CN106240548B - 用于对车辆中的驻车制动器进行操控的方法 - Google Patents

Abstract

在用于对车辆中的驻车制动器进行操控的方法中，为了调节制动衬片与制动盘之间的空隙而首先向电气的制动马达加载供电电压，随后在所述制动衬片与所述制动盘相接触之前又切断所述供电电压。

Description

用于对车辆中的驻车制动器进行操控的方法

技术领域

本发明涉及一种用于对车辆中的驻车制动器进行操纵的方法。

背景技术

车辆中的停车制动器或者驻车制动器为人所知，用所述停车制动器或者驻车制动器将车辆固定在停止状态中。在驻车制动器中所产生的夹紧力由电气的制动马达产生，所述电气的制动马达将制动活塞在轴向上朝制动盘的方向调节，所述制动活塞是制动衬片的支座。这样的驻车制动器例如在DE 103 61 042 B3中得到了描述。

一种相应的机电的驻车制动器也从DE 10 2011 078 900 A1中得到了公开。当前起作用的夹紧力按照该文献从所述电气的制动马达的马达电流和马达电压中来求得，所述马达电流和马达电压则在控制器的电气的开关电路中确定，所述控制器对电气的制动马达进行操控。

发明内容

按本发明的方法涉及具有电气的制动马达的车辆中的机电的驻车制动器，通过所述电气的制动马达能够产生将所述车辆固定在停止状态中的夹紧力。所述电气的制动马达的转子的旋转运动被转化为主轴的轴向的调节运动（Stellbewegung），通过所述主轴的轴向的调节运动将所述制动活塞在轴向上朝所述制动盘挤压，所述制动活塞是制动衬片的支座。

必要时所述驻车制动器设有附加制动装置，以便需要时作为所述机电的夹紧力的补充也能够提供附加夹紧力。所述附加制动装置尤其是车辆的液压的车辆制动器，所述液压的车辆制动器的液压压力作用到所述制动活塞上。

为所述制动马达分配了用于对所述驻车制动器的能够调节的组件进行操控、尤其是用于向所述制动马达加载供电电压和马达电流的调节器或者控制器。

借助于按本发明的方法，应该将所述制动活塞上的制动衬片与所述制动盘之间的空隙调节到所期望的降低了的额定值上，所述额定值小于所述制动活塞的原始位置与所述制动衬片在所述制动盘上的抵靠部之间的空车行程，并且必要时可能具有数值零，使得所述制动衬片直接抵靠在所述制动盘上并且产生至少很小的夹紧力。还应该在产生较高的标称-夹紧力之前将所述空隙调节到所述额定值上，用所述标称-夹紧力将所述车辆固定在停止状态中。所述空隙一直保持在所述额定值上，直至操纵所述制动马达，用于产生所期望的夹紧力、尤其是所述标称-夹紧力。

这种将所述空隙预调节到较小的、必要时可能为零的数值上的做法具有不同的优点，并且可以在不同的情况中加以实施。通过所述空隙的减小来降低用于形成标称-夹紧力的预备时间（Vorlaufzeit）。所述制动衬片处于所述制动盘的紧挨着的附近，从而直至形成直至达到所述标称-夹紧力水平的夹紧力之前不必经过空车行程或者只须经过较小的空车行程。相应地，所述夹紧力的形成在较短的时间内进行。这种处理方式例如在自动化地泊车时或者在滚动试验台上是有利的。

在按本发明的方法中，所述空隙的减小通过以下方式来进行：首先向所述电气的制动马达加载其常见的供电电压，从而运转所述制动马达并且将所述制动活塞朝所述制动盘的方向调节。但是，所述电压供应没有得到维持，更确切地说，在切断时刻切断所述电压供应，所述切断时刻尤其处于所述制动衬片与所述制动盘相接触的时刻之前。在切断所述供电电压之后，所述制动活塞在由所述制动马达的转子驱动的情况下通过惯性继续朝所述制动盘的方向运动，并且由此减小所述空隙。按照切断时刻，所述制动衬片仅仅靠近所述制动盘，但是没有到达所述制动盘处，或者所述制动衬片与所述制动盘相接触，但是以比所述标称-夹紧力小的力与其相接触。

有利的是，在进行所述切断之前所述供电电压已经达到其标称水平。

可考虑不同的可行方案来确定所述供电电压的切断时刻。按照有利的第一种实施方式，在固定地预先给定的时间间隔之后切断所述供电电压，相应恒定地预先给定所述切断时刻。优选如此选择所述恒定的切断时刻，使得在所述制动马达滑行之后在切断的状态中保持存在着空隙。

按照另一种有利的实施方式，只有在已经求得所述制动马达的马达常数之后才切断所述供电电压。从所述马达常数中可以求得在滑行的过程中所述制动活塞的所经过的行程。对于所述马达常数来说，在向所述制动马达加载供电电压的过程中求得当前的数值之前，假设一个原始数值，在该原始数值的基础上首先求得所述制动活塞的所经过的行程。在当前已经计算了所述马达常数之后，可以将这个得到改进的数值用于所述制动活塞的有待经过的数值。

按照另一种有利的实施方式，所述供电电压的切断时刻通过计算方式从所述制动马达的空车行程中确定。所述制动马达的空车行程以相加的方式由所述制动马达直至达到怠速转速之前所经过的启动行程、所述制动马达在怠速过程中所经过的怠速行程以及所述制动马达在惯性运转阶段或者滑行阶段中所经过的惯性运转行程所组成，在所述惯性运转阶段或者滑行的阶段中所述供电电压被切断。所述空车行程可以通过计算的方式来求得，其中所述切断时刻额外地取决于另外的马达方面的特征参量、尤其是取决于在所述惯性运转阶段中所述制动马达的通过感应引起的电压。

按照另一种有利的实施方式，如果在所述制动马达的惯性运转或者滑行时由于制动衬片与制动盘之间的接触而探测到夹紧力形成并且所述夹紧力超过阈值，则将所述制动马达制动。用这种处理方式应该确保，在制动衬片与制动盘之间出现接触的情况下在所述制动马达的停止状态之后所产生的夹紧力仅仅占据较小的、处于所述阈值之下的数值。所述较小的夹紧力例如允许在滚动试验台上运行或者在泊车过程中对所述车辆进行调度。

所述制动例如通过朝相反方向来操控所述制动马达这种方式来实施。此外，也可以通过使功率输出级（Leistungsendstufe）短路这种方式来实施所述制动，通过所述功率输出级来操控所述制动马达。

此外，作为所述制动马达的制动的附加方案或者替代方案，可以一直朝相反方向来操控所述制动马达，使得所述制动活塞又离开所述制动盘，以便调节所期望的空隙或者将所述夹紧力降低到阈值之下。

附图说明

其它优点和有利的实施方式可以从其它权利要求、附图说明和附图中获知。其中：

图1示出了用于车辆的机电的驻车制动器的剖面，对于该机电的驻车制动器来说可以通过电气的制动马达来产生夹紧力；

图2示出了具有在所述驻车制动器的拉紧过程中用于制动马达的供电电压、马达电流、马达转速和夹紧力的取决于时间的曲线的图表；

图3示出了具有在切断所述供电电压时的曲线变化的图表；

图4示出了具有在调节制动衬片与制动盘之间的空隙时的流程步骤的方框图，该方框图针对在固定地预先给定的时间间隔之后切断所述供电电压而示出；

图5示出了在替代的实施方式中用于对所述空隙进行调节的方框图，在该实施方式中只有在求得所述制动马达的马达常数之后才实施所述供电电压的切断；

图6示出了用于调节所述空隙的另一方框图，对于该方框图来说通过计算的方式从所述制动马达的空车行程中确定所述供电电压的切断时刻。

具体实施方式

在图1中示出了用于将车辆固定在停止状态中的机电的驻车制动器1。所述驻车制动器1包括具有钳子9的制动钳2，所述钳子搭接着制动盘10。作为执行机构，所述驻车制动器1具有作为制动马达3的直流电动马达，所述制动马达的转子轴旋转式地驱动主轴4，主轴螺母5以能够转动的方式被支承在所述主轴上。在所述主轴4旋转时，沿轴向调节所述主轴螺母5。该主轴螺母5在制动活塞6的内部运动，所述制动活塞是制动衬片7的支座，所述制动衬片被所述制动活塞6朝所述制动盘10挤压。另一个位置固定地保持在钳子9上的制动衬片8处于所述制动盘10的对置的一侧上。

在所述制动活塞6的内部，所述主轴螺母5在所述主轴4进行转动运动时可以在轴向上向前朝所述制动盘10的方向运动，或者在所述主轴4进行相反的转动运动时在轴向上向后运动，直至到达止挡部11处。为了产生夹紧力，所述主轴螺母5向所述制动活塞6的内部的端侧加载，由此将以能够轴向移动的方式在所述驻车制动器1中得到支承的制动活塞6利用所述制动衬片7朝所述制动盘10的所面对的端面挤压。

由调节器或者控制器12来操控所述制动马达3，所述调节器或者控制器是具有所述驻车制动器1的驻车制动系统的一部分。所述调节器或者控制器12作为输出提供供电电压U_S0，向所述电气的制动马达3加载所述供电电压。

所述驻车制动器如有必要可以由液压的车辆制动器来支持，使得所述夹紧力由电动的分量和液压的分量所组成。在进行液压的支持时，向所述制动活塞6的朝向制动马达的背面加载处于压力之下的液压流体。

在图2中示出了具有所述电气的制动马达的取决于时间地用于拉紧过程的电流曲线I_A、供电电压U_S0和马达角速度ω的曲线的图表。此外，在图2中绘入了由电气的制动马达产生的机电的夹紧力F_Kl以及在所述拉紧过程中由所述制动马达或者被所述制动马达加载的执行机构所经过的行程s。

在时刻t1开始所述拉紧过程，方法是：施加电压并且在电路闭合的情况下将所述制动马达置于电流下。开始阶段（I）从时刻t1一直持续到时刻t2。在时刻t2，所述供电电压U_S0和所述马达角速度ω已经达到其最大值。t2与t3之间的阶段代表着怠速阶段（阶段II），在该怠速阶段中所述电流I_A在最小水平上波动。自时刻t3起，紧接着是力形成阶段（阶段III），直至时刻t4，在所述力形成阶段中所述制动衬片抵靠在所述制动盘上并且用增加的夹紧力F_Kl朝所述制动盘被挤压。在时刻t4通过所述电路的断开来切断所述电气的制动马达，从而在进一步的进程中所述制动马达的角速度ω一直下降到零。

力增大点与在时刻t3的力形成的阶段重合。所述力形成或者所述夹紧力F_Kl的曲线例如可以根据所述制动马达的电流I_A的曲线来求得，其原则上具有与所述机电的夹紧力F_Kl相同的曲线。以在t2与t3之间的怠速阶段期间的较低的水平为出发点，所述电流曲线I_A在所述时刻t3开始陡峭地上升。所述电流的这种上升可以被探测到并且被考虑用于确定力增大点。不过，原则上所述力形成的曲线也可以从电压曲线或者转速曲线中或者从电流、电压及转速这些信号的任意的组合中确定。

在按照图3的图表中也示出了所述供电电压U_S0、所经过的行程s、马达角速度ω、马达电流I_A以及夹紧力F_Kl的取决于时间的曲线，但是所述供电电压U_S0仅仅一直维持到时刻t_Ansteuer，而后切断所述供电压U_S0。在这个时刻，所述供电电压U_S0已经达到其标称水平，所述马达转速处于怠速水平上。所述制动活塞上的制动衬片还与所述制动盘隔开，因而也还没有形成夹紧力F_Kl。

随着所述供电电压U_S0的切断，该供电电压又下降到数值零，同时所述电气的制动马达的转子轴由于惯性而继续运转，因而在角速度ω下降的同时所经过的行程s继续增大。随着所述制动衬片与所述制动盘之间的接触的实现，所述夹紧力F_Kl上升到一个比零大的数值。

用这种处理方式，应该在所述驻车制动器的真正的拉紧过程之前将所述空隙、也就是制动衬片与制动盘之间的间距调节到降低了的数值上，其中必要时可以将所述空隙一直降低到零。但是，在最后所提到的情况中，所产生的夹紧力F_Kl应该处于所述夹紧力-阈值之下。

可以以不同的方式确定所述供电电压U_S0的切断时刻t_Ansteuer。按照第一种实施变型方案，所述切断时刻t_Ansteuer是固定地预先给定的时刻。有利地如此选择这个时刻，使得首先所述供电电压U_S0和所述马达角速度ω已经达到其稳定的数值，但是随着所述供电电压U_S0的切断和所述制动马达的惯性运转或者滑行所述空隙在很大程度上或者完全被减小。按照所期望的空隙，所述制动马达可以在所述滑行结束之后或者在所述滑行的最后阶段中重新被操控并且用供电电压来加载，并且更确切地说要么朝所述制动盘的方向要么朝相反方向被操控。

在图4中示出了用于在所述驻车制动器中用固定地预先给定的切断时刻t_Ansteuer来调节所期望的空隙的方框图。在第一方框20中，首先在所述驻车制动器中开始拉紧过程，方法是：向所述电气的制动马达加载所述供电电压U_S0。在接下来的方法步骤21中已经达到了所述怠速转速。而后在下一个方法步骤22中在达到所述切断时刻t_Ansteuer之后切断所述供电电压U_S0，随后所述制动马达进入到滑行模式中。在所述方法步骤23中结束所述制动马达的滑行，所述主轴螺母与制动活塞和制动衬片一起停止。

随后连接有监控框24，该监控框鉴于在所述滑行之后在所述制动马达的停止状态中所期望的夹紧力F_Kl具有若干查询（步骤）。在所述查询框24中，首先在步骤25中查询，是否在所述制动马达的停止状态中形成了夹紧力F_Kl，这例如可以借助于所述马达电流来探测。如果不是这种情况，所述衬动衬片就与所述制动盘隔开，就存在着空隙。在这种情况中，跟随“否-分支”（“N”）推进到下一个方法步骤26，在该方法步骤中查询，是否期望夹紧力形成。如果这一点合乎实际，则跟随“是-分支”（“Y”）前进到所述方法步骤27，按照该方法步骤朝闭合方向短时间地操控所述制动马达，以便消除所述空隙并且使所述制动衬片与所述制动盘相抵靠，从而至少形成较小的夹紧力。在紧随此后的步骤28中，现在结束用于调节空隙的方法。

而如果所述步骤26中的查询表明，不期望夹紧力形成，则跟随所述“否-分支”直接为了结束对所述空隙的调节而前进到所述步骤28。

如果所述方法步骤25中的查询表明，是否在实际上已经形成了夹紧力，则跟随“是-分支”推进到步骤29并且在那里查询，是否也期望所述夹紧力形成。如果是这种情况，则跟随“是-分支”为了结束所述方法而推进到步骤28。否则则跟随“否-分支”前进到步骤30，在该步骤中短时间地朝用于断开的反方向来操控所述制动马达，使得所述制动衬片离开所述制动盘并且所述夹紧力又一直减小到零。此后按照步骤28来结束所述方法。

在一种实施变型方案中，没有固定地预先给定所述切断时刻t_Ansteuer，更确切地说，仅仅在已经在连续的方法中估计了所述制动马达的马达常数k_M之后才切断所述供电电压。在考虑到所述马达常数k_M的情况下，可以在滑行模式中-在切断所述供电电压U_S0的情况下-计算所述主轴螺母或者具有制动衬片的制动活塞的所经过的行程x(t)，所述主轴螺母由所述制动马达的滑行的转子轴来驱动：

在这方面，U_EMK表示在所述制动马达的滑行中通过感应引起的电压，s_SP代表螺距，该螺距被需要用于将主轴的旋转运动换算为所述主轴螺母的平移运动并且由此换算为所述制动活塞和制动衬片的平移运动，其中所述主轴由所述制动马达的转子轴来驱动。参数i_Getr综合了所有的变速级，所述变速级在所述制动马达的转子轴与所述主轴之间引起传动比。可以测量通过感应引起的电压U_EMK。

随着对在所述滑行模式中所经过的行程的了解，可以按需要主动地进行干预，方法是：例如通过对于操控逻辑电路的相应的开关来使所述制动马达加速或者将其制动。

在图5中示出了所属的方框图。与按照图4的方框图的区别仅仅在于方法步骤40到44，在这些方法步骤后面连接监控框24，该监控框与图4的监控框相同。

按照第一方法步骤40，首先通过所述供电电压U_S0的施加来开始所述驻车制动器的拉紧过程，直至在下一个步骤41中达到了怠速转速。随后在方法步骤42中查询，是否在连续的方法中已经计算了所述马达常数k_M。如果不是这种情况，则跟随“否-分支”又返回到所述方法42的开始并且所述查询以周期性的间隔重新进行。

而如果已经存在所述马达参数k_M，则跟随着“是-分支”推进到下一个步骤43，按照该步骤来切断所述供电电压U_S0并且将所述制动马达转换到所述滑行模式中。在步骤44中，所述制动马达停止。紧接着是所述监控框24，在该监控框中检查，是否形成了夹紧力并且是否期望夹紧力，随后必要时要么朝闭合方向要么朝断开方向短时间地操控所述马达。

在另一种实施变型方案中从空车行程x_Leerweg中确定所述供电电压U_S0的切断时刻t_Ansteuer，所述空车行程按照

x_Leerweg= x_Anlauf+ x_Leerlauf+ x_Auslauf

以相加的方式从分量x_Anlauf、x_Leerlauf和x_Auslauf中来计算。x_Anlauf在这方面表示所述主轴螺母或者所述制动活塞在施加所述供电电压之后直至达到所述马达的怠速转速之前所经过的行程。x_Leerlauf表示所述主轴螺母或者所述制动活塞在所述马达的怠速过程中所经过的行程，并且x_Auslauf表示所述主轴螺母或者所述制动活塞在切断所述供电电压U_S0之后在所述惯性运转阶段或者滑行阶段中所经过的行程。x_Anlauf、x_Leerlauf和x_Auslauf在考虑到在启动阶段期间所采样的马达电流I_A、马达方面的（motorisch）总电阻R_ges、在怠速阶段期间的怠速电流I₀以及在惯性运转阶段期间通过感应引起的电压U_EMK的情况下可以从以下公式中来求得：

。从中可以按照：

来精确地确定用于所期望的空隙的切断时刻t_Ansteuer，所期望的空隙表示具体情况的通过计算的方式来确定的空车行程x_Leerweg与实际的空车行程之间的差（其中，在t_{-Auslauf-Ende}中，Auslauf表示“惯性运转”， Ende表示“结束”；在t_{-Auslauf-Anfang}中，Anfang表示“开始”；在t_{-Leerlauf-Beginn}中，Beginn表示“开始”，Lerlauf表示“怠速”）。

所属的方框图在图6中示出。在第一方法步骤50中又开始所述驻车制动器的拉紧过程，直至在步骤51中达到了所述怠速转速。随后在步骤52中计算x_Anlauf、x_Leerlauf和x_Auslauf，从这些分量中可以求得所述切断时刻t_Ansteuer。在步骤53中，在切断时刻t_Ansteuer切断所述供电电压，在步骤54中所述主轴螺母或者所述制动活塞停止。

紧接着如在图4和5中的那样是查询框或者监控框24，该查询框或者监控框具有对所述夹紧力进行查询以及必要时朝关闭方向或者打开方向对所述制动马达进行操控的步骤。

Claims (12)

1.用于对车辆中的驻车制动器（1）进行操控的方法，所述驻车制动器具有机电的制动装置，该机电的制动装置具有电气的制动马达（3），所述制动马达将制动活塞（6）朝制动盘（10）的方向调节，其中为了减小所述制动活塞（6）上的制动衬片（7）与所述制动盘（10）之间的间距而在产生标称-夹紧力之前首先向所述电气的制动马达（3）加载供电电压（U_S0），并且随后在所述制动衬片（7）与所述制动盘（10）相接触之前切断所述供电电压（U_S0），从而降低用于形成标称-夹紧力的预备时间，并且其中在切断所述供电电压之后，所述制动衬片（7）继续朝所述制动盘（10）的方向运动，使得所述制动衬片（7）和所述制动盘（10）之间的间距进一步减小。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在固定地预先给定的时间间隔之后切断所述供电电压（U_S0）。

3.按权利要求1所述的方法，其特征在于，只有在求得所述制动马达（3）的马达常数（k_M）之后才切断所述供电电压（U_S0）。

4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，从所述制动马达（3）的马达常数（k_M）中求得在滑行过程中所述制动活塞（6）所经过的行程。

5.按权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，通过计算方式从所述制动马达的空车行程（x_Leerweg）中确定所述供电电压（U_S0）的切断时刻（t_Ansteuer）。

6.按权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，如果在所述制动马达（3）滑行时探测到夹紧力形成并且所述夹紧力超过阈值，则对所述制动马达（3）进行制动。

7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，所述制动通过朝相反方向操控所述制动马达（3）来进行。

8.按权利要求6所述的方法，其特征在于，所述制动通过所述制动马达（3）的功率输出级的短路来进行。

9.按权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在自动化的泊车过程之前或者期间调节所述制动活塞（6）上的制动衬片（7）与所述制动盘（10）之间的间距。

10.按权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述车辆在滚动试验台上运行之前或者过程中调节所述制动活塞（6）上的制动衬片（7）与所述制动盘（10）之间的间距。

11.用于实施按权利要求1至10中任一项所述的方法的调节器或者控制器。

12.车辆中的驻车制动器，具有机电的制动装置，该机电的制动装置具有电气的制动马达（3），所述电气的制动马达朝制动盘（10）的方向调节制动活塞（6）；并且具有按权利要求11所述的、用于实施按权利要求1至10中任一项所述的方法的调节器或者控制器（12）。

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