CN107672579A - 用于对机电的制动装置进行功能检验的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对具有至少一个电动的制动马达的机电的制动装置进行功能检验的方法中，测量所述制动马达上的马达电流并且将所述马达电流与所计算的马达电流进行比较，其中在存在不允许的高的偏差的情况下产生故障信号。

Description

用于对机电的制动装置进行功能检验的方法

技术领域

本发明涉及一种用于对具有至少一个电动的制动马达的机电的制动装置进行功能检验的方法。

背景技术

从DE 103 61 042 B3中公开了一种车辆中的驻车制动器，用该驻车制动器能够在停止状态中产生将所述车辆固定住的夹紧力。所述驻车制动器包括电动的制动马达，所述电动的制动马达在轴向上朝制动盘的方向加载制动活塞，所述制动活塞是制动衬片的载体。

从DE 195 48 560 A1中公开了车辆的一种制动设备，该制动设备在车轮制动器上具有电动的制动马达，在操纵所述电动的制动马达时产生在停止状态中将所述车辆固定住的夹紧力。为了进行功能检验，在制动马达上实施制动过程并且检测通过所述制动马达流动的实际电流。如果所述实际电流没有达到电流额定值，就不释放所述驻车制动器。

发明内容

按本发明的方法能够用于对机电的制动装置进行功能检验，所述机电的制动装置具有至少一个电动的制动马达，通过所述电动的制动马达能够在车辆中产生制动力或者夹紧力。所述机电的制动装置比如用作车辆中的驻车制动器或者停车制动器，用于在停止状态中通过所产生的夹紧力来持久地将所述车辆固定住。如有可能，所述机电的制动装置也能够用作车辆制动器或者用于辅助液压的车辆制动器，以用于降低车速。

由所述电动的制动马达移位的制动活塞能够是车轮上的车轮制动机构的一部分，所述车轮制动机构属于液压的车辆制动器。所述制动活塞在这种实施方案中在正常的制动过程中由所述液压的制动流体的压力来加载，并且在将所述机电的制动装置用作驻车制动器时在停下车辆的期间由所述电动的制动马达来加载，以用于产生持久的夹紧力。

所述机电的制动装置包括至少一个用于产生制动力或者夹紧力的电动的制动马达。按照一种有利的实施方案，所述机电的制动装置具有两个电动的制动马达，所述电动的制动马达比如处于车辆的左后轮和右后轮上的车轮制动机构中。

借助于所述按本发明的方法，能够对所述机电的制动装置实施功能检验。在此测量所述制动马达上的马达电流并且将所述马达电流与通过计算方式所求得的马达电流进行比较。如果所测量的与所计算的马达电流的偏差超过预先给定的故障容限，那就存在故障，并且产生故障信号。

借助于所述按本发明的方法，能够以简单而可靠的方式对所述机电的制动装置实施功能检验。所述机电的制动装置中的故障导致所测量的与所计算的马达电流之间的不允许的高的偏差，所述偏差能够加以检测，随后产生所述故障信号。所述故障可能涉及所述机电的制动装置的构件、比如用于对所述制动马达进行操控的控制器或者用于对所述控制器上或者所述制动马达上的电流和/或电压进行获取的测量电路。

按照一种有利的实施方案，从用于对所述制动马达进行操控的控制器的所测量的控制器电压与所测量的马达电压的差中计算所述马达电流。这种差在除以所述控制器的电阻之后代表着所计算的马达电流，将所计算的马达电流与所述制动马达上的所测量的马达电流进行比较。与此相对应，从控制器电压和马达电压的关联中求得所述马达电流。

作为控制器电压，优选测量控制器输入端上的电压。

还按照另一种有利的、与具有两个电动的制动马达的机电的制动装置相关的实施方案，为每个制动马达测量马达电流并且将所述马达电流与相应所分配的所计算的马达电流进行比较。故障信号为下述情况而产生：制动马达的所测量的与所计算的马达电流之间的差超过所分配的故障容限。如果仅仅在一个制动马达中存在相应的偏差，那也已经能够产生所述故障信号。借助于所述故障信号，也能够将所述制动马达或者被分配给所述制动马达的构件确定为故障源。

在所测量的与所计算的马达电流之间存在不允许的高的偏差的情况下产生的故障信号能够通过不同的方式继续进行处理。一方面能够将所述故障信号加以保存并且/或者向驾驶员显示出来，用于指出所述机电的制动装置中的相应的故障。

另一方面，作为补充方案或者替代方案，所述故障信号也能够用于在所述机电的制动装置中实施备选的制动力形成策略。因此，比如能够在故障情况中为了形成最大的制动力而如此操控所述电动的制动马达，直至在所述制动马达中达到马达停止状态。在这种情况下，在通过所述电动的制动马达使所述制动活塞移位时机械阻力如此剧烈地升高，使得所述电动的制动马达的马达扭矩再也不能使所述制动活塞移位。通过这种方式来保证，比如在传感器中存在故障时仍然能够调设最小夹紧力。

在另一种有利的、与具有至少两个电动的制动马达的机电的制动装置相关的实施方案中，在存在仅仅一个制动马达的故障的情况下，动用另一个或者另几个制动马达的无故障的电流测量值和/或电压测量值。这种处理方式在制动马达相同或者至少尽可能地相同的前提下是可能的，只要在至少一个制动马达中所计算的与所测量的马达电流以足够的方式相一致，从而也能够将这个制动马达的电流测量值和电压测量值用于对另一个制动马达进行操控，在所述另一个制动马达中出现了所述故障。

一般而言，在故障情况中能够使用制动力形成策略，在所述制动力形成策略中，所出现的故障不起作用或者仅仅起无关紧要的作用。因此，比如在操控所述电动的制动马达时能够取代所测量的马达电流而动用所计算的马达电流或者为了对所述制动马达进行操控而选择不取决于所述马达电流的策略。

如有可能，也能够简化冗余地构成的、用于获取所述马达电流的电流测量电路并且取代冗余地存在的第二电流测量电路而将所计算的马达电流用于进行核实。

附图说明

另外的优点和有利的实施方案可以从另外的权利要求、附图说明和附图中得知。附图中：

图1示出了具有制动力增强器的液压的车辆制动器的示意图，其中车辆后轴上的车辆制动器的车轮制动机构额外地配备了具有电动的制动马达的机电的制动装置；

图2示出了具有电动的制动马达的机电的制动装置的剖面；

图3示出了具有在驻车制动器的压紧过程中所存在的电流、电压及马达转速的取决于时间的变化曲线的图表；

图4以简化的图示示出了具有制动马达并且具有所记入的电压测量点的机电的制动装置的等效电路图；

图5以简化的图示示出了用于对具有两个电动的制动马达的机电的制动装置进行操控的控制器的等效电路图；并且

图6示出了具有用于对机电的制动装置进行功能检验并且用于对其进行操纵的方法步骤的流程图。

在附图中，相同的构件设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中示出的、用于车辆的液压的车辆制动器1包括前轴-制动回路2和后轴-制动回路3，以用于向所述车辆的每个车轮上的车轮制动机构9供给并且操控处于液压压力下的制动流体。所述两个制动回路2、3被连接到共同的主制动缸4上，通过制动液储备容器5向所述主制动缸供给制动流体。处于所述主制动缸4的内部的主制动缸活塞由驾驶员通过制动踏板6来操纵，由驾驶员施加的踏板行程通过踏板行程传感器7来测量。在所述制动踏板6与所述主制动缸4之间有制动力增强器10，该制动力增强器比如包括电动马达，该电动马达优选通过传动机构来操纵所述主制动缸4（iBooster）。

将所述制动踏板6的由踏板行程传感器7测量的调节运动作为传感器信号传输给调节或控制器11，在所述调节或控制器中产生用于对所述制动力增强器10进行操控的调节信号。在每个制动回路2、3中通过不同的分配阀向所述车轮制动机构9供给制动流体，所述分配阀与另外的总成一起是制动液压系统8的一部分。此外，液压泵属于所述制动液压系统8，所述液压泵是电子稳定性程序（ESP）的组成部分。

在图2中详细地示出了所述车轮制动机构9，该车轮制动机构布置在车辆的后轴上的车轮上。所述车轮制动机构9是所述液压的车辆制动器1的一部分并且由后轴制动回路向其供给制动流体22。此外，所述车轮制动机构9具有机电的制动装置，所述机电的制动装置优选用作用于在停止状态中将车辆固定住的驻车制动器，但是在车辆运动时、尤其是在存在较小的处于速度极限值之下的车速时也能够用于将车辆制动。

所述机电的制动装置包括拥有卡钳19的制动钳12，所述卡钳搭接着制动盘20。作为执行机构，所述制动装置具有用作制动马达13的直流电动马达，所述直流电动马达的转子轴旋转地驱动着主轴14，在该主轴上以抗旋转的方式支承着主轴螺母15。在所述主轴14旋转时，在轴向上使所述主轴螺母15移位。所述主轴螺母15在制动活塞16的内部运动，所述制动活塞是制动衬片17的载体，所述制动衬片由所述制动活塞16朝所述制动盘20挤压。在所述制动盘20的对置的一侧上有另一个制动衬片18，该制动衬片位置固定在被固持在所述卡钳19上。所述制动活塞16在其外侧面上通过环抱的密封圈23相对于接纳用的壳体来气密地得到密封。

在所述制动活塞16的内部，所述主轴螺母15在所述主轴14转动运动时能够在轴向上向前朝所述制动盘20的方向运动或者在所述主轴14相反地转动运动时在轴向上向后一直运动直至到达止挡21。为了产生夹紧力，所述主轴螺母15向所述制动活塞16的内部的端侧加载，由此将以可以轴向移动的方式在所述制动装置中得到支承的制动活塞16连同所述制动衬片17朝所述制动盘20的所面对的端面挤压。

对于液压的制动力来说，来自所述液压的车辆制动器1的制动流体22的液压压力作用于所述制动活塞16。所述液压压力也能够在车辆停止状态中在操纵所述机电的制动装置时起辅助作用，因而总制动力由以电动马达的方式提供的份额与液压的份额所组成。在车辆的行驶期间，要么仅仅所述液压的车辆制动器起作用，要么不仅所述液压的车辆制动器而且所述机电的制动装置起作用，要么仅仅所述机电的制动装置起作用，以用于产生制动力。不仅用于对所述液压的车辆制动器1的能够调节的组件进行操控而且用于对所述机电的车轮制动机构9进行操控的调节信号在所述调节或控制器11中产生。

在图3中示出了具有所述电动的制动马达的用于压紧过程的马达电流I、电压U的变化曲线及转速变化曲线n的取决于时间的图表。此外，在图3中记入了在压紧过程期间由所述电动的制动马达所产生的机电的夹紧力F_Kl以及由所述制动马达或者由该制动马达加载的执行机构所经过的行程s。

在时刻t1开始所述压紧过程，方法是：施加电压并且在电流回路路闭合时将所述制动马达置于电流之下。开始阶段（阶段I）从时刻t1一直持续到时刻t2。在时刻t2，所述电压U和所述马达转速n达到其最大值。t2与t3之间的阶段代表着空转阶段（阶段II），在所述空转阶段中所述电流I在最小水平上运动。紧随此后自时刻t3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贴靠在所述制动盘上并且用增大的夹紧力F_Kl朝所述制动盘挤压。在时刻t4通过所述电流回路的断开来切断所述电动的制动马达，从而在进一步的进程中所述制动马达的转速n一直下降到零。

力上升点与在时刻t3的力形成的阶段重合。所述夹紧力F_Kl的力形成或者变化比如能够根据所述制动马达的电流I的变化曲线来求得，所述电流的变化曲线原则上具有与所述机电的夹紧力相同的变化曲线。以在t2与t3之间的空转阶段期间的低水平为出发点，所述电流变化曲线在时刻t3开始时陡峭地上升。电流的这种上升能够被探测到并且能够用于确定力上升点。不过原则上，所述力形成的变化曲线也能够从所述电压变化曲线或者转速变化曲线中或者从电流、电压和转速这些信号的任意的组合中确定。

在图4中示出了具有电动的制动马达13的机电的制动装置的等效电路图，所述电动的制动马达通过控制器11来操控。在图4中也记入了用于所述制动马达13的电压源24上的电压测量点U_Bat、所述控制器11的输入端上的控制器-输入电压U_ECU以及所述制动马达13上的马达电压U_MOT。在考虑到电控制器电阻R_ECU的情况下，能够由以下关联：

从所测量的控制器-输入电压U_ECU,m与马达电压U_mot,m的差除以所述控制器电阻R_ECU中求得所述马达电流I_mot,c。

能够将所计算的马达电流I_mot,c与所述制动马达13上的所测量的马达电流I_mot,m进行比较。如果所测量的与所计算的马达电流之间的偏差超过预先给定的允许的故障容限，那么这就引起故障信号的产生，能够将所述故障信号加以保存、显示给驾驶员并且/或者用于备选的制动力形成策略。

在图5中示出了另一种用于机电的制动装置的等效电路图，所述机电的制动装置具有两个电动的制动马达13和控制器11。对于左分支来说由R_ECU1和R_ECU2,左的总和并且对右分支来说由R_ECU1和R_ECU2,右的总和来计算所述控制器11的内电阻，其中在每个分支中分别布置了一个电动的制动马达13。所述马达电流能够为左分支和右分支按照：

单独地计算，其中用U_ECU,m来表示所测量的控制器-输入电压，用U_M,m表示两个制动马达上的所测量的电压，用U_mot,左,m来表示左边的制动马达的所测量的马达电压，并且用U_mot,右,m来表示右边的制动马达的所测量的马达电压。

由此，所计算的马达电流I_mot,左,c用于具有第一制动马达13的左分支，并且所计算的马达电流I_mot,右,c用于具有第二制动马达13的右分支。这些所计算的马达电流能够分别与相应的制动马达上的所分配的所计算的马达电流进行比较，其中在所测量的与所计算的马达电流之间存在不允许的高的偏差的情况下产生故障信号。

在图6中示出用于功能检验和备选的制动力形成策略的流程图。在所述方法的开始，在第一步骤30中，比如通过由驾驶员进行的手动的操纵来实现所述停车制动器或者驻车制动器的闭合要求。在接下来的步骤31中，沿着压紧方向或者闭合方向来操控所述电动的制动马达。同时，像比如在图4中所描绘的那样计算所述电动的制动马达中的马达电流。

在紧随此后的步骤32中进行询问：所计算的马达电流与所测量的马达电流的差的数值是否超过允许的故障容限（Fehlertoleranz）。只要不是这种情况并且由此所计算的和所测量的马达电流以足够的方式彼此接近，那就跟随着否-分支（“N”）前进到下一个方法步骤33，在所述下一个方法步骤中比如在所述马达电流的基础上求得当前的制动力或者夹紧力。

如果下一个步骤34中的询问表明：所述当前的夹紧力已经达到目标夹紧力，则跟随着是-分支（“Y”）前进到步骤35，所述方法在这种情况下随着达到所要求的目标夹紧力这个情况而结束。否则就从所述步骤34跟随着所述否-分支又返回到所述步骤31并且继续所述压紧过程。

如果所述步骤32中的询问表明：所计算的马达电流与所测量的马达电流的差的数值超过允许的误差尺度，则跟随着是-分支前进到步骤36，在那里转换到备选的制动力形成策略。这比如借助于所述电动的制动马达通过最大可能的制动力的形成来实施，一直操控所述电动的制动马达，直至所述制动马达由于增大的机械阻力而到达马达停止状态。

在接下来的步骤37中询问：是否借助于所述备选的制动力形成策略达到了所要求的目标夹紧力。如果是这种情况，就跟随着是-分支前进到最后的步骤35，现在结束所述方法。否则就跟随否-分支又返回到步骤31并且操控所述电动的制动马达，以用于进一步形成所述夹紧力。

Claims (10)

1.用于对具有至少一个电动的制动马达（13）的机电的制动装置进行功能检验的方法，所述电动的制动马达用于在车辆中产生制动力，对于所述方法来说，测量所述制动马达（13）上的马达电流（I_mot,m）并且将所述马达电流与所计算的马达电流（I_mot,c）进行比较，其中在存在超过故障容限的偏差的情况下产生故障信号。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，从用于对所述制动马达（13）进行操控的控制器的所测量的控制器电压（U_ECU,m）与所测量的马达电压（U_mot,m）的差中求得所计算的马达电流（I_mot,c）。

3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，测量控制器输入端上的控制器电压（U_ECU,m）。

4.按权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，对于具有两个电动的制动马达（13）的机电的制动装置来说，为每个制动马达（13）测量马达电流（I_mot,左,m、I_mot,右,m）并且将所述马达电流与相应所分配的所计算的马达电流（I_mot,左,c、I_mot,右,c）进行比较，其中在一个或者两个制动马达（13）的电流的差中存在超过故障容限的偏差的情况下产生故障信号。

5.按权利要求1到4中任一项所述的方法，其特征在于在用于产生夹紧力的制动马达（13）的压紧过程中实施所述方法。

6.按权利要求1到5中任一项所述的用于对具有至少一个电动的制动马达（13）的机电的制动装置进行功能检验并且用于操纵所述制动装置的方法，其中在故障情况中转换到备选的制动力形成策略并且/或者转换到备选的电流值或者电压值。

7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，在故障情况中为了形成最大的制动力而操控所述电动的制动马达（13）直至马达停止状态。

8.按权利要求6或7所述的方法，其特征在于，在故障情况中，对于具有两个电动的制动马达（13）的机电的制动装置来说，动用所述两个制动马达（13）之一的无故障的电流测量值和/或电压测量值。

9.控制器（11），所述控制器用于实施按权利要求1到8中任一项所述的方法。

10.车辆中的制动系统，所述制动系统具有拥有至少一个电动的制动马达（13）的机电的制动装置并且具有按权利要求9所述的用于对所述制动系统的能够调节的组件进行操控的控制器（11）。