的温度为一种固定的数值，这样也可以由液压液5的恒定的粘度出发。因此，当借助于电动机械的促动器6来移动制动活塞3时，就产生预期的压降。通过根据本发明的压力控制来反作用于这种压降。特别是可省去用于压力传感器的费用。

也可以与外部温度相关联地设定制动液的、也就是液压液5的温度，并且相应地借助于根据本发明的压力控制来对这个预期的压降进行反作用。特别是可节省用于附加的压力传感器的成本。

对于单个的时间阶段23到26还要进行如下的论述。在时间阶段23有马达起动，也就是起动所述电驱动装置10。已经指出了来自图3中的接通电流峰值（Einschaltstrompeak）。同时电机转速29变化得很快，因为电机在加速。这从示出了电机转速的特性曲线29中可以看出。在时间阶段23中的电流28随着时间的延续迅速地下降期间对于电流28、电压27、和/或电机转速29进行分析，并且计算实际的电机常数（Motorkonstante）K_M和电机电阻R_M。这特别是可借助于叠代的估算方法来完成。在第二阶段中、也就是在时间阶段24中，进行无负载的电驱动装置10的运行，这样就出现了一种空载电流。在这种情况中，空载电流的高度是电驱动装置10的空载力矩的尺度。在阶段3中、也就是时间阶段25在驻车制动器1上形成力。借助于在前述的时间阶段23和/或24中求出的参数K_M、R_M和电驱动装置10的空载力矩以及电流28、电压27、电机转速29的实际数值，并且借助于机械的和电的电动机微分方程，可估算出电驱动装置10的实际的电动机转矩。当减速（传动机构、螺杆传动装置7的螺杆螺距（Spindelsteigung））和单个的结构部件的机械链（旋转→平移）的效率为已知时，就可由此估算出驻车制动器1的夹紧力。此外，在时间阶段25中也求出制动钳2的制动钳板的刚性。在这种情况中，对于相对于制动活塞3所走过的行程的制动力的增加进行计算。当达到所要求的、电动机械地调节的夹紧力F_机械时，则中间存储所述实际的电流28、所计算的增升（刚性）和实际的夹紧力。在第四阶段中、也就是在时间阶段26中，对于所述叠加进行调节。在此时，如此地调节所述电驱动装置10的电机电流，即在进一步的运行中使得所述叠加保持恒定。通过提供压力，所述制动钳2被卸载，电驱动装置10的输出力矩因此在很大程度上保持恒定，并且通过电驱动装置10的旋转来检测制动钳的进一步的扩展情况（旋转到平移的换算（umrechung））。与在时间阶段25中求出的夹钳刚度一起得出夹紧力：

F_{c 最终}＝η_机械·Fc_机械＋η_液压·F_液压

F_{c 最终}＝η_机械·Fc_机械＋η_液压·S_ch(j)·C_cal

F_{c 最终}：叠加后的夹紧力

η_机械：机械效率

η_液压：液压效率

Fc_机械：电动机械地提供的夹紧力

F液压：液压地提供的夹紧力

S_ch(j)：叠加期间的附加行程

C_cal：制动钳的刚度。

这个过程一直延续到走完制动活塞3的必须的行程。紧接着断开电动机械的促动器6和液压的促动器17。因此没有必要直接检测压力，并且也调节压力状态的精确度。

特别是当车辆停在斜坡（例如大于20%）上时可使用在此所介绍的方法。这个斜坡可借助于位置传感器检测到。特别是根据本发明可以防止在液压系统中出现低压。这种低压即使在低温时、也就是外部温度很冷时也不应出现。

从图3还可得到有关转速要求34和压力要求35的情况，即根据实际电压状况规定用于液压泵22的驱动装置21的接通时刻d_n、驱动装置21的起动升降度g_n以及驱动装置21的目标转速I_n。以类似的方式确定压力调节的接通时刻d_p、压力形成梯度g_p和目标压力I_p。

如果主要是通过制动活塞3的进给速度来确定驱动装置21的调节，则主要是通过液压系统中的压降来确定压力要求。关于进给速度，可在第一近似中设定一种电压相关性（Spannungsabhängigkeit）。当驱动装置10的速度已知时（例如借助于霍耳元件的测量），可将实际的进给速度用于计算必要的体积流量（Volumenstrom）。如上已述，压降除了流动速度以外还和温度有很大关系。关于压力要求可以采用下述策略：液压液5（制动液）的温度是已知的（温度传感器），因此可以估算粘度，并且使压力要求与所预期的流动特性（压降）相适配。当液压液5的温度为未知数时则假定，制动液总是很冷的，例如-20℃。对于这种情况压降是已知的，并且相应地调节压力要求。当制动液（液压液5）的温度为未知时，也可以采取如下措施：假设制动液的温度以一种规定的公差与外界温度相关。这样，所述外部温度就确定了所述压力要求的水平。

本发明的目的是：在尽可能小的泵转速和小的压力的情况下，能尽可能短地对于液压泵22进行致动（Ansteuerung），为的是使附加形成的噪声保持得尽可能地小。

Claims (10)

1. 用于使车辆的、特别是机动车的处于叠加运行中工作的驻车制动器运行的方法，其中，驻车制动器的制动力能借助于两个不同的、产生力的促动器来提供，这些促动器在叠加运行时相互支持，其特征在于，产生力的、特别是产生压力的促动器（16、17）为了进行支持已在叠加之前就被激活，以防止压力下降或者减小压降。

2. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于，使用液压的、或者气动的促动器（17）来用作其中的第一促动器（16）。

3. 按照前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，使用电动机械的促动器（6）用作另外的第二促动器（18）。

4. 按照前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，将液压的促动器（17）用作用于所述支持的促动器（16、17）。

5. 按照前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，第一促动器（16、17）的液压压力是由液压泵（22）提供的；当达到第一促动器（16）的第一驱动装置（21）的可规定的加速运行点时，液压泵（22）的压力实现接通。

6. 按照前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，根据第二个对于第二促动器（18）进行驱动的驱动装置（10）的电压曲线和/或转速曲线，使得第一驱动装置（21）得以接通。

7. 按照前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，使用电驱动装置作为驱动装置（10、21）。

8. 按照前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，根据温度来确定位于激活与叠加之间的时间间隔。

9. 按照前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，将液压促动器（17）的液压液（5）的温度和/或外部温度用作温度。

10. 控制器，包含用于执行按照前述权利要求中的任一项或者多项所述的方法的装置。

Images