CN104828057B - 用于确定针对重新校验自动驻车制动器的触发条件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于确定针对重新校验自动驻车制动器的触发条件的方法，尤其一种用于确定针对在自动的驻车制动器（1）的松开过程期间在预先确定的时间点（t₀）上的重新校验的触发条件的方法，该自动的驻车制动器带有用于产生机电的制动力的制动马达（2）。本发明所要解决的技术问题是，提供一种方法，该方法明确地识别到了制动马达的无负荷的松开过程以及仅在需要时触发重新校验。为此，所述方法的特征在于，确定在预先确定的时间点（t₀）上的可以预期的马达电流（i（t₀））。

Description

用于确定针对重新校验自动驻车制动器的触发条件的方法

技术领域

本发明涉及一种用于确定针对重新校验的触发条件的方法、一种控制和/或调节器以及一种自动的驻车制动系统。

背景技术

一种用于重新校验机动车内的自动的驻车制动器的方法由DE 10 2011 004 763A1公知。当在驻车制动器松开过程期间出现故障时，那么进行重新校验。故障可以例如由车辆的车载电网内的电压扰动引起。当在尽管制动器还未被（充分地）打开且松开过程因此尚未结束的情况下驾驶员仍试图启动时，也可能出现故障。在故障的情况下，通常先是切断制动器马达。必要时要求液压的支持以及紧接着再次启动制动器马达，以便在开始自身的重新校验之前继续制动活塞的松开过程，直至由驻车制动器产生的夹紧力被减小且驻车制动器因此无负荷地在空转运行中工作。

除了上述的情形外，当自动的驻车制动器的松开过程无负荷地进行时，那么也开始重新校验。当马达电流直接在接通峰值之后下降到其空转水平时，则存在无负荷的松开过程。松开过程在这种情况下被中断，因为主轴螺母的位置不再能被可靠地确定。重新校验过程在松开过程中断之后分成两个步骤进行。先是制动摩擦层借助对制动马达的相应的操纵被移到制动片上。制动摩擦层在制动片上的贴靠通过马达电流的提升被探测到。紧接着将自动的驻车制动器以公知的方式打开。重新校验过程随之结束。在重新校验之后，自动的驻车制动器处在已打开的状态下且闭合过程可以手动地或自动地重新开始。

在无负荷的松开过程的情形下，公知的重新校验方法的缺陷在于，在接下来被称为预先确定的时间点的检查的时间点上，制动马达是否处在无负荷的状态下，为了执行检查而仅将一个在这个预先确定的时间点上存在的马达电流与假设的阈值相比较。在预先确定的时间之后在松开过程开始之后随即测量由制动马达接收的电流以及将其与阈值相比较。若所测得的电流在预先确定的时间点上处在阈值之下，那么以无负荷的松开为出发点以及启动重新校验。但在此未被考虑到的是，出现的电流变化由接通电流冲击和消力曲线的重合引起。消力曲线此外主要受到一个由驾驶员产生的液压的预压的影响。此外，马达的接通电流冲击的长度与多个参数相关，尤其与温度、马达的机械的时间常量以及电缆布设相关。因此例如可能由于制动马达的一个很大的时间常量以及一个很高的马达电压导致将马达电流接通峰值错误地解释为消力曲线，尽管存在没有消力的松开。为了即使在这样的情况下也能安全地识别到在预先确定的时间点上的无负荷的松开的状态，阈值必须被相应地调高，因此局部也会触发非必需的重新校验。

因此马达电流在重新接通制动马达之后的变化可以随着驻车制动系统的运行工况的不同而不同。迄今为止，驻车制动系统的运行工况在触发重新检验时都未被考虑到，因此经常出现非必需的重新校验。因此在现有技术中，所选择的阈值是在识别到驻车制动器的无负荷的松开状态和驻车制动器的重新校验过程的非必需的启动之间的一种折衷。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是，创造一种用于确定针对在无负荷的松开过程的情况下的重新校验过程的触发条件的方法，该方法识别到了制动马达的这种无负荷的松开过程以及仅在需要时实现重新校验的触发。

该技术问题通过独立权利要求的特征解决。本发明的扩展设计方案在从属权利要求中得出。

按本发明的一种方法用于确定针对在自动的驻车制动器的松开过程期间在预先确定的时间点上的重新校验的触发条件，自动的驻车制动器具有一个用于产生机电的制动力的制动马达。按照本发明，在该方法中，确定或预先计算出一个在预先确定的时间点中可以预期的马达电流。

本发明的一个特殊的优势在于，在自动的驻车制动器的松开过程期间决定重新校验的预先确定的时间点上，不使用马达电流的自由选择的折衷值作为阈值。更确切地说，在预先确定的时间点上出现的马达电流被重新预先计算作为针对每一个松开过程的触发条件。在这个计算中，考虑到了驻车制动器以及尤其是制动马达的当前的运行条件。以这种方式可以计算在无负荷的松开过程的情形下在预先确定的时间点上的理论上可以预期的电流。若在预先确定的时间点上实际所测得的马达电流处在所计算的电流的范围内，尤其包括一个安全阈值在内，那么由此可知，制动马达在这个时间点上处在无负荷的区域中以及可以启动重新校验。否则就不执行任何驻车制动系统的重新校验，因为由此可知，夹紧力尚未被减小。无负荷的松开的情形可以以这种方式被明确地识别到，因而假设执行的重新校验可以被排除。总体上可以通过计算无负荷的松开状态的在预先确定的时间点上的可以预期的电流，以有利的方式尽可能与车载电网的电压波动、由于制造公差造成的马达参数的波动以及与温度无关地确定针对重新校验的触发条件。

在预先确定的时间点中可以预期的马达电流有利地被用作针对驻车制动器的重新校验的触发条件。触发条件在此优选以在预先确定的时间点上可以预期的电流的形式被确定。为此要求计算松开过程的电流变化，计算优选在松开过程开始时借助运行条件进行。电流变化优选借助指数函数计算，用指数函数可以使松开过程以及由此引起的指数的电流下降近似。因此与在现有技术中不同的是，不使用自由选择的估值作为触发条件，而是触发条件借助马达参数根据情况以及被个性化地计算。因此不必再采取非必需的重新校验，因为这些重新校验通过按本发明的方法被完全排除。

特别有利的也是这样一种方法，在这种方法中，在预先确定的时间点中可以预期的马达电流借助在接通电流冲击开始时的最大电流、空转电流和时间常量来确定。尤其为了确定触发条件或触发阈值而有利地借助马达电阻、在接通时间点上测得的马达电压以及空转电压来确定在接通电流冲击开始时的最大的电流。通过使用马达参数、空转电流和在马达启动的时间点上所施加的电压，可以求出在预先确定的时间点上在无负荷的松开状况下存在的马达电流。

有利的而是，时间常量借助制动马达的，特别是转子或电枢的马达电阻、马达常量和惯性确定。借助制动马达的时间常量可以以有利的方式计算出触发条件，亦即在预先确定的时间内在无负荷的松开的情况下存在的电流。

为了确定驻车制动系统是否在预定的时间点上实际上处于无负荷的松开状态中以及因此应当发生重新校验，在预先确定的时间点中可以预期的马达电流被有利地与实际上在预先确定定的时间点中测得的马达电流相比较。若比较表明，所测得的马达电流在所计算的马达电流（触发条件）的范围内，那么由此可知，系统实际上处在无负荷的松开状态中，此时制动活塞的夹紧力完全被消除。

有利地将预先计算出的马达电流包括在预先确定的时间点上的安全阈值与实际上的马达电流相比较。当所测得的电流与所计算的电流略为不同时，以这种方式避免了在预先确定的时间点上的一个错误的决定。

与此相应的是，当在预先确定的时间点内测得的马达电流处在作为触发条件被计算的马达电流尤其包括安全阈值之上时，那么有利地不触发重新校验。若所测得的电流在预先确定的时间点上处在所计算的触发阈值之上时，那么由此可知，即，制动摩擦层还处在制动片上。

按本发明的方法在机动车内的一个调节或控制器内运行，调节或控制器可以是自动的驻车制动系统（APB）的组成部分。

附图说明

本发明的其它的特征和相宜之处由借助附图对实施例的说明得出。附图中：

图1是用于车辆的自动的驻车制动器的剖视图，带有用于产生固定车辆的夹紧力的电制动马达；

图2是用消力松开驻车制动器时的典型的电流变化的图表；

图3是在空间温度下在没有消力的情况下松开驻车制动器时的典型的电流变化的图表；并且

图4是在90℃的环境温度下在没有消力的情况下松开驻车制动器时典型的电流变化的图表。

具体实施方式

图1示出了一种用于车辆的机电的驻车制动器（自动的停车制动器）的剖视图，机电的驻车制动器可以借助一个在当前被构造成直流电动机的制动马达2施加一个用于固定车辆的夹紧力。制动马达2驱动一轴向被支承的主轴3，尤其是丝杠。在主轴3的背对制动马达2的一端上，主轴配设有主轴螺母4，主轴螺母贴靠在制动活塞的内部的正面上或背侧上。主轴螺母4在制动马达2的转动运动时以及在所引起的主轴3的转动运动时，被沿着轴向移动。主轴螺母4和制动活塞5被支承在制动钳6中，制动钳钳状地从上方作用制动片7。在制动片7的两侧布置着各一个制动摩擦层8、8´。

在自动的驻车制动器1的压紧过程的情形，制动马达2转动且及主轴螺母4接着沿轴向朝着制动活塞5和制动片7运动直至达到预先确定的最大的夹紧力。在自动的驻车制动器1的松开过程中，制动马达2朝着相反的方向转动，因此夹紧力被减小。除了自动的驻车制制动器1的机电的夹紧力外，也可以设液压的支持。在这种情形下，自动的驻车制动器1通过一个作用到制动活塞5的背侧上的流体压力被去负荷。与此相应的是，驻车制动器1的松开过程在这种情形下仅用很小的消力或完全不用消力地完成。制动马达2然后更快地达到了其无负荷的松开状态，在该松开状态中，自动的驻车制动器1的夹紧力被完全消除。

图2示出了在空间温度下以及所施加的约U = 12 V的电压下，用消力的松开过程的典型的马达电流变化的图表。用消力的松开过程在当前意味着，不存在或存在仅很少的对自动的驻车制动器1的液压支持，因而夹紧力至少大部分都机电地由自动的驻车制动器1产生以及因此必须在松开过程中被消除。

所示的马达电流变化可以在松开过程的本文开头所述的故障的情况下紧接在制动马达2的再次接通之后，以便将自动的驻车制动器1推进到夹紧力被完全消除的无负荷的状态中。如图表所示那样，马达电流在制动马达2接通之后陡然上升到负的接通马达电流峰值。基于为了松开过程而转换极性的制动马达2，马达电流在当前处在负的范围内。在这个示例性选出的时间点t = 80 ms上，图2所示的马达电流仍约为I = -5.2 A。

通被制动马达2接收的电流在进一步的变化中下降直至产生了空转电流I_L。在电流下降期间，施加到制动片7上的夹紧力逐渐变小，直至该夹紧力在制动马达2的空转状态下被完全消除且制动摩擦层8、8´因此不再与制动片7接触。

图3示出了另一张图表，其表示在不用消力来松开自动的驻车制动器1时典型的电流变化。在不用消力的松开过程中，这样存在对自动的驻车制动器1的液压的支持，即，不必主动消除夹紧力，因为这个夹紧力被液压地生成。在图3所示的示例性的电流变化中，松开过程以空间温度和约U = 12 V的运行电压为基础。

即使在所示的不用消力的松开时，电流变化也表明了接通电流峰值，但该接通电流峰值基于缺乏的消力相而较快地转化成制动马达2的空转相。因此所接收的马达电流在时间点t = 80 ms时仅还是约I= -0.8 A以及因此继续处在按图2的伴随消力的电流变化的电流值之下。

为了表明，制动马达2的接通电流冲击如何与消力曲线重叠以及运行条件如何影响制动马达2的电流变化，图4示出了在没有消力的松开过程期间电流变化的另一张图表，松开过程在环境温度为90℃和运行电压为U = 15 V时执行。t = 80 ms时的测量在此得出了马达电流约为I = -1.36 A。

因此表明，由高温引起了延迟的接通电流冲击，该接通电流冲击在时间点t = 80ms时导致了一个更高的电流值，该电流值与图3中的电流曲线不同的是处在空转电流I_L之上以及可以被解释为是驾驶员通过运行制动器的很高的预压。

因此，总体上表明，驻车制动系统的运行条件对松开过程的电流变化有影响。按照本发明，确定了在预定的时间点t₀上在无负荷的松开状态中可被预期的电流。被制动马达2接收的电流i（t）的曲线变化为此在松开过程开始时根据接通电流冲击和消力被确定。无负荷的松开过程的电流变化在此借助指数函数在使用下列公式的情况下接近：

在此，i（t）是在时间点t上计算的马达电流，I_Max是在接通电流冲击开始时的最大马达电流，τ是制动马达2的机械的时间常量以及I_L是在无负荷状态下出现的空转电流。在此，马达电流I_Max在接通电流冲击开始时被如下计算：

在此，U_Mot是在接通时间点内测得的制动马达2的电压，R_Mot是马达电阻以及I_L是空转电流，空转电流为了评估接通电流I_Max而必须被减去。机械的时间常量则借助马达电阻R_Mot、马达常量K_Mot以及制动马达电枢的惯性J被如下确定：

为了能够执行对电流变化i（t）的计算，首先必须确定马达电阻R_Mot、马达常量K_Mot和空转电流I_L。这些参数的确定由现有技术公知。因此马达常量K_Mot和马达电阻R_Mot由本身公知的由马达电压U、马达电流I和马达转速的当前的值构成的相互关系确定，它们优选在马达高速运转期间直接在制动马达2启动之后被决定。空转电流I_L在制动马达2的接通电流冲击之后的阶段内被确定，其中，制动马达2的转速是恒定不变的以及空转电流I_L仅由制动马达2的负荷或摩擦确定。

在松开过程期间被制动马达2接收的电流i（t）的变化借助接通峰值I_Max和消力的重叠或对它们的共同的考量来确定，消力由制动马达2的机械的时间常量τ来代表。马达电流i（t）的变化在此借助指数函数被再次调整或预先计算。

总体上为了预先计算在预先确定的时间点t₀上的电流而得出下列做法：确定马达参数R_Mot和K_Mot以及空转电流I_L。借助在制动马达2的启动时间点上测得的马达电压U_Mot可以接着计算在接通电流冲击开始时的电流I_Max。在确定这个电流时，对系统的第一级的假设的简化就足够了。制动马达2的感应率可以被忽略，因为测量时间要比能预期的时间常量τ大得多以及基于这样的事实，即，在很高温度下机械的时间常量τ要比电的时间常量大得多。借助指数函数确定了在预定的时间点t₀上能被预期的电流i，预定的时间点形成了用于求出无负荷的松开的时间点。为了计算电流i（t）变化，必须再次添加空转电流I_L。

在求出无负荷的松开的预先确定的时间点中，例如在t₀ = 80 ms时，将所计算的电流i（t₀）与在这个预先确定的时间点t₀上测得的电流I_mot相比较。为此，优选使用一个安全阈值，将该安全阈值与所计算的值相加或减去所计算的值。若比较表明，所测得的电流处在i（t₀）的水平上，那么可以以此为出发点，即，自动的驻车制动器1在预先确定的时间点t₀上处在无负荷的松开的状态中以及可以开始重新校验。反之，若在预先确定的时间点t₀上所测得的电流处在所计算的电流值i（t₀）之上，那么可以以此为出发点，即，制动摩擦层8、8´仍处在制动片7上以及夹紧力因此并未被减小。

因此，总体上表明，本发明个性化地根据驻车制动器1的运行条件来计算形式为在预先确定的时间点t₀上能被预期的电流i的触发条件。触发条件以这种方式尽可能与车载电网的电压波动、马达参数因制造公差引起的波动以及与温度无关。仅当重新校验真的是需要时，才会以这种方式开始重新校验。

所测得的电流与所计算的能被预期的电流i（t₀）的比较此外可以不仅在预先确定的时间点上，而且也能在一个或多个附加的下列的预定的时间点t₁、t₂，...等上进行。尤其可以在一个时间间隔之后例如在时间点t₁上进行所测得的电流的重新比较。

有待预期的电流变化的计算以及有待预期的电流在预先确定的时间点t₀上的比较优选在编程技术上在一个控制单元中被实施。在此，优选以前述方式评估通过合适的测量装置检测到的电流值、电压值和转速值。控制单元可以涉及自动的驻车制动系统1的一个独立的控制器或涉及行驶动态系统的一个现有的控制器，如ESP（电子稳定程序）或类似物。

此外要指出的是，本发明可以使用在不同类型的驻车制动系统中。按本发明的方法原则上可以使用在所有公知的自动的驻车制动器中，这些驻车制动器包括一个处在轮刹上的、机电的停车机构，以及这些驻车制动器具有在制动马达2上的电流和电压测量技术。

Claims (10)

1.用于确定针对在自动的驻车制动器（1）的松开过程期间在预先确定的时间点（t₀）上的重新校验的触发条件的方法，该自动的驻车制动器带有用于产生机电的制动力的制动马达（2），其特征在于，确定在预先确定的时间点（t₀）上预期的马达电流（i（t₀））。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在预先确定的时间点（t₀）上预期的马达电流（i（t₀））被用作针对驻车制动器（1）的重新校验的触发条件。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在预先确定的时间点（t₀）上预期的马达电流（i（t₀））借助在接通电流冲击开始时的最大的电流（I_Max）、空转电流（I_L）和制动马达（2）的机械的时间常量（τ）被确定。

4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，在接通电流冲击开始时的最大的电流（I_Max）借助马达电阻（R_Mot）、在接通时间点上测得的马达电压（U_Mot）以及空转电流（I_L）被确定。

5.按权利要求3所述的方法，其特征在于，时间常量（τ）借助马达电阻（R_Mot）、马达常量（K_Mot）和制动马达（2）的、特别是电枢的惯性（J）被确定。

6.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将在预先确定的时间点（t₀）上预期的马达电流（i（t₀））与在预先确定的时间点（t₀）上实际测得的马达电流相比较。

7.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将预期的马达电流（i（t₀））连同安全阈值在内在预先确定的时间点（t₀）上与实际的马达电流相比较。

8.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当在预先确定的时间点（t₀）上测得的马达电流处在预先确定的时间点（t₀）上预期的马达电流（i（t₀））的尤其连同安全阈值在内的水平之上时，不触发重新校验。

9.调节和/或控制器，用于执行按权利要求1至8任一项所述的方法。

10.在机动车中的自动的驻车制动器（1），带有按权利要求9所述的调节和/或控制器。