CN107771142A - 用于电动机驱动的机动车辆驻车制动系统的驻车制动致动方法 - Google Patents

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Abstract

在不使用力传感器或位移传感器的情况下为了以受控的方式对电气驻车制动系统进行致动，控制单元始终在监测到电流时启动首次制动施加过程，并且在没有电流供给的时间间隔期间，当静止监测装置检测到不希望的车辆运动时，由控制单元专有地以自动方式来进行使用更大制动施加力的二次制动施加过程或三次制动施加过程。

Description

用于电动机驱动的机动车辆驻车制动系统的驻车制动致动 方法
已知一种车轮制动致动器，该车轮制动致动器由电动机致动并且包括预张紧的弹簧元件和用于机动车辆的双伺服类型的鼓式制动系统，并且需要如下操作方法：该操作方法对在施加和释放制动器期间的该电动机致动器的功率消耗的显著变化进行检测或感测，以便使用该弹簧元件来确定止动力的特定值(DE 10 2007 035 541 A1)。
具有热式车轮制动器(尤其在斜坡上)的车辆的驻车操作可能由于冷却而导致制动施加力的变化。在此上下文中，盘式制动器通常经历制动施加力的损失，而鼓式制动器基本上经受制动施加力的增大。在鼓式制动器中，存在额外的加重因素，即由于结构原因所述制动器可能具有自增压效应，这些自增压效应取决于旋转方向而不同，这些自增压效应在车轮制动器的冷却过程中相对于在相反方向上的制动施加力的变化而变得明显。
此外，在双伺服鼓式制动系统的情况下，尤其已知粘滑效应，在粘滑效应下，制动蹄暂时地粘附在该制动鼓上或在其上滑动。这些事实可能在电流检测方面引起所不希望的不规则性，这使得需要过滤。
为了结合全面的监测功能来实现制动蹄在制动鼓上的准弹性力效应，已知一种特定的中央致动单元(具有到车轮制动器的激活缆线和两个联接件)，其中该致动缆线的弹簧弹性加长(可以说)被用作通过该中央致动单元的可逆的能量存储器(EP 966 376 B1)。然而，在这样的系统中，规定了两个传感器用于监测激活缆线，并且相对应地规定了在控制单元中的广泛的信号处理操作。
为了防止所不希望的制动器释放，在某种程度上也已经提出：至少在驻车操作之后的限定的时间段内(被称为上限时间)借助于电子控制单元自动地、也就是说独立于驾驶者地监测车辆状态或车轮制动器状态，并且其中需要自动地再次张紧该驻车制动致动器系统。不言而喻，这种自动操作额外地需要电力供应、也就是说在车辆上需要车载电力系统，实际上这只有在与无限制的电能供应相结合的情况下才是容许的。
因此，本发明所基于的目的是，比迄今为止更可靠地且更有利地通过电气驻车制动器来确保机动车辆的无电流驻车，同时省却了力或行程测量传感器系统。
为了解决问题，本发明提出一种电子的开环或闭环控制的驻车制动致动方法，其中，a)在连续观察电力需求的情况下，该控制单元在缆线张紧过程中始终执行或终止该车轮制动致动器的首次张紧过程，其中，当该首次张紧过程终止时，缆线拉紧张力始终与低于预设的最小缆线拉紧张力的缆线拉紧张力相关联，b)在终止之后，该控制单元在时间上有限的时间段内使用测量的或确定的车辆传感器数据对该机动车辆的静止状态执行检查，c)该控制单元基于所存储的标准对该静止状态的检测的结果进行评估，并且其中，d)在重新进行致动器供能并且观察到该电流的情况下，仅在该静止状态的检查的结果被评估为有故障或不充分的之后，该控制单元自动地触发二次张紧过程，并且在该二次张紧过程中的供能与该预设的最小缆线拉紧张力的至少约90％相关联，然后，e)最终终止该供能。
根据本发明，根据需求，该驻车有利地始终通过开环或闭环控制来执行。同时，在不折损安全性的情况下减少了车载电力系统的电需求和部件的机械应力。在此上下文中，当该首次张紧过程终止时，该缆线拉紧张力有利地与该预设的最小缆线拉紧张力的至少约60％相关联。
在本发明的进一步有利的改进中，为了保护驻车操作，提出的是：如果该车轮制动致动器的供能在二次张紧过程之后已经终止，则该控制单元在时间上有限的时间段内对该机动车辆的静止状态执行二次检查。因此，在安全性方面获得的优点是：驻车操作过程中的故障被自动地检测并且可以通过例外的再次张紧而被自动地消除。
为了在驻车操作过程中消除故障，提出的是：在静止状态的二次检查的结果被评估为有故障或不充分的之后，在重新进行致动器供能并且观察到该电流的情况下，该控制单元自动地触发三次张紧过程，并且其中，在该三次张紧过程中的供能与该最小缆线拉紧张力的至少约120％相关联。
软件处理和工业审批系统都更加有效：该控制单元具有在分开保护的程序模块中的作为固定评估标准的至少一个车辆传感器设定点数据集，该车辆传感器设定点数据集与属类的机动车辆的至少一个安全的车辆驻车曲线相关联，并且该程序模块自动地将所测量的或所获取的该机动车辆的车辆传感器数据与所存储的车辆传感器设定点数据集进行比较，以用于检查该静止状态。
如果存储的车辆传感器设定点数据集和/或对该静止状态执行的检查包括至少一个倾斜角度信息项和与该倾斜角度信息项相关联的车轮旋转信息项，则有助于有效地适配于预设的车辆结构。
被认为必要并且充分的是：在该控制单元的约7ms的计算过程时间期间，用于检查该静止状态的在时间上有限的时间段为至少约70ms。因此，本发明可以可靠地允许：根据所连接的周界的设计、状态和维护，该车辆的驻车操作在制动致动请求之后或在少于三秒(包括转换到无电流的自锁状态下)的外部致动之后安全、可靠、并且有效地结束。
在此，用于检查该机动车辆的静止状态的相应的在时间上有限的时间段可以例如为约一秒，其中，在对该静止状态的检查已经被评估为有故障之后，也就是说在该有限的时间段内输入“所不希望的”车轮旋转信息之后，该控制单元致使自动地执行该二次张紧过程或该三次张紧过程。
对于极少的故障情况(其中三次张紧过程未被成功执行)，可以尤其以无线的方式将关于该车辆的未被充分保护的驻车过程的电子故障消息输出给车辆驾驶者和/或其他接收者，例如相邻道路使用者、过路人、或辅助人员。通过这种措施可以从车辆外部提供对策或帮助，并且由此例如给予了相邻道路使用者用于足够快速地提出对策的机会，以便避免未进行安全驻车的车辆所带来的间接损害。
被认为特别有利的是，所存储的最小缆线拉紧张力被设置成使得该最小缆线拉紧张力根据所测量或所感测的车辆负载状态(车辆有效负载和/或拖车负载)而进行不同地适配。
此外，用于共用的车轴的这些鼓式制动器的以不同方式存储的至少两个最小缆线拉紧张力被设置，其方式为使得这些最小缆线拉紧张力能够根据其定位以限定的方式而变化，诸如尤其自增压效应或旋转位置，和/或根据其与相应的倾斜度(即上坡、下坡、指向下坡、或指向上坡)的关系而变化。
将参照附图对本发明进行更详细的解释，在附图中展示了本发明的实施例。在附图中，在各自情况下示意性地示出：
图1通过举例的方式示出了无传感器的车轮制动致动器系统，该车轮制动致动器系统是从DE 10 2012 201 579 A1中已知的并且具有短的牵引缆线，该车轮制动致动器系统适合于通过根据本发明的驻车制动致动方法进行致动，并且
图2示出了在根据本发明的致动方法过程中，在各自情况下针对时间t绘制的用于表示致动器电流需求I、制动转矩M、缆线张紧力Fs、以及车辆滚动距离s的同步曲线的定性草图。
根据本发明，由该牵引缆线提供至少一个初始张紧过程或首次张紧过程。然后，原则上，可以在该牵引缆线上执行进一步的、二次张紧过程或另一个额外的、三次张紧过程。
电气驻车制动的示例性张紧过程如下地进行。第一、首次/初始张紧过程在达到所需的牵引力的约80％的水平时结束。
在该首次张紧过程期间或之后以灵敏的方式来监测和评估该车辆的所不希望的移动。如果在监测该静止状态的范围内感测到该车辆的不适合的移动，该移动例如没有与具有被致动的双伺服制动器的、在限定的倾斜角度下的该车辆的常规的、先前已知的、所存储的移动曲线相对应，则在该电气致动器处触发第二、二次张紧过程。限定的、增大的牵引力(该牵引力被适合地指派给该车辆的所检测的倾斜角度或状态)被施加到该牵引缆线上。例如，在该二次张紧过程中的张力与预定的最小张力的90％相对应。
如果例如在首次张紧过程之后检测到车辆移动，通常不明确清楚的是：这些制动蹄是否仍粘附于该制动鼓上，以及是否可以预期该固持转矩减小。然而，常规的电气致动器的反应时间通常为至少约70ms。取决于整个系统的刚性，该牵引缆线上的牵引力可以在某种程度上在70ms显著地增大到高于实际所需要的量。因此，在各自情况下需要确保：在首次张紧过程、二次张紧过程、与三次张紧过程之间就时间和力而言存在足够的间隔。
如果例如在执行了首次张紧过程之后约一秒的限定的时间段内没有记录到所不希望的车辆移动和伺服制动器的致动，则该供能终止，即实现无电流的自锁。然而，还可能的是，在致动器处触发的用于提供额外的保护的二次张紧过程，该二次张紧过程将还进一步增大的牵引张力施加到该牵引缆线上。
本发明允许针对制动操作过程中的需求对制动施加力进行适当地计量。由于适合需求的致动，致动器不需要被连续地致动并且通常无需超负载地致动，或者甚至不必以超尺寸的方式来配置。换言之，本发明首次允许致动器被配置成具有较小的尺寸或较小的功率尺寸。因此，适当地减少了由于超负载或材料疲劳而产生损坏的风险。
可以减少独立的制动施加过程的数量，在于预设了被指派给倾斜角度或车辆有效负载的多个制动施加力/张力。这减少了所包含的硬件部件的加载并且减少了直到可感觉到固持效应的反应时间。
根据本发明的驻车制动系统允许使用常规的机械双伺服制动器的标准化部件。根据本发明，可以省却额外的部件，诸如尤其在制动施加力储存器的意义上的弹性元件(如在多用途车辆的弹簧负载的制动器的情况下)。
参考符号清单
1 鼓式制动模块
2 电枢板
3 致动器
4 传动装置
5 致动缆线
6a，b 制动钳爪
7 发动机(未示出)
8 传动装置壳体
9 主轴安排
10 适配器
12 外侧
13 内侧
14 驱动螺母
15 轴承
16 支撑面
17 引导件
18 护套
20 止动件
21 配对支承件
22 弹性体元件
23 连接器
24 穿通开口
25 出口开口
26 密封元件
30 附接器件
63 控制单元
A2 轴线
B 致动方向
D 旋转轴线
Fs (缆线)张紧力
I 发动机电流需求
M 制动转矩
s 车辆滚动距离
投影距离
t 时间

Claims (9)

1.一种用于电动机驱动的机动车辆驻车制动系统的驻车制动致动方法，该驻车制动系统包含尤其为双伺服类型的多个鼓式制动器，这些鼓式制动器具有机电式的车轮制动致动器，其施加移动分别经由传动器件、扩张装置、和牵引缆线被分开地传递给每个鼓式制动器的制动蹄，并且在每个车轮制动致动器与中央电子控制单元之间具有电气连接，其中，该控制单元在车轮特定基础上观察并且调节所有这些车轮制动致动器的电力需求以用于对缆线张力进行开环和/或闭环控制的目的，并且在检测到限定的、预设的缆线张力之后，所述控制单元终止这些相应的车轮制动致动器的供能并且因此将所述车轮制动致动器转换到无电流的自锁状态，包括用于保护该车辆的静止状态的电子的车辆传感器信息处理，其特征在于，a)在连续观察该电力需求的情况下，该控制单元在缆线张紧过程中始终执行该车轮制动致动器的首次张紧过程，该首次张紧过程的终止与预设的最小缆线拉紧张力的约60％相关联，b)当该车轮制动致动器的供能已经终止时，该控制单元在时间上有限的时间段内使用测量的或确定的车辆传感器数据对该机动车辆的该静止状态执行检查，c)该控制单元基于所存储的标准对检查该静止状态的结果进行评估，并且其中，d)在重新进行致动器供能并且观察到该电流的情况下，仅在该静止状态的检查的结果被评估为有故障或不充分的之后，该控制单元自动地触发二次张紧过程，并且在该二次张紧过程中的供能与该最小缆线拉紧张力的至少约90％相关联。
2.如权利要求1所述的驻车制动致动方法，其特征在于，如果该车轮制动致动器的该供能在该二次张紧过程之后已经终止，则该控制单元在时间上有限的时间段内对该机动车辆的该静止状态执行二次检查。
3.如权利要求2所述的驻车制动致动方法，其特征在于，在该静止状态的该二次检查的结果被评估为有故障或不充分的之后，在重新进行致动器供能并且观察到该电流的情况下，该控制单元自动地触发三次张紧过程，并且其中，在该三次张紧过程中的该供能与该最小缆线拉紧张力的至少约120％相关联。
4.如权利要求1至3中的一项或多项所述的驻车制动致动方法，其特征在于，该控制单元具有作为固定评估标准被存储在分开保护的程序模块中的至少一个车辆传感器设定点数据集，该车辆传感器设定点数据集与属类的机动车辆的至少一个安全的车辆驻车曲线相关联，并且该程序模块自动地将所测量的或所获取的该机动车辆的车辆传感器数据与所存储的车辆传感器设定点数据集进行比较以用于检查该静止状态。
5.如权利要求4所述的驻车制动致动方法，其特征在于，所存储的车辆传感器设定点数据集包括至少一个倾斜角度信息项和与之相关联的车轮旋转信息项。
6.如以上权利要求1至5中的一项或多项所述的驻车制动致动方法，其特征在于，在该控制单元的约7ms的计算过程时间期间，用于检查该静止状态的该在时间上有限的时间段为至少约70ms。
7.如以上权利要求1至6中的一项或多项所述的驻车制动致动方法，其特征在于，该在时间上有限的时间段为至少约一秒，并且在该静止状态的该检查的结果无故障之后，该控制单元规律地执行该二次张紧过程或该三次张紧过程。
8.如以上权利要求1至7中的一项或多项所述的驻车制动致动方法，其特征在于，所存储的最小缆线拉紧张力被设置成使得该最小缆线拉紧张力能够根据测量的或确定的车辆倾斜角度而变化。
9.如以上权利要求1至8中的一项或多项所述的驻车制动致动方法，其特征在于，用于共用的车轴的这些鼓式制动器的以不同方式存储的至少两个最小缆线拉紧张力被设置，其方式为使得这些最小缆线拉紧张力能够根据其定位以限定的方式而变化，诸如尤其自增压效应或旋转位置，和/或根据其与相应的倾斜度的关系而变化，即根据上坡、下坡、指向下坡、或指向上坡而变化。
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