CN103635366A - 用于调整车辆中驻车制动器的方法、调节和/或控制器以及带有所述调节和/或控制器的驻车制动器 - Google Patents

用于调整车辆中驻车制动器的方法、调节和/或控制器以及带有所述调节和/或控制器的驻车制动器 Download PDF

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Abstract

在用于调整驻车制动器的方法中，所述驻车制动器包括机电制动装置，所述机电制动装置具有电制动马达用于产生夹紧力，为了确定所述夹紧力，所述电制动马达的马达常数作为马达阻抗的函数并且由测得的电流值求得。

Description

用于调整车辆中驻车制动器的方法、调节和/或控制器以及带有所述调节和/或控制器的驻车制动器
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的用于调整车辆中驻车制动器的方法。
背景技术
在DE 10 2006 052 810 A1中描述了一种用于评估机动车的驻车制动器中由电制动马达产生的夹紧力的方法。所述电制动马达沿轴向朝向制动盘对制动活塞进行加载，所述制动活塞是制动衬片的载体。为了确定所述夹紧力，测量制动马达的电流、供电电压以及马达转速，接着在考虑测量参量的情况下由微分方程组评估所述夹紧力，所述微分方程组描述了电马达的电特性和机械特性。为了测量马达转速，例如能够使用霍尔传感器，对所述马达转速的测量计入到对为求得夹紧力所需的马达常数的确定中。
发明内容
本发明的任务在于，通过简单的措施在不使用转速传感器的情况下确定机电制动装置的电制动马达中的马达特征参量，其中机电夹紧力取决于所述马达特征参量。
该任务按照本发明通过权利要求1的特征解决。从属权利要求给出了有利的改进方案。
按照本发明的方法例如能够应用在车辆中的机电驻车制动器中，所述驻车制动器具有电制动马达，通过所述电制动马达能够产生用于固定车辆的夹紧力。在此电制动马达的转子的旋转运动转换为主轴的轴向执行运动，通过所述主轴沿轴向朝向制动盘对制动活塞加载力，所述制动活塞是制动衬片的载体。
必要时所述驻车制动器配有附加制动装置，以根据需要且除了机电夹紧力还能够提供附加夹紧力。所述附加制动装置例如是车辆的液压车辆制动器，其液压压力作用于制动活塞上。
在按照本发明的方法中，电制动马达的用于确定实际夹紧力所需的马达常数作为马达阻抗的函数并且由测得的电流值求得。马达常数的值与温度有关并且在马达产品系列内会相对剧烈地波动，在已知所述马达常数时，能够通过实际的马达电流计算马达负载力矩并且由此基于变速比和效率计算夹紧力。因此能够在没有转速传感器的情况下求得实际作用的夹紧力。作为测量参量，只需确定电制动马达中的电流和电压。
所述马达常数取决于马达阻抗，所述马达阻抗按照有利的技术方案由施加的运行电压与马达停止时的最大电流的比来确定。所述马达停止时的最大电流本身作为测得的第一和第二电流值的函数得以求得，其中有利地附加考虑空转电流。在此有利的是，所述第二电流测量值的时刻两倍于第一电流测量值的时刻，其中所述电流测量的时刻是电流流动的开端。使第一电流测量时刻与第二电流测量时刻之间的时间间隔增一倍对于求得所述马达停止时的最大电流而言具有以下优点，即相当简单地给出用于求得所述最大电流的关系。但是原则上也能够选择针对电流的测量时刻，其以电流开始流动为基准处于不同于因子2的另一相互间的比例中。
马达常数作为马达阻抗的函数被求得，其中附加地考虑制动马达的转子或者说电枢的惯性矩、空转电流、已经求得的第一电流测量值以及附加的第三电流测量值。在以固定的时间间隔紧随第一电流测量值的时刻之后的时刻量取第三电流测量值。所述固定的时间间隔以有利的方式小于制动马达的电时间常数并且尤其紧位于第一测量时刻之后。必要时还使第三电流值的测量时刻位于第二电流值测量时刻之前，所述第二电流测量值为了求得马达停止时的最大电流以计算马达阻抗是必需的。
按照本发明的方法在车辆中的调节和/或控制器中运行，所述调节和/或控制器以有利的方式是驻车制动系统的组成部分。
附图说明
其他优点和有利的技术方案由其他权利要求、附图说明和附图给出。其中：
图1示出用于车辆的机电驻车制动器的剖面图，其中通过电制动马达产生夹紧力，
图2示出在驻车制动器的挤压过程中电流、电压和马达转速关于时间的曲线图。
具体实施方式
在图1中示出用于将车辆固定在静止状态的机电驻车制动器1。驻车制动器1包括具有钳9的制动鞍2，所述钳搭接制动盘10。作为执行环节，驻车制动器1具有作为制动马达3的电马达，其旋转地驱动主轴4，在所述主轴上可旋转地支承着设计成主轴螺母的主轴构件5。在主轴4旋转时，主轴构件5轴向移动。主轴构件5在制动活塞6内部运动，所述制动活塞是制动衬片7的载体，所述制动衬片由制动活塞6朝向制动盘10挤压。在制动盘10的对置的侧面上存在有另一制动衬片8，所述制动衬片位置固定地保持在钳9上。
在制动活塞6内部，主轴构件5能够在主轴4旋转运动时沿轴向向前朝向制动盘10运动或者说在主轴4反向旋转运动时沿轴向向后运动直到到达止挡11。为了形成夹紧力，主轴构件5对制动活塞6的内端侧进行加载，由此将带有制动衬片7的、在驻车制动器1中可轴向移动地支承的制动活塞6压向制动盘10的所面对的端面。
所述驻车制动器能够在需要时由液压的车辆制动器来支持，从而由电马达的部分和液压的部分组成夹紧力。在液压支持的情况下，以处于压力下的液压流体对制动活塞6的面对制动马达的背面进行加载。
在图2中示出挤压过程中电制动马达关于时间的电流曲线I、电压U和转速曲线n的示图。此外在图2中标出了由电制动马达产生的机电夹紧力FKI以及在挤压过程中由制动马达或者说由制动马达加载的执行环节所经过的行程s。
在时刻t1，开始挤压过程，其方式是施加电压并且使制动马达在电流回路闭合时通电流。启动阶段（阶段I）从时刻t1一直持续到时刻t2。在时刻t2，电压U和马达转速n达到其最大值。t2与t3之间的阶段是空转阶段（阶段II），在所述阶段中电流I在最低水平上流动。紧接着从时刻t3起直到时刻t4为力形成阶段（阶段III），在所述阶段中制动衬片贴靠在制动盘上并且随着夹紧力FKI的增大朝制动盘挤压。在时刻t4，通过断开电流回路实现切断电制动马达，从而在接下来的过程中使得制动马达的转速n一直下降到零。
在时刻t3，力升高点与力形成的阶段重合。夹紧力FKI的力形成或者说曲线例如能够借助于制动马达的电流I的曲线求得，其原则上具有与机电夹紧力相同的曲线。从在t2与t3之间的空转阶段期间的低水平开始，电流曲线在时刻t3开始时陡然升高。电流的所述升高能够被检测到并且用于确定力升高点。但是原则上也能够由电压曲线或转速曲线或者说由信号电流、电压和转速的任意组合确定力形成的曲线。
为了在不使用转速传感器的情况下确定夹紧力FKI，作为马达的特征参量需要马达常数KM以及马达阻抗RM，它们由电制动马达的电压和电流的曲线确定。电流在接通制动马达时仅由于电枢感应迟缓地剧烈升高并且随后由于开始的旋转又显著更缓慢地下降。在下降分支中电流曲线基本上由马达的机械时间常数确定，所述时间常数受电枢的惯性J、马达常数KM和马达阻抗RM影响。
为了确定马达阻抗RM，在电流至少接近达到其稳态振动的时刻测量制动马达停止状态时（电枢锁止时）的电流值。为此在超过接通电流峰值之后的下降分支中在两个时刻t1,m和t2,m测量电流并且由此计算理论最大电流Imax，所述理论最大电流在制动马达停止时流动。在考虑空转电流IL的情况下，其中所述空转电流在接通电流冲击之后的阶段中得以确定，在所述阶段中转速恒定并且空转电流仅由负载或者说马达的摩擦来确定，则最大电流Imax按照下述关系式计算：
Figure 2012800337029100002DEST_PATH_IMAGE002
，
其中I1、I2表示在时刻t1,m或者说t2,m测得的电流值。
所述时刻t1,m和t2,m涉及到电流流动的开始。与时刻t1,m相比，时刻t2处于电流开始流动之后两倍远处。
在考虑附加测得的马达电压或者说运行电压UB的情况下能够按照
Figure 2012800337029100002DEST_PATH_IMAGE004
，
由马达电压或者说运行电压UB与理论最大电流Imax的比计算马达阻抗RM。
在求得马达阻抗RM后，在考虑测量时刻t1,m的测量值I1和测量时刻t3,m的另一第三电流值I3的情况下能够确定马达常数KM：
Figure 2012800337029100002DEST_PATH_IMAGE006
，
其中对于马达常数KM而言，除了马达阻抗RM以外还附加地考虑制动马达的电枢的惯性矩J。
测量时刻t3,m在第一测量时刻t1,m之后错开时间间隔Δt。有利的是，所述时刻间隔Δt要小，其尤其要小于制动马达的电时间常数T。必要时测量时刻t3,m还位于测量时刻t2,m之前，在所述时刻确定第二电流值，所述第二电流值对于求得在马达停止时的理论最大电流是必需的。但是原则上也能够使时间间隔Δt如此大，即使得测量时刻t3,m位于测量时刻t2,m之后。
通过前述方法能够在机电驻车制动器的每个挤压过程之前实际确定马达常数。无需转速传感器。因此，以足够的精度确定了马达常数KM值，其由生产决定并且经由制动马达的运行老化和温度有显著偏差。在考虑马达常数KM的情况下能够在已知实际作用的电流时求得电制动马达中实际作用的马达负载力矩。由所述马达负载力矩能够确定夹紧力FKI。

Claims (10)

1. 用于调整驻车制动器（1）的方法，所述驻车制动器包括机电制动装置，所述机电制动装置具有电制动马达（3）用于产生机电夹紧力（FKI），其特征在于，为了确定所述夹紧力（FKI），所述电制动马达（3）的马达常数（KM）作为马达阻抗（RM）的函数并且由测得的电流值（I1、I2、I3）来求得。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，由施加的运行电压（UB）与马达停止时的最大电流（Imax）的比来确定所述马达阻抗（RM）：
Figure 2012800337029100001DEST_PATH_IMAGE002
。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，求得所述马达停止时的最大电流（Imax）作为测得的电流值（I1、I2）的函数。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，由关系式
Figure 2012800337029100001DEST_PATH_IMAGE004
求得所述马达停止时的最大电流（Imax），其中
IL表示空转电流，
I1、I2表示在时刻t1,m以及t2,m测得的电流值。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述时刻t1,m以及t2,m涉及电流流动的开始并且与时刻t1,m相比所述时刻t2,m位于电流开始流动之后两倍远处。
6. 如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，由关系式
Figure 2012800337029100001DEST_PATH_IMAGE006
求得所述马达常数（KM），其中
J表示制动马达的电枢的惯性矩，
I3表示在时刻t3,m=t1,m+Δt测得的电流值，
Δt表示紧接t1,m之后的时间间隔。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述时间间隔Δt小于所述制动马达的电时间常数（T）。
8. 如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述时刻t3,m位于时刻t2,m之前。
9. 调节和/或控制器，用于执行如权利要求1至8中任一项所述的方法。
10. 车辆中的驻车制动器，具有如权利要求9所述的调节和/或控制器。
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