CN104828059A - 用于提供通过自动驻车制动器产生的夹紧力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于提供通过自动驻车制动器（1）产生的夹紧力的方法，其中该夹紧力通过作用于制动盘（7）上的制动活塞（5）和制动马达（2）产生。本发明的目的是，提供一种方法，它在由于制动盘温度变化产生夹紧力损失时也保证自动驻车制动器的可靠功能，并且它还使自动的驻车制动器部件负荷最小化。为此，在自动的驻车制动器（1）结束夹紧过程以后并且根据制动马达（2）的控制反应执行再夹紧过程。

Description

用于提供通过自动驻车制动器产生的夹紧力的方法

技术领域

本发明涉及一种用于提供通过自动驻车制动器产生的夹紧力的方法，一种控制或调节器和一种自动驻车制动器。

背景技术

由DE 10 2011 005 842 A1已知一个在机动车中使用的自动的驻车制动器，它为了固定静止的机动车可以施加夹紧力在制动盘上。在此夹紧力通过螺母和制动活塞产生，它们通过制动马达移动并且使制动盘在夹紧过程期间夹紧在两个制动层之间。在此制动活塞附加地可以通过液压的制动液体加载，这通过正常的机动车制动器（常用制动器）实现。由于在行驶期间执行的夹紧过程可能出现制动盘发热或过热。由此在利用固定制动器固定静止的机动车时产生问题，由于增加的温度改变制动盘的摩擦系数和膨胀。如果制动盘在自动的驻车制动器的夹紧过程以后冷却，因此可能出现自动驻车制动器的夹紧力损失。因此一般在夹紧过程以后一段时间开始再夹紧过程，它根据制动盘温度的信息计算并执行。

如果求得的制动盘温度超过一确定的值，当制动盘在一段时间后冷却的时候，引起自动的驻车制动器不被忽略的夹紧力损失。因此执行再夹紧过程，它要补偿夹紧力损失。而当制动盘温度低于给定的温度值，则不执行再夹紧过程，因为没有对功能的不利影响。

常见的用于提供足够的夹紧力的方法的缺陷是，越来越多的机动车生产者放弃使用关于制动盘温度的信息，因为这些信息含有很大误差并因此关于充分的再夹紧过程是不可靠的。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种方法，它在由于制动盘温度变化产生夹紧力损失时也保证自动驻车制动器的可靠功能，并且它还使自动的驻车制动器部件负荷最小化。

这个目的通过独立权利要求的特征实现。本发明的改进方案在从属权利要求中给出。

按照本发明的方法用于提供通过自动驻车制动器产生的夹紧力，其中该夹紧力通过作用于制动盘上的制动活塞和制动马达产生，并且其中，在自动的驻车制动器结束夹紧过程以后根据制动马达的控制反应执行再夹紧过程。与关于制动盘温度的信息无关地有利地执行再夹紧过程。

本发明的特殊优点在于，根据制动马达对于控制过程的反应执行本方法。因为可以非常准确地测量制动马达对结束夹紧过程以后重新执行的控制的反应，因此可以没有大的不安全系数和误差地执行本方法。此外观察制动马达的控制反应能够更准确地决定（判断），是否必须进行再夹紧过程。因为在按照本发明的方法中不是制动盘温度、而是马达反应形成再夹紧策略的基础，因此还可以以微小的部件负荷执行本方法。总之，因此按照本发明的方法负责特别可靠地提供足够的夹紧力，而且也在夹紧过程以后由于制动盘温度变化产生夹紧力损失的情况下。

有利地利用控制制动马达引起的马达旋转（圈数）评价制动马达的控制反应。通过观察在控制期间的马达旋转可以通过简单的方式和方法检测马达反应。然后这个反应可以作为判断的基础，是否必须执行再夹紧过程。制动马达的马达旋转最好利用脉冲计数、尤其利用多极轮结合霍尔传感器确定。备选地也可以检测制动马达的电阻，用于评价制动马达的控制反应并且以此为基础采取关于可能必需的再夹紧过程的决定。

一种方法也是特别有利的，其中，在低于制动马达的给定（阈值）马达旋转时在开始控制过程以后的预先确定的时间间隔以内不执行再夹紧过程。因此低于给定的马达旋转可以作为指示评价，即没有出现由于制动盘温度变化引起的显著的夹紧力损失，并因此无需再夹紧过程。如果制动马达的马达旋转在确定的时间间隔以后超过给定的阈值马达旋转，也可以相应简单地推断再夹紧过程的必要性。在这种情况下可以推断显著的、要补偿的夹紧力损失。因此接着有利地执行再夹紧过程，或者要求液压支持，用于支持固定制动器（驻车制动器）。

在本发明的另一实施例中，有利地在低于或者超过制动马达的给定的马达旋转时在预先确定的时间间隔以内附加地考虑制动马达的马达功率且尤其是最大可输出的马达转矩或者由此产生的最大夹紧力。通过这种方式也引用对于判断的其它判据，是否要进行再夹紧过程，并且在肯定的情况下判断，是否要以固定制动器的液压支持进行这个夹紧过程。在此只有当制动马达的最大可输出的输出扭矩足以达到所需的目标夹紧力时，才执行固定制动器的再夹紧过程。如果不是这种情况，可以要求液压支持制动器。

相应地在低于制动马达的给定的马达旋转的情况下在预先确定的时间间隔以内将制动马达的最大可输出的马达转矩或者与此相关的最大可产生的夹紧力与要求的或一确定的输出扭矩比较，并且在不足够的可输出的的马达转矩的情况下要求液压支持。对于在预先确定的时间间隔以内超过制动马达的给定的马达旋转的情况下，将制动马达的最大可输出的马达转矩与要求的或一确定的输出扭矩比较，并且在不足够的可输出的马达转矩的情况下也要求液压支持。

有利地在预先确定的时间间隔以内在低于制动马达的给定的马达旋转的情况下，将最大可输出的马达转矩或者与此相关最大可产生的夹紧力与要求的或一确定的（目标）输出扭矩比较，并且在足够的可输出的马达转矩的情况下不要求液压支持。通过这种方式可以保证，低于给定的马达旋转不会归因于具有不足够的夹紧力转矩的弱的马达，而是夹紧力损失事实上不显著。

按照本发明的方法在机动车的一种调节或控制器里面运行，它可以是固定制动器的组成部分。

附图说明

本发明其它特征和适宜性由借助于附图的实施例描述给出。附图示出：

图1  用于机动车的常见的自动的驻车制动器的剖面图，具有用于产生固定机动车的夹紧力的电制动马达；

图2  按照本发明实施例的用于提供通过自动的驻车制动器产生的且固定机动车的夹紧力的方法流程图；

图3  按照本发明另一实施例的用于提供通过自动的驻车制动器产生的且固定机动车的夹紧力的另一方法的流程图。

具体实施方式

图1示出已知的用于机动车的自动的（自动化的）驻车制动器（固定制动器）1的剖面图，它利用制动马达2可以施加用于固定机动车的夹紧力。制动马达2在此由电动机构成，它驱动轴向支承的主轴3、尤其螺杆。在其背离制动马达2的端部上主轴3配有主轴螺母4，它顶靠在制动活塞5的内部端面或者背面上。主轴3、主轴螺母4和制动活塞5支承在制动钳6里面，它钳式地卡住制动盘7。向着制动盘7两侧分别设置制动层8, 8’。

在固定制动器1夹紧过程情况下，主轴螺母4在轴向上向着制动活塞5和制动盘7运动，直到达到给定的目标夹紧力。附加地对于机电的夹紧力可以设置通过液压流体的制动活塞5背面的加载，它用于使自动驻车制动器卸载和/或用于在机动车正常的行驶运行中的制动过程（常用（脚）制动器）。

图2示出用于提供通过自动驻车制动器产生的且固定机动车的夹紧力的方法流程图。该方法负责以微小的部件负荷的再夹紧策略，它保证也在夹紧力损失的情况下可靠地固定机动车。此外这种夹紧力损失也可能由于在制动马达2与主轴3之间的、尤其在减速级中的内部夹紧引起，由此制动马达2在夹紧过程以后又略微倒转，并由此引起制动马达2的输出扭矩的降低（“传动松懈”）。这种夹紧力损失也适于通过按照本发明的方法补偿。

为了决定，是否在夹紧过程以后出现不可忽略的夹紧力损失，在步骤S1在结束夹紧过程以后的一定时间间隔（约3至5分钟）以后在步骤S2中进行控制制动马达2。即，通过输入电流使制动马达2这样置于旋转运动，使主轴螺母4轴向与制动活塞5在制动盘7方向上位移。在此已经主要涉及再夹紧过程，它至少要补偿“传动松懈”。

接着在下一步骤S3中，测量在给定的时间间隔例如20ms中自马达控制开始进行的马达旋转。在此最好利用脉冲数检测马达旋转，例如利用制动马达2上的多极轮结合霍尔传感器计数脉冲。多极轮例如是每圈具有16个交替磁场的极轮，它们能够借助于（霍尔）传感器测量制动马达2的角速度。

在另一步骤S4中将在预先确定的时间间隔中测得的脉冲数与给定的马达旋转（转数）的阈值进行比较，其中该阈值最好同样是确定的脉冲数。如果在步骤S4中比较得出，在预先确定的时间间隔中测得的脉冲数小于给定的（阈值）马达旋转，则在步骤S5中结束再夹紧过程或者结束制动马达2的控制，因为由于微少的测得的脉冲数可以推断微小的夹紧力损失。

而如果在步骤S4中比较得出，在给定的时间间隔中测得的脉冲数大于给定的最少马达旋转，则在步骤S6中继续再夹紧过程或者控制制动马达2，通过开始再夹紧过程并且尤其对于自动的驻车制动器1要求液压支持，因为由于大的测得脉冲数可以推断显著的夹紧力损失。通过液压的支持使制动马达2继续卸载并且不再需要另一再夹紧过程。在此液压支持最好由通过ESP提供的流体压力产生。通过液压的支持制动马达2可以以微小的转矩旋转。如果在开始液压支持以后前进例如0.15mm的确定的再夹紧行程，则结束制动马达2的液压支持和其控制并且结束再夹紧过程。

总之，因此按照本发明的方法实现经济的且有效的评价，是否需要再夹紧过程。对此代替温度信息，检测并评价制动马达2对控制过程的反应。具体地在此借助于脉冲数检测制动马达2的旋转（数），它给出在夹紧过程以后所实现的夹紧力损失的信息。随时间变化的制动马达2的电阻备选地也可以给出制动力损失的信息。

在本发明的另一实施例中有利地对于制动马达2的马达旋转，附加地确定马达功率，并且根据这个马达功率可以开始可能的再夹紧过程。在图3中示出相应的方法的流程图。

为了可以确定实际的马达功率，在本发明的这个实施例中考虑自动的驻车制动器1的最终应用、尤其是最终夹紧过程的马达参数。即在每次夹紧过程时获得重要的马达参数、如马达常数k和马达电阻R（包括导线电阻）。因为在夹紧过程以后的约3至5分钟以内并因此相对时间接近地进行再夹紧过程，由此出发，在这个时间间隔内马达参数基本不会有变化。但是如果马达参数变化，则明显源于制动马达2的输出转矩的增加，因为自动的驻车制动器1的部件冷却。

制动马达2的止锁转矩可以通过下面的等式描述：

M_B=k·I-M_L

其中，k是马达常数，I是制动马达2的电流消耗，M_L是空载转矩。空载转矩M_L减小总转矩，因为它必需用于克服制动马达2的内部摩擦并因此使制动马达在对外无负荷的状态中运行。但是在上面的等式中未知在控制以后的制动马达2的电流消耗。因此借助于欧姆定律和实际测得的车载电压以及由最终应用已知的马达电阻通过I_max=U/R推测电流。然后制动马达2的最大输出转矩M_{B_max}可以如下公式化：

M_{B_max}= k·I_max-M_L

由此能够如下计算自动的驻车制动器1在制动盘7上最大可产生的机械夹紧力：

在此M_{B_max}是制动马达2的最大输出转矩，η_total是自动的驻车制动器1的总效率，r_Spindel是主轴半径，ü_total是自动的驻车制动器1的总减速比。因此借助于已知的马达参数能够计算通过制动马达2最大可产生的夹紧力。

在按照图3的本发明另一实施例中利用这个信息，用于更加准确地产生关于再夹紧过程的必要性和形式的决定。为此在第一步骤S1中在固定过程结束以后的一个确定的时间间隔以后首先又开始控制制动制动马达2。

如同在按照图2的第一实施例中一样，借助于脉冲数确定马达旋转（未示出）。接着在步骤S2中确定，现有的夹紧力是否超过最大可给出的制动马达2的夹紧力F_{Klemm_max}。为此在本方法过程中仍然按照图2的步骤S3进行在确定的时间间隔中测得的脉冲数与给定的脉冲数阈值（给定的马达旋转阈值）的比较。如果测得的脉冲数大于给定的最小马达旋转，则现有的（真实）夹紧力小于最大可给出的制动马达2的夹紧力F_{Klemm_max}，并且在步骤S3继续本方法。而如果脉冲数不超过给定的最小马达旋转，则现有的夹紧力大于最大可给出的制动马达2的夹紧力F_{Klemm_max}并且在步骤S8继续本方法。

如果在控制后产生相应的马达旋转，在步骤S3中确认提供附加电动夹紧力的可能性。在接着的步骤S4中进行询问，最大可给出的制动马达2的夹紧力F_{Klemm_max}是否大于用于可靠地再夹紧自动的驻车制动器1所需的目标夹紧力。因此在这个步骤中决定，是否只制动马达2就可以施加所需的转矩，或者是否必须要求液压支持。如果最大可给出的夹紧力F_{Klemm_max}不足够，则在步骤S5中要求液压支持。相反，如果最大可给出的夹紧力F_{Klemm_max}足够，则在步骤S6只利用制动马达2的夹紧力执行再夹紧过程。

如果脉冲数不超过而是低于给定的最小马达旋转，则现有的夹紧力如所述那样大于最大可给出的制动马达2的夹紧力F_{Klemm_max}并且在步骤S8继续本方法。在步骤S8中保证，缺少附加的夹紧力提供是否源于只有微小的可产生的夹紧力的“弱”制动马达2，或者制动马达2是否尽管足够“有力”，但是不存在显著的夹紧力损失，并因此脉冲数低于给定的（阈值）马达旋转。

为此在步骤S8中询问，最大可给出的制动马达2的夹紧力F_{Klemm_max}是否大于所需的目标夹紧力。如果最大可给出的制动马达2的夹紧力F_{Klemm_max}大于所需的目标夹紧力，则在步骤S9结束本方法。而如果最大可给出的制动马达2的夹紧力F_{Klemm_max}小于所需的目标夹紧力，则在步骤S5中要求液压支持，因为推断“弱的”制动马达2，其最大可给出的转矩已经不足以超过给定的马达旋转。

总之，通过附加地观察马达功率保证，在确定的时间间隔以内的微少的脉冲数事实上源于微小的夹紧力损失并且不源于削弱的马达。此外在超过给定的马达旋转的情况下检验，制动马达2本身是否可以提供所需的目标夹紧力，或者是否需要液压支持。

因此本方法对于自动的驻车制动器的部件是特别保护的，因为只有当事实上需要再夹紧过程，并且也只有当制动马达2的夹紧力事实上对此足够的时候，制动马达2才执行再夹紧过程。否则限制制动马达2的负荷，通过对于自动的驻车制动器1提供液压支持。

因此有利地通过按照本发明的方法，在没有那些关于制动盘温度信息下，可以仅仅利用观察制动马达2的控制反应并且必要时附加地观察最大可给出的马达功率可靠地进行判断，是否执行再夹紧过程，以及判断，制动马达2的夹紧力对此是否足够。总之，因此本发明保证高度可靠的固定制动功能，而同时使部件负荷最小化。

本发明可以与所有常见的自动的驻车制动器相结合地使用。在此例如可以是所谓的“马达上的卡钳式的”驻车制动器，它们已经结合图1描述过。另一方面本发明也可以在其它类型的自动的驻车制动器中使用，例如在这些“拉缆”类型中，其中马达-变速器单元绷紧机械的牵引绳缆。因此本发明可以通用地应用并且在不同类型的固定制动器中负责可靠且有针对性地提供夹紧力，而无需关于制动盘温度的信息。在此本发明可以以算法的形式在控制或调节器里面执行并因此无需任何附加的机械部件。

Claims (11)

1.一种用于提供通过自动驻车制动器（1）产生的夹紧力的方法，其中该夹紧力通过作用于制动盘（7）上的制动活塞（5）和制动马达（2）产生，其特征在于，在自动的驻车制动器（1）的结束的夹紧过程以后根据制动马达（2）的控制反应执行再夹紧过程。

2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用控制制动马达（2）引起的马达旋转评价制动马达（2）的控制反应。

3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在低于制动马达（2）的给定的马达旋转或电阻时-在开始控制过程以后的预先确定的时间间隔以内-不执行再夹紧过程。

4. 如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在超过制动马达（2）的给定的马达旋转时-在开始控制过程以后的预先确定的时间间隔以内-通过液压支持对于自动驻车制动器（1）导入再夹紧过程。

5. 如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，与关于制动盘温度的信息无关地执行再夹紧过程。

6. 如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，不仅在低于而且在超过制动马达（2）的给定的马达旋转时-在开始控制过程以后的预先确定的时间间隔以内-附加地考虑制动马达（2）的最大可输出的马达转矩（M_{B_max}）。

7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，在低于制动马达（2）的给定的马达旋转的情况下-在开始控制过程以后的预先确定的时间间隔以内-将制动马达（2）的最大可输出的马达转矩（M_{B_max}）与一确定的输出扭矩比较，并且在不足够的可输出的马达转矩（M_{B_max}）的情况下要求液压支持。

8. 如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，在预先确定的时间间隔以内在超过制动马达（2）的给定的马达旋转的情况下将制动马达（2）的最大可输出的马达转矩（M_{B_max}）与一确定的输出扭矩比较，并且在不足够的可输出的马达转矩（M_{B_max}）的情况下要求液压支持。

9. 如权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，在预先确定的时间间隔以内在低于制动马达（2）的给定的马达旋转的情况下将最大可输出的马达转矩（M_{B_max}）与一确定的输出扭矩比较，并且在足够的可输出的马达转矩（M_{B_max}）的情况下不要求液压支持。

10. 一种调节或控制器，用于执行如权利要求1至9中任一项所述的方法。

11. 在机动车中的自动驻车制动器（1），具有如权利要求10所述的调节或控制器。