CN109760660A - 用于检测电子驻车制动器的故障的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于检测电子驻车制动器的故障的方法可包括：通过电子控制单元(ECU)检测在eDIH驻车制动器的驻车操作过程中施加至电机的电流，并检测电流斜率改变时的电流拐点，在产生电机的起动电流之后在空载段之后的负载产生段中，电流的斜率已经开始升高；通过ECU比较检测到的电流拐点的电流值与预设参考电流拐点的电流值，并且当检测到的电流拐点的电流值与参考电流拐点的电流值相差预设误差范围或者更大时，识别在eDIH驻车制动器的驻车操作过程中出现故障。

Description

用于检测电子驻车制动器的故障的方法和设备
技术领域
本申请涉及一种用于检测电子驻车制动器的故障的方法和设备，更特别地，涉及这样一种用于检测电子驻车制动器的故障的方法和设备，其当出现机械问题时，例如，当活塞中的弹簧由于eDIH(轮毂中电子制动鼓)驻车制动器的超载或者耐久性的原因而受损或者失去其弹性时，可通过弹簧感测电机的拐点和电流值的变化，将该变化识别为故障，并且输出警报。
背景技术
通常，车辆的制动系统不仅用来使车辆减速和停止，而且用来保持驻车状态。将制动系统分成用于使车辆减速和停止的脚制动器和用于使车辆驻车的驻车制动器。
将脚制动器根据其结构分成盘式制动器和鼓式制动器。最近，许多车辆使用用于其后轮的盘式制动器，而不是鼓式制动器。因此，将带有鼓结构的驻车制动器与盘式制动器分开安装。对于此结构，使用DIH(轮毂中制动鼓)驻车制动器。
eDIH驻车制动器是通常已知的电子驻车制动器(EPB)，通常根据其操作方法而将EPB分成MoC(卡钳电机)制动器和eDIH驻车制动器。
DIH驻车制动器表示一种带有鼓结构的驻车制动器，并且eDIH驻车制动器使用电子控制电机结构，而不是现有的由缆线操作的机械电机结构。DIH驻车制动器通常应用于需要较大制动力的卡车或者公共汽车，因为卡车或者公共汽车具有较大的重量和载重量。
图1举例说明了根据相关技术的eDIH驻车制动器的示意性结构。eDIH驻车制动器通过齿轮增加由执行机构(或者电机)产生的功率，并将增加的功率通过蜗杆轴转移到蜗轮。蜗轮使螺栓螺钉旋转，通过螺栓和螺母的旋转-线性运动转换而使连接到螺母的活塞移动，并且使eDIH的制动蹄张开，从而产生驻车力。
换句话说，在eDIH驻车制动器系统中，将机电执行机构(或者电机)的旋转通过蜗杆轴和蜗轮转移，通过活塞中的螺母零件压紧由蜗轮旋转的螺栓螺钉，并将负载转移到安装在活塞中的弹簧。然后，弹簧对活塞施加压力以使制动蹄张开，从而产生操作力。
在eDIH驻车制动器系统中，在使制动蹄旋转的同时，通过制动盘和制动蹄之间的摩擦来产生驻车力。此时，可通过制动蹄的旋转在活塞和制动蹄之间形成间隙，该间隙导致负载下降以降低活塞的负载。在此情况中，重新产生与活塞中的压缩弹簧(未示出)对应的负载，以当产生扭矩时补偿负载下降。
然而，此时，可能由于eDIH驻车制动器的超载和耐久性的原因而出现机械问题。例如，活塞中的弹簧可能受损或者失去其弹性。
在2013年6月21日公布的名为“电子驻车制动器的控制方法”的韩国专利公开号10-2013-0067170中已经公开了本发明的相关技术。
发明内容
本发明的实施例涉及一种用于检测电子驻车制动器的故障的方法和设备，其当出现机械问题时，例如，当活塞中的弹簧由于eDIH驻车制动器的超载或者耐久性的原因而受损或者失去其弹性时，可通过弹簧感测电机的拐点和电流值的变化，将该变化识别为故障，并且输出警报。
在一个实施例中，一种用于检测电子驻车制动器的故障的方法可包括：通过电子控制单元(ECU)检测在电子DIH(轮毂中制动鼓)驻车制动器的驻车操作过程中施加至电机的电流，并检测电流斜率改变时的电流拐点，在产生电机的起动电流之后在空载段之后的负载产生段中，电流的斜率已经开始升高；通过ECU比较检测到的电流拐点的电流值与预设参考电流拐点的电流值，并且当检测到的电流拐点的电流值与参考电流拐点的电流值相差预设误差范围或者更大时，识别在eDIH驻车制动器的驻车操作过程中出现故障。
当检测到的电流拐点的电流值小于参考电流拐点的电流值时，ECU可识别在eDIH驻车制动器的驻车操作过程中出现故障。
参考电流拐点的电流值可以是当在eDIH驻车制动器的驻车操作过程中产生的执行机构的电流值对应于弹簧的压缩力时的电流值。
该方法可进一步包括：通过ECU检测到达检测到的电流拐点的时间；将到达检测到的电流拐点的时间与到达参考电流拐点的预设时间进行比较；并且当到达电流拐点的时间与到达参考电流拐点的时间相差预设误差范围或者更大时，识别在eDIH驻车制动器的操作过程中出现故障。
到达电流拐点的时间可表示到达电流的斜率改变时的电流拐点的时间，在产生电机的起动电流之后在空载段之后的负载产生段的起点开始，电流的斜率已经开始升高。
当到达电流拐点的时间比到达电流拐点的参考时间短时，ECU可识别在eDIH驻车制动器的驻车操作过程中出现故障。
在另一实施例中，一种用于检测电子驻车制动器的故障的方法可包括：通过ECU检测释放eDIH驻车制动器的操作状态所需的操作时间；并且当检测到的操作时间增加到比预设参考时间大的值时，通过ECU识别由于摩擦件的磨损而在eDIH驻车制动器中出现故障。
该方法可进一步包括，响应于增加的操作时间通过ECU而对驾驶员终端输出警报或者报警信息，在识别到出现故障之后，该警报或者报警信息通知驾驶员需要在衬片和制动盘之间进行间隙调节，因为eDIH驻车制动器的衬片磨损。
该方法可进一步包括，当检测到的操作时间减小到比预设参考时间小的值时，识别出由于除了摩擦件的磨损以外的制动器的零件中的误差的原因而在eDIH驻车制动器中出现故障。
该方法可进一步包括，响应于减小的操作时间通过ECU对驾驶员终端输出警报或者报警信息，在识别到出现故障之后，该警报或者报警信息通知驾驶员在eDIH驻车制动器的零件中出现异常。
操作时间可表示施加至电机的电流开始朝着预设目标电流值升高的时间。
释放eDIH驻车制动器的驻车操作所需的操作时间可对应于通过增加段a、b和c的段a和b来获得的时间，其中，段a是在反向方向上驱动eDIH驻车制动器的电机以释放加压力的地方，段b是使电机空载地旋转直到在释放加压力之后eDIH驻车制动器的活塞到达转矩板为止的地方，段c是在活塞到达转矩板之后重新压缩弹簧且电流升高以达到参考电流值的地方。
在另一实施例中，提供一种用于检测电子驻车制动器的故障的设备，包括ECU，该ECU配置为在eDIH驻车制动器的驻车操作过程中检测施加至电机的电流，并检测电流的斜率改变时的电流拐点，在产生电机的起动电流之后在空载段之后的负载产生段中，电流的斜率已经开始升高。ECU可将检测到的电流拐点的电流值与预设参考电流拐点的电流值进行比较，并且当检测到的电流拐点的电流值与参考电流拐点的电流值相差预设误差范围或者更大时，识别在eDIH驻车制动器的驻车操作过程中出现故障。
附图说明
图1举例说明了根据相关技术的eDIH驻车制动器的示意性结构。
图2A和图2B是以比较的方式举例说明了在驻车操作过程中当正常操作根据本发明的实施例的eDIH驻车制动器时和当eDIH驻车制动器具有故障时的电流变化的曲线图。
图3是用于描述一种用于在根据本实施例的eDIH驻车制动器的驻车操作过程中检测故障的方法的流程图。
图4示出了以比较的方式举例说明了在根据本实施例的eDIH驻车制动器的驻车释放操作过程中，当正常操作eDIH驻车制动器时和当该eDIH驻车制动器具有故障时的电流变化的曲线图。
图5是用于描述一种用于在根据本实施例的eDIH驻车制动器的驻车释放操作过程中检测故障的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中将参考附图详细地描述本发明的实施例。应指出，这些图将不是按比例绘制的，并且可仅为了描述方便和清楚而放大线的粗细或者部件的大小。而且，通过考虑本发明的功能来定义如这里使用的术语，并且可根据用户或者操作员的习惯或者意图来改变这些术语。因此，应根据这里阐述的全部公开内容来定义术语。
图2A和图2B是以比较的方式举例说明了在驻车操作过程中当正常操作根据本发明的实施例的eDIH驻车制动器时和当eDIH驻车制动器具有故障时的电流变化的曲线图。
参考图2A，当将驻车信号从电子控制单元(ECU，未示出)输入到根据本实施例的eDIH驻车制动器时，可驱动执行机构(或者电机)以产生起动电流(图2A的段X1)，并且可使电机在对应于制动蹄和制动盘之间的间隙的段X2中空载地旋转。
然后，在负载产生段X3中，可以等于或小于弹簧在活塞中的压缩负载的刚度斜率增加活塞负载。刚度斜率可表示弹性变形区域中的斜率，弹性变形区域可表示当控制力时回到原始形状的变形区域。当电流到达活塞负载对应于弹簧的压缩力的点A时，弹簧开始压缩，并且以对应于弹簧刚度的斜率增加活塞负载。此时，弹簧的刚度的变化改变电流的斜率，并且在点A形成电流拐点。
然后，当电流到达对应于目标负载值(目标活塞负载值)的电流值(点C)时，ECU(未示出)可关闭电机，使得通过螺栓螺钉和螺母之间的操作来锁定eDIH驻车制动器。然后，保持活塞负载以执行驻车。
然而，当在eDIH驻车制动器的驻车操作过程中通过施加至活塞中的弹簧的过量负载或者弹簧的持久性的减小而使弹簧的弹性减小或者失去时，可减小弹簧的压缩力。在此情况中，当如图2B中举例说明的产生负载时，可使对应于弹簧的压缩力的电流从A减小到B，同时使负载产生段X3缩短。然后，在活塞负载增加段(或者弹簧压缩段)X4中，可由于弹簧弹性的减小或者失去的原因而通过系统刚度产生负载，并且电流产生斜率可快速地增加。
当这个现象出现时(即，电流产生斜率快速地增加)，可减小弹簧的压缩力以在产生扭矩时导致负载下降。此时，可仅产生对应于弹簧的压缩力的减小的负载，或者负载产生可能消失，以不产生目标制动扭矩。在此情况中，车辆无法执行驻车操作。
如图2B中举例说明的，执行机构(电机)在驻车操作过程中的电流值可产生为比点A小的电流值，在点A，电流值对应于弹簧的压缩力，并且可按特定比例改变电流的拐点和斜率，或者与电流的预设拐点和斜率相比，电流的拐点和斜率更大。在此情况中，ECU(未举例说明)可感测该变化或施加至电机的电流变化，识别出eDIH驻车制动器系统具有故障，并且使操作力(对应于目标活塞负载值的电流值(点C))按照预定比例或者大于点C(预定电流值)地升高到更高的值，使得可保持驻车扭矩。而且，ECU可打开报警灯(未示出)。
图3是用于描述一种用于根据本实施例的eDIH驻车制动器的驻车操作过程中检测故障的方法的流程图。
如图3中举例说明的，ECU(未示出)可在步骤S101检测在eDIH驻车制动器系统的驻车操作过程中产生的电流或者施加至电机的电流，并在步骤S102检测检测到的电流的拐点。在该拐点，可改变电流的斜率，在产生电机的起动电流之后在空载段之后的负载产生段中，电流斜率开始升高。
当检测到的电流拐点的电流值与对应于图2的点A的参考电流拐点的电流值相差预设误差范围或者更大时(在步骤S103的否处)，例如，当检测到的电流拐点的电流值小于参考电流拐点的电流值或者在驻车操作过程中产生的且对应于弹簧的压缩力的执行机构(电机)的电流值时，ECU可在步骤S105识别在eDIH驻车制动器的操作过程中出现故障。
而且，当到达检测到的电流拐点的时间(图2中的负载产生段X3的时间)与到达参考电流拐点(图2的点A)的时间相差预设误差范围或者更大时，例如，当到达检测到的电流拐点的时间变得比到达参考电流拐点的时间短时(在步骤S104的否处)，ECU可在步骤S105识别在eDIH驻车制动器系统的操作过程中出现故障。
图4示出了以比较的方式举例说明了在根据本实施例的eDIH驻车制动器的驻车释放操作过程中当正常操作eDIH驻车制动器时和当该eDIH驻车制动器具有故障时的电流变化的曲线图。
eDIH驻车制动器在驻车释放操作过程中可通过在反向方向上旋转执行机构(电机)来拉动活塞，以减小制动蹄的加压力。
此时，由于电机的位置是无法知道的，所以可执行以下控制方法，以使活塞回到初始位置。
例如，参考图4的(a)，段a是在反向方向上驱动电机以释放加压力的地方，段b是使电机空载地旋转直到活塞到达转矩板为止的地方，段c是因为在活塞到达转矩板之后重新压缩弹簧而使电流升高的地方。此时，ECU可感测电流值。当电流值到达目标电流值K时，ECU可将电机的位置识别为初始位置，并且使电机的旋转停止以检查初始位置。
因此，当正常操作eDIH驻车制动器系统时，可能需要操作时间(a+b)来释放操作状态。ECU可在监测释放时间的同时检查电流值是否升高到电流升高段c(初始位置检查段)中的目标电流值K。
此时，当因为如图4的(b)中举例说明的增加特定时间b'，释放eDIH驻车制动器的操作状态所需的操作时间(直到施加至电机的电流开始朝着目标电流值K升高为止所需的时间)是(a+b+b')时，ECU可识别eDIH驻车制动器具有故障。而且，当因为将段b缩短到比预设时间b短的时间a'，释放eDIH驻车制动器的操作状态所需的操作时间(直到施加至电机的电流开始朝着目标电流值K升高为止所需的时间)是(a+a')时，ECU可识别eDIH驻车制动器具有故障。
图5是用于描述一种用于在根据本实施例的eDIH驻车制动器的驻车释放操作过程中检测故障的方法的流程图。
如图5中举例说明的，ECU(未示出)可在步骤S201检测释放eDIH驻车制动器的操作状态所需的操作时间(直到施加至电机的电流开始朝着图4中的目标电流值K升高为止所需的时间)。当检测到的操作时间增加到比图4的(b)中举例说明的参考时间(a+b)大的值(a+b+b')时(在步骤S202的是处)，ECU可在步骤S203识别出由于摩擦件的磨损而出现故障。
因此，在步骤S206，ECU可响应于增加的操作时间(a+b+b')的附加操作时间b'而对驾驶员(例如，驾驶员终端)输出警报(报警信息)，该警报通知驾驶员需要在衬片和制动盘之间进行间隙调节，因为eDIH驻车制动器的衬片磨损。
而且，当检测到的操作时间减小到比图4的(c)中举例说明的参考时间(a+b)小的值(a+a')时(在步骤S204的是处)，在步骤S205，ECU可识别在制动器的零件中出现与摩擦件的磨损不同的异常误差。
因此，在步骤S206，ECU可响应于减小的操作时间(a+a')的不足的操作时间a'而对驾驶员(例如，驾驶员终端)输出警报(报警信息)，该警报通知驾驶员在eDIH驻车制动器的零件中出现异常。
根据本实施例，当由于eDIH驻车制动器的超载或者耐久性的原因而出现机械问题时，例如，当活塞的弹簧损坏或者失去其弹性时，ECU可通过弹簧感测电机的拐点和电流值的变化，将该变化识别为故障，并且对驾驶员输出报警信息，从而防止由制动器故障引起的事故。
而且，ECU可通过活塞中的弹簧感测电机的拐点和电流值的变化，而不使用eDIH驻车制动器中的位置传感器，并且进行控制。因此，可降低位置传感器的成本。
本申请要求2017年11月9日提交的韩国申请号10-2017-0148436的优先权，其整体通过引用的方式结合于此。
虽然已经为了说明性目的而公开了本发明的优选实施例，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离如在所附权利要求中定义的本发明的范围和实质的情况下，各种修改、添加和替代都是可能的。

Claims (13)

1.一种用于检测电子驻车制动器的故障的方法，包括：
通过电子控制单元检测在eDIH驻车制动器的驻车操作过程中施加至电机的电流，并检测电流斜率改变时的电流拐点，在产生所述电机的起动电流之后在空载段之后的负载产生段中，电流的斜率已经开始升高；并且
通过所述电子控制单元比较检测到的电流拐点的电流值与预设参考电流拐点的电流值，并且当检测到的电流拐点的电流值与参考电流拐点的电流值相差预设误差范围或者更大时，识别在所述eDIH驻车制动器的驻车操作过程中出现故障。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，当检测到的电流拐点的电流值小于参考电流拐点的电流值时，所述电子控制单元识别在所述eDIH驻车制动器的驻车操作过程中出现故障。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，参考电流拐点的电流值是当在所述eDIH驻车制动器的驻车操作过程中产生的执行机构的电流值对应于弹簧的压缩力时的电流值。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
通过所述电子控制单元检测到达检测到的电流拐点的时间；
将到达检测到的电流拐点的时间与到达参考电流拐点的预设时间进行比较；并且
当到达电流拐点的时间与到达参考电流拐点的时间相差预设误差范围或者更大时，识别在所述eDIH驻车制动器的操作过程中出现故障。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，到达电流拐点的时间表示到达电流的斜率改变时的电流拐点时间，在产生所述电机的起动电流之后从空载段之后的负载产生段的起点开始，电流的斜率已经开始升高。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，当到达电流拐点的时间比到达电流拐点的参考时间短时，所述电子控制单元识别在所述eDIH驻车制动器的驻车操作过程中出现故障。
7.一种用于检测电子驻车制动器的故障的方法，包括：
通过电子控制单元检测释放eDIH驻车制动器的操作状态所需的操作时间；并且
当检测到的操作时间增加到比预设参考时间大的值时，通过所述电子控制单元识别由于摩擦件的磨损而在所述eDIH驻车制动器中出现故障。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括，响应于增加的操作时间通过所述电子控制单元对驾驶员终端输出警报或者报警信息，在识别到出现故障之后，所述警报或者报警信息通知驾驶员需要在衬片和制动盘之间进行间隙调节，因为所述eDIH驻车制动器的衬片磨损。
9.根据权利要求7所述的方法，进一步包括，当检测到的操作时间减小到比预设参考时间小的值时，识别由于除了所述摩擦件的磨损以外的制动器的零件中的误差的原因而在所述eDIH驻车制动器中出现故障。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括，响应于减小的操作时间通过所述电子控制单元而对驾驶员终端输出警报或者报警信息，在识别到出现故障之后，所述警报或者报警信息通知驾驶员在所述eDIH驻车制动器的零件中出现异常。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，所述操作时间表示施加至电机的电流开始朝着预设目标电流值升高的时间。
12.根据权利要求7所述的方法，其中，释放所述eDIH驻车制动器的驻车操作所需的操作时间对应于通过增加段a、b和c的段a和b来获得的时间，其中，所述段a是在反向方向上驱动所述eDIH驻车制动器的电机以释放加压力的地方，所述段b是使电机空载地旋转直到在释放加压力之后所述eDIH驻车制动器的活塞到达转矩板为止的地方，所述段c是在所述活塞到达所述转矩板之后重新压缩弹簧且电流升高以达到参考电流值的地方。
13.一种用于检测电子驻车制动器的故障的设备，包括电子控制单元，所述电子控制单元配置为在eDIH驻车制动器的驻车操作过程中检测施加至电机的电流，并检测电流的斜率改变时的电流拐点，在产生所述电机的起动电流之后在空载段之后的负载产生段中，电流的斜率已经开始升高，
其中，所述电子控制单元将检测到的电流拐点的电流值与预设参考电流拐点的电流值进行比较，并且当检测到的电流拐点的电流值与参考电流拐点的电流值相差预设误差范围或者更大时，识别在所述eDIH驻车制动器的驻车操作过程中出现故障。
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