CN110171408A - 操作和控制制动器的方法 - Google Patents

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CN110171408A CN201910121655.7A CN201910121655A CN110171408A CN 110171408 A CN110171408 A CN 110171408A CN 201910121655 A CN201910121655 A CN 201910121655A CN 110171408 A CN110171408 A CN 110171408A
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增田隆
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Abstract

本发明涉及操作和控制制动器的方法。控制制动系统的方法包括以下步骤：确定电机时间常数；基于电机时间常数估计电机的电机温度；估计制动系统的部件的位置；基于部件的估计位置估计夹紧力；将所估计的夹紧力与阈值预定的夹紧力值进行比较，以确定是否已经产生足够的夹紧力。

Description

操作和控制制动器的方法
技术领域
本教导涉及操作和控制制动器的方法。
背景技术
制动系统包括至少一个制动部件，该制动部件抵靠移动部件移动以产生夹紧力。夹紧力可用于减慢、停止或防止移动部件的移动。在车辆应用中，制动部件可以是制动衬块或制动蹄，并且移动部件可以是制动转子或制动鼓。
一些制动系统是机电系统，其包括制动电机和/或致动器，用于使制动部件抵靠移动部件移动以产生夹紧力。一些系统使用位置传感器来提供与制动电机输出的角度位置和/或致动器或制动部件的位置有关的信息，以确定何时在制动部件和移动部件之间进行接触和/或何时或是否已经产生夹紧力。
为了降低成本、包装空间和重量，并且为了符合车辆指南和建议，可能需要制动系统，该制动系统不需要或不包括位置传感器。例如，可能需要具有制动系统，和/或用于精确确定是否和/或何时在制动部件和移动部件之间进行接触，和/或是否和/或何时产生夹紧力的方法，而不依赖于位置传感器。控制制动系统的一些示例在美国专利申请号US2015/0066324和US2016/0025169中公开，出于所有目的，这两个专利都通过引用明确地并入本文。
发明内容
这些教导提供了一种制动系统。这些教导还提供了用于操作和/或控制制动系统的方法或控制逻辑。
根据本文教导的方法或控制逻辑可用于精确且准确地估计和/或确定何时在制动部件和移动部件之间进行接触和/或已经产生夹紧力。这些教导提供了一种制动系统和/或方法，例如，用于精确和准确地估计和/或确定何时在制动部件和移动部件之间进行接触和/或在不使用位置传感器(例如霍尔效应传感器)的情况下已经产生夹紧力。
根据这些教导的方法可以合并到控制逻辑、计算机、软件、存储器或位于制动系统、计算机、车辆存储器或计算机或其组合中的其它存储介质中。该方法、控制逻辑、计算机、软件、存储器或其它存储介质可以合并到车辆计算机或模块中，例如车辆的电子控制单元(ECU)。根据本文教导的方法或控制逻辑可以加载或存储在车辆的计算机或存储介质上，用于操作车辆的制动系统。
根据本文教导的方法可以合并到车辆制动系统、驻车制动系统或两者中或者作为其一部分。因此，本文使用的制动部件可以是制动衬块或制动蹄，且移动部件可以是制动转子或制动鼓。
一种控制制动系统的方法包括以下步骤：确定电机时间常数；基于电机时间常数估计电机的电机温度；估计制动系统的部件的位置；基于部件的估计位置估计夹紧力；将估计的夹紧力与阈值预定的夹紧力值进行比较，以确定是否已经产生足够的夹紧力。
附图说明
图1是作为盘式制动系统的一种制动系统的立体横截面图。
图2是作为鼓式制动系统的另一种制动系统的立体图。
图3是示出操作或控制图1和/或图2的制动系统的方法的流程图。
图4是电流相对于时间的图。
图5是电机时间常数相对于电机温度的图。
图6是说明图3的方法的步骤116、118和120的流程图。
图7是示出估计的夹紧力相对于估计位置的图。
图8是示出夹紧力目标力偏移基于估计的电机温度的图。
具体实施方式
本教导利用制动系统。制动系统可以是可产生夹紧力的任何装置、系统和/或组件。例如，制动系统可以是盘式制动系统、鼓式制动系统、后盘带鼓式制动系统或其组合。
可以在行车制动器的标准应用过程中产生夹紧力。夹紧力可以是耦合至制动衬块或制动蹄摩擦系数的任何力，分别减慢、停止和/或防止制动转子或制动鼓的移动或旋转；减慢、停止和/或防止车辆的移动；或其组合。
盘式制动系统可包括制动转子、一个或多个制动衬块以及支撑一个或多个制动活塞和驻车制动系统的制动钳，这可包括电机齿轮单元(MGU)和致动器组件。后盘带鼓式制动系统可包括鼓式制动器、一个或多个制动蹄以及支撑驻车制动系统的背板，这可包括电机和致动器组件。
制动转子可以与盘式制动系统的部件、驻车制动系统的部件或两者配合，以在标准制动应用、驻车制动器应用或两者的过程中产生夹紧力。当车辆运动时，制动转子可以与车辆的车轮和车轴一起旋转。制动转子可包括内侧和相对的外侧。为了产生夹紧力，可以抵靠制动转子的至少一个侧面移动或推动一个或多个制动衬块的摩擦材料。在抵靠制动转子移动或推动一个或多个制动衬块之后，可以限制制动转子旋转，并且因此可以减慢、停止和/或限制车辆移动。在远离制动转子移动一个或多个制动衬块的摩擦材料之后，制动转子，并且相应地，车辆可以再次移动。
制动钳可用于支撑制动系统的一个或多个部件、驻车制动系统的一个或多个部件或两者。制动钳可以连接到车辆的转向节或支撑结构。制动钳可以支撑一个或多个制动活塞、一个或多个制动衬块以及一个或多个致动器组件。
一个或多个制动活塞可用于使制动衬块或制动衬块的相应端朝向制动转子的一侧移动以产生夹紧力。在驻车制动器应用过程中和/或在释放驻车制动器应用过程中，制动活塞可以通过相应的致动器组件移动。制动活塞可包括选择性地接合内侧制动衬块压力板的封闭端和限定进入活塞腔开口的开口端。活塞腔可用于接收致动器组件的至少一部分。活塞腔可以是形成在制动活塞一端内的杯或凹部。
致动器组件可用于将一个或多个制动活塞、一个或多个制动衬块或两者朝向制动转子移动以产生夹紧力。致动器组件可用于使一个或多个制动活塞、一个或多个制动衬块或两者远离制动转子移动以释放夹紧力。在盘式制动系统中，致动器组件可包括电机齿轮单元(MGU)、主轴和螺母。在后盘带鼓式制动系统中，致动器组件可包括电机、主轴、螺母和制动拉索。
电机齿轮单元(MGU)可用于生成和/或传递适用于产生和/或释放夹紧力的力或扭矩。在应用驻车制动系统过程中，MGU可用于生成足以使一个或多个相应主轴和螺母、一个或多个制动活塞、一个或多个制动衬块或其组合朝向制动转子移动的力或扭矩。在释放驻车制动器过程中，MGU可用于生成足以使一个或多个相应的主轴和螺母、一个或多个制动活塞或两者远离一个或多个制动衬块移动的力或扭矩，使得制动片远离制动转子移动。
MGU可以是可用于执行一个或多个前述功能的任何设备或设备组合。MGU可包括电机。电机可以是任何合适的电机。例如，电机可以是直流(DC)电机、串励电机、并励电机、复励电机、他励电机、伺服电机或永磁电机。MGU可包括一个或多个齿轮或齿轮系或可与其连通，所述齿轮或齿轮系可用于传递、增加和/或减小由电机生成的输出力或扭矩。MGU的至少一部分可以包含在壳体内。壳体可以与制动钳一体形成；可拆卸地连接在制动钳上；永久固定在制动钳上；或以任何合适的方式附着在车辆上。一个或多个齿轮或齿轮系可位于壳体内或位于壳体外部。一个或多个齿轮或齿轮系可以位于电机或MGU的输出轴和一个或多个主轴之间。
一个或多个主轴可用于将来自电机、MGU、一个或多个齿轮或齿轮系或其组合的扭矩传递成线性力，以使相应的螺母、相应的制动活塞和/或相应的制动衬块转子朝向制动器移动，以产生夹紧力。一个或多个主轴可用于将来自电机、MGU或两者的扭矩传递成线性力，以使相应的螺母、相应的制动活塞和/或相应的制动垫远离制动转子移动，以释放夹紧力。一个或多个主轴中的每一个可具有与电机、MGU或两者的输出连通的输入部分，以及与相应螺母连通的输出部分。输入部分可以从电机、MGU或两者接收电机扭矩，这可使主轴旋转。输入部分可包括用于与电机、MGU或两者连接的任何合适的连接。例如，连接可包括螺纹接合、摩擦接合、干涉接合，和/或输入部分可通过一个或多个机械紧固件接合到电机齿轮单元。优选地，连接是键控的(即可以包括齿、齿轮、凹口、凹槽等)。一个或多个主轴的输出部分可包括用于与螺母连接的任何合适的连接。优选地，输出部分可以与螺纹接合的相应螺母接合；然而，可以使用滑动接合、干涉接合、永久接合、可移除接合、键控接合或任何其它合适的接合。
一个或多个螺母中的每一个可用于移动相应的制动活塞。也就是说，一个或多个螺母中的每一个可以容纳在相应的制动活塞的活塞腔中。一个或多个螺母可以将从相应主轴接收的扭矩传递成线性力，以使制动活塞沿着活塞轴线朝向和/或远离活塞腔的底表面轴向移动。换句话说，相应主轴的旋转可以使相应的螺母沿着螺母轴线轴向移动。例如，在驻车制动器应用过程中，主轴可以沿第一方向或应用方向旋转，这可以使螺母沿第一方向或应用方向朝向活塞腔的底表面移动。主轴的进一步旋转可使螺母与活塞腔的底表面接合，然后移动制动活塞和制动衬块，直到制动衬块的摩擦材料最终接合制动转子。在释放驻车制动器应用过程中，主轴可以在第二方向或释放方向上旋转，这可以使螺母在第二方向或释放方向上远离活塞腔的底表面移动，使得制动活塞和制动衬块可以远离和脱离制动转子。
后盘带鼓式制动系统可包括鼓式制动器以及支撑一个或多个制动蹄和驻车制动系统的背板，这可包括电机和致动器组件。
制动鼓可以与后盘带鼓式制动系统的部件、驻车制动系统的部件或两者配合以在制动应用、驻车制动器应用或两者的过程中产生夹紧力。当车辆运动时，制动鼓可以与车辆的车轮和车轴一起旋转。在一个或多个制动蹄被径向向外推动并与制动器的内表面接合之后，可以限制制动鼓旋转，并且因此可以减慢、停止和/或限制车辆移动。在一个或多个制动蹄远离制动鼓移动之后，制动鼓，并且相应地，车辆可以再次移动。
一个或多个制动蹄可用于产生夹紧力。一个或多个制动衬块可包括压力板和摩擦材料。一个或多个制动蹄的压力板可以与一个或多个扩展机构连通。在制动器应用过程中，致动器组件可以移动一个或多个扩展机构，这可以使一个或多个制动蹄或一个或多个制动蹄的端部抵靠制动鼓的内表面径向向外移动，以产生夹紧力。
致动器组件可用于使一个或多个制动蹄朝向或远离制动鼓的内表面移动。也就是说，在制动应用过程中，致动器组件可以移动一个或多个扩展机构，这可以使制动蹄径向向外移动，并抵靠制动鼓以产生夹紧力。在制动器释放过程中，致动器组件可以移动一个或多个扩展机构，这可以使制动蹄远离制动转子移动，并脱离与制动转子的接合，并释放夹紧力。致动器组件可以包含在壳体内，并且其中可通常包括电机、主轴和螺母。壳体可包括保护制动拉索和主轴的至少一部分的护套。护套通常可由柔性材料制成。
致动器可以是在2015年6月25日提交的共同拥有的美国专利申请号14/750,488中公开的类型，出于所有目的，其在此通过引用并入本文。致动器可以是在2016年8月26日提交的共同拥有的美国专利申请号15/248,134中公开的类型，出于所有目的，其在此通过引用并入本文。
制动拉索可用于移动一个或多个制动蹄以产生或释放夹紧力。当主轴通过螺母和电机移动时，可移动制动拉索。可以拉动制动拉索，其通过连接部分可以移动与一个或多个制动蹄连通的扩展机构或驻车制动杆，使得一个或多个制动蹄与制动鼓的内表面接合以产生夹紧力。一旦获得了夹紧力，制动拉索可能处于拉伸状态。因此，沿第二方向或释放方向移动主轴可以减小制动拉索中的张力，从而允许扩展机构移动，使得一个或多个制动蹄可以脱离制动鼓的内表面，并释放夹紧力。制动拉索可包括用于接合驻车制动杆、一个或多个制动蹄等或其组合的连接部分。连接部分可以是可接合驻车制动杆、一个或多个制动蹄等或其组合的任何特征。例如，连接部分可以是接合爪、钩、电缆压接件等。
图1是作为盘式制动系统的制动系统10的立体横截面图。制动系统10包括制动钳12，其适于支撑相对的制动部件14、16，分别为内制动衬块和外制动衬块。制动钳12还适于支撑制动活塞18和致动器组件20。每个制动衬块14、16包括摩擦材料22，摩擦材料22布置成朝向制动部件(即制动转子)的一侧。致动器组件20包括主轴24、螺母26和制动电机28。
制动系统10可适于产生夹紧力。夹紧力可用于减慢、停止或防止移动部件(即制动转子)的移动。在应用行车制动器、驻车制动器或两者的过程中可以使用夹紧力来减慢、停止或防止移动部件的移动。在车辆应用中，移动部件可以是制动转子，并且夹紧力可用于减慢、停止或防止制动转子并因此车轮以及最终车辆的移动。
为了产生夹紧力，制动电机28适于产生扭矩，该扭矩适于使主轴24沿应用方向移动或旋转。齿轮系可以位于制动电机28的输出和主轴24之间，使得在扭矩传递到主轴24之前，由制动电机28产生的扭矩增大或减小。在应用方向上旋转主轴24，可使得螺母26在朝向制动活塞18中的活塞腔底表面的应用方向上进行轴向移动。在螺母26接触活塞腔的底表面之后，主轴24的进一步旋转使得螺母26轴向移动并推动制动活塞18，并因此推动制动衬块14抵靠制动转子。同时，一个或多个制动钳指朝向并抵靠制动转子的相对侧拉动外侧制动衬块16，直到获得足够的夹紧力。
为了释放夹紧力，制动电机28适于产生扭矩，该扭矩使得主轴24沿相反的释放方向移动或旋转。沿释放方向旋转主轴24使得螺母26沿相反的释放方向轴向移动，以远离制动活塞18的底表面，从而允许制动活塞18和制动衬块14、16远离制动器转子移动，从而释放夹紧力。在夹紧力减小或释放之后，移动部件或制动转子可以再次移动。在车辆应用中，这可能意味着车轮以及车辆可以再次移动。
图2是作为后盘带鼓式制动系统的制动系统50的立体横截面图。制动系统50包括背板52，该背板52适于支撑作为制动蹄的一对制动部件54a、54b。制动系统50包括致动器组件56和制动电机58。扩展机构60位于制动蹄54a、54b之间。
制动系统50可以适于产生夹紧力。夹紧力可用于减慢、停止或防止移动部件或制动转子的移动。在应用行车制动器、驻车制动器或两者的过程中，可以使用夹紧力。
为了在图2的制动系统50中产生夹紧力，制动电机58适于产生电机扭矩，该电机扭矩使制动拉索拉动扩展机构60，这使得制动蹄54a、54b中的一个或两个移动，并接合制动鼓的内表面，以产生夹紧力。
为了释放图2的系统50中的夹紧力，制动电机58适于产生扭矩，该扭矩使得制动蹄54a、54b中的一个或两个移动并脱离制动鼓的内表面，以释放夹紧力。在夹紧力减小或释放之后，移动部件或制动鼓可以再次移动。在车辆应用中，这可能意味着可以移动车轮，并因此再次移动车辆。
参考图3，使用图1和图2中的任一个或两个的制动系统10、50所产生的夹紧力可以根据方法100进行操作、控制或监控。方法100可以在制动应用、驻车制动应用或两者中使用。方法100可用于确定是否和/或何时已经产生或生成足够的夹紧力。有利地，方法100可用于确定是否和/或何时已经产生或生成足够的夹紧力，而无需使用位置传感器或霍尔效应传感器。
方法100可包括多个离散步骤。这些步骤几乎可以按任何顺序执行。可以省略、重复一个或多个步骤和/或与本文公开的其它步骤组合。
方法100包括应用制动器的步骤102。应用步骤102可以开始或可以由用户的特意行为启动。例如，应用步骤102可以在用户按压、接合或以其它方式移动或放置踏板、杠杆或按钮过程中或之后发生。
另外地或替代地，应用步骤102可以自动开始。例如，可以在车辆停止或在预定时间量内不移动；拉起停车挡；熄火；开车门；安全带解开；或其组合的时候或之后，自动启动应用步骤102。
在应用步骤102处或在其过程中，将动力传递到制动电机28、58。可以通过计算机、电子稳定性控制器(ESC)和/或车辆电池产生，提供和/或传输动力到制动电机28、58。该动力使制动电机28、58启动或通电。
在步骤104处或在其过程中，确定或测量涌入电流。涌入电流也可以称为输入浪涌电流或接通电流，是在步骤102中电机28、58通电或首次启动的时候/之后由电机28、58消耗的最大瞬时电流。该确定或测量的涌入电流值存储在存储器中。在图4中，涌入电流在122处被识别为Ipeak。
在步骤104处或在其过程中，作用在电机28、58上的负载或扭矩可以为零。这意味着很少或没有负载或电阻作用在电机28、58的输出上。这可能意味着当电机28、58消耗电流时，电机28、58的输出轴或输出齿轮不旋转或不移动。这可能意味着电机28、58正在消耗电流，并且电机28、58的输出轴或输出齿轮正在旋转，但是尚未产生或生成夹紧力。换句话说，虽然电机28、58可以在步骤104中从电源消耗电流，但制动部件(即制动衬块或制动蹄)尚未与移动部件(即制动器或制动鼓)接触或按压。
在步骤106处或在其过程中，确定或测量自由运行电流I0和自由运行电压V0。在步骤104处或在其过程中(图4中的点122处)确定或测量涌入电流Ipeak之后，确定或测量自由运行电流I0和自由运行电压V0。
在空载或自由状态过程中确定或测量自由运行电流I0和自由运行电压V0，该空载或自由状态是制动部件(即制动衬块或制动蹄)接触移动部件(即制动转子或制动鼓)之前的间隔或时间段。换句话说，在确定或测量涌入电流Ipeak之后，但在制动部件接触移动部件并开始产生或生成夹紧力之前的时间段过程中，测量或确定自由运行电流I0和自由运行电压V0。一旦确定或测量，自由运行电流I0和自由运行电压V0存储在存储器中。在图4中，自由运行电流I0在124处示出。在确定自由运行电流I0和自由运行电压V0之后，在整个方法100中监控持续供应到制动电机28、58的电流I和电压V，并还存储在存储器中。
在步骤108处或在其过程中，确定或计算电机时间常数Tm。电机时间常数Tm可定义为在上述步骤106中讨论的空载或自由运行状态过程中，制动电机28、58达到其最大额定速度的63.2％所需的时间。制动电机28、58的最大额定速度可以是通常由制动电机供应商或制造商提供的已知值。
使用来自步骤106的自由运行电流I0和自由运行电压V0的所确定或所测量的值，以及来自步骤104的测量或确定的涌入电流Ipeak，以确定或计算电机时间常数Tm。电机时间常数Tm是从制动电机28、58的启动开始到制动电机28、58消耗特定电流阈值的时间。可以根据以下公式确定或计算电流阈值：Ipeak*(1-0.632)。换句话说，电流阈值约为Ipeak的36.8％，这是在步骤104处或在其过程中确定或测量的涌入电流。
或者，参考图4，电机时间常数Tm在126处被示出，并且可以被定义为在涌入电流Ipeak 122与电机电流I被测量或确定为等于或低于涌入电流122Ipeak的36.79％时之间的时间，在步骤104确定或测量该涌入电流122Ipeak。
在步骤110处或在其过程中，使用在步骤108确定的电机时间常数Tm估计电机温度。参考图5，电机时间常数Tm与电机温度具有正的和大致线性的关系。因此，在步骤108中确定电机时间常数Tm之后，可以使用图5精确地估计电机温度。可以将图5配置为存储在存储器中的查找表。
在步骤112处或在其过程中，基于来自步骤110的估计的电机温度和/或基于来自步骤108的电机时间常数Tm，确定电机电阻Ra、电机扭矩常数Kt和粘度v的值。
电机电阻Ra与电机温度具有大致正相关性，并且使用以下公式计算：Ra＝Ra0*[1+α*(Tc-25)]，其中Tc是来自步骤110的估计的电机温度，并且α使电机电阻Ra的变化与估计的电机温度Tc相关。α是正值。Ra0是室温25℃下的电机电阻Ra。
电机扭矩常数Kt与电机温度具有大致负相关性，并且可以使用以下公式计算：Kt＝Kt0*[(1+β*(Tc-25)]，其中Tc是来自步骤110的估计的电机温度，β使电机扭矩Kt的变化与估计的电机温度Tc相关。β可以具有负值。Kt0是在室温25℃下从步骤108得到的电机扭矩常数Tm。
粘度v基于估计的电机温度或与其相关，并且可以通过使用来自步骤110的估计的电机温度和/或来自步骤108的电机时间常数Tm，以使用存储在存储器中的查找表来确定。
在确定电机电阻Ra、电机扭矩常数Kt和粘度v之后，确定观察者参数。观察者参数可以适于估计图1或图2的制动系统的部件的位移、或位置、或角度位置或旋转位置。例如，制动系统的部件可以是电机28、58的输出(图1和图2)；主轴24(图1)；螺母26；致动器组件56(图2)；扩展机构60(图2)或其组合。申请人在2016年10月11日提交的美国申请号15/290,716中更详细地讨论了观察者参数，该申请要求2015年10月14日提交的US62/241,340的优先权，出于所有目的，这两个专利的全部内容通过引用明确地并入本文。观察者参数在上述申请中被识别为线性时变观测器(LTV)300。
可以根据以下等式确定或计算观察者参数：
在步骤112或在其过程中确定的电机电阻Ra、电机扭矩常数Kt和粘度v的值用于确定上面的连续时间状态/系统矩阵A'和输入矩阵B'。在上述等式中，nu表示粘度v；Kt表示电机扭矩常数；Ra表示电机电阻。再次，nu、Kt和Ra在步骤112处或在其过程中确定。
为了提高计算效率，使用下面的公式，基于离散采样时间T计算离散的代表值Ad和Bd，其中I表示单位标识矩阵。
这里，Ad≡eA′TBd≡A′-1(eA′T-I)B′
在步骤112之后，该方法可以执行步骤114或直接执行步骤116。也就是说，下面描述的步骤114可以是可选的或省略的。
在步骤114处或在其过程中，检测拐点。申请人于2016年10月11日提交的美国申请号15/290,716中也更详细地讨论了该拐点，该申请要求于2015年10月14日提交的US62/241,340的优先权，出于所有目的，这两个申请均通过引用并入本文。
在应用制动或产生夹紧力的过程中，拐点可以是在制动部件(即制动衬块或制动蹄)与移动部件(即制动转子或制动鼓)接触的情况下。换句话说，拐点可以是在制动部件和移动部件之间限定零间隙或零缺口的情况下。
在应用制动或产生夹紧力的过程中，当电流I的变化除以制动系统的部件的位移或位置或角度位置或旋转位置的变化时，可以计算或检测拐点，制动系统(图1或图2)的部件大于或等于阈值预定值。同样，制动系统的部件可以是电机28、58的输出(图1和图2)；制动主轴24(图1)；螺母26；致动器组件56(图2)；扩展机构60(图2)或其组合。同样，图1或图2的制动系统部件的位移或位置或角度位置或旋转位置的变化是由上面步骤112讨论的观察者参数确定估计的。
拐点在图4中以128示出，其中电机电流不再自由运行I0，而是改变或增加。也就是说，在制动部件与移动部件接触时的拐点处，制动电机消耗额外的电流I，以继续使制动部件抵靠移动部件移动，以产生夹紧力。
在检测或确定拐点之后，将估计位置强制或重置为零。“估计位置”可以指图1和/或图2的制动系统部件的估计角度位置或旋转位置，它可以是电机28、58的输出；主轴24；螺母26；致动器组件56；扩展机构60'或其组合。然后，当制动电机继续消耗电流I时，电机28、58的输出的角度位置或旋转位置；主轴24的位置；螺母26的位置；致动器组件56的位置；膨胀机构60'的位置或其组合发生变化。
在步骤112或步骤114之后，该方法执行步骤116。参考图6，步骤116包括多个子步骤116A、116B、116C、116D和116E。
在子步骤116A处或在其过程中，根据以下公式计算或确定制动部件的估计位置
在上面的等式中，制动部件的估计位置被连续地计算/更新，这将在下面进一步讨论，这是之后“(k+1)”指定的原因，直到估计的夹紧力(在下面的子步骤116B中确定)大于或等于预定的阈值夹紧力值。
在子步骤116A处或在其过程中计算或确定制动部件的估计位置之后，在子步骤116B处或在其过程中利用查找表确定估计的夹紧力，例如图7中所示的查找表。如图7所示，估计的夹紧力和估计位置具有正的和大致正的线性关系。
然后在步骤118处或在其过程中，将估计的夹紧力与预定的阈值夹紧力值进行比较。预定的阈值夹紧力值是确定为提供足够的夹紧力或保持力以限制或防止移动部件(即制动转子或制动鼓)的移动或旋转的力值。预定的阈值夹紧力值是所需的夹紧力，其必须生成以完成制动器应用或驻车制动器应用。
如果估计的夹紧力大于或等于预定的阈值夹紧力值，则已经产生所需的夹紧力，并且该方法执行步骤120，其中系统关闭和/或方法完成。再次如图4所示，在130处产生所需的夹紧力，然后中断向制动电机的供电和/或关闭制动电机和/或停止消耗电流。
然而，如果估计的夹紧力小于预定的阈值夹紧力值，则该方法执行确定电机负载扭矩Tm的子步骤116C。随着制动部件(制动衬块，制动蹄)进一步抵靠移动部件(制动转子，制动鼓)移动以增加夹紧力，作用在制动电机28、58上的负载或扭矩Tm增加。随着电机负载扭矩Tm增加，制动电机28、58继续消耗额外的电流I(即在图4中的拐点128和终点30之间)。在申请人于2016年10月11日提交的美国申请号15/290,716和申请人于2015年10月14日提交的申请62/241,340中讨论了电机负载扭矩Tm。在申请人的美国申请号15/290,716中，电机负载扭矩Tm是使用EQ16和EQ17确定的。
在子步骤116C处或在其过程中确定或计算电机负载扭矩Tm之后，电机负载扭矩Tm用于在子步骤116A处或在其过程中重新计算或更新制动部件的估计位置该方法然后返回到子步骤116B，其中制动部件的更新的估计位置用于确定估计的夹紧力(即图7)，然后再与在步骤118的阈值预定的夹紧力值进行比较。如果更新的估计夹紧力大于或等于阈值预定的夹紧力值，则该方法执行步骤120。然而，如果更新的估计夹紧力值仍低于预定阈值夹紧力值，则该方法返回到确定更新的电机负载扭矩Tm的子步骤116C。该方法以这种方式重复，直到估计的夹紧力大于或等于阈值预定的夹紧力值。
在子步骤116A确定的估计位置还用于在步骤116D估计制动电机电流消耗(i-hat)，以及在子步骤116E估计制动电机速度
在步骤116D使用以下等式估计或确定估计的制动电机电流消耗
估计的制动电机速度是制动电机的输出旋转或移动的速度。随着夹紧力增加，制动电机速度降低。使用以下等式估计或确定估计的制动电机速度
从子步骤116D估计的制动电机电流消耗和从子步骤116E估计的制动电机速度然后反馈到确定更新的估计位置的步骤116A。估计的制动电机速度和估计的制动电机电流消耗连续地反馈到子步骤116A中，直到步骤116B中的估计的夹紧力大于或等于预定的阈值夹紧力值，则该方法转到方法完成的步骤120。
参考图8，预定的阈值夹紧力值(也可称为夹紧力目标)可根据估计的电机温度而偏移或改变或更新，该估计的电机温度在步骤110或在其过程中估计或确定。
也就是说，连续监控电压并将其存储在存储器中。随着来自步骤110的电机的估计温度升高(即参见图5)以及电压增大，夹紧力目标改变。因此，当估计的电机温度和电压增大时，在步骤118中使用的夹紧力目标值将偏移或改变。

Claims (20)

1.一种控制制动器的方法，其包括以下步骤：
确定电机时间常数，
基于所述电机时间常数估计电机的电机温度，
估计所述制动器的部件的位置，
基于所述部件的估计位置估计夹紧力，
将所估计的夹紧力与阈值预定的夹紧力值进行比较，以确定是否已经产生足够的夹紧力。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：测量涌入电流。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：测量自由运行电流和自由运行电压。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：在测量所述涌入电流之后，测量自由运行电流和自由运行电压。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，测量所述自由运行电流和所述自由运行电压的步骤是在空载状态过程中。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，使用包括(Ipeak-I0)*(1-1/exp(1))+I0)的公式确定所述电机时间常数，其中Ipeak是涌入电流，且I0是自由运行电流。
7.根据权利要求2所述的方法，其中，当提供给所述电机的电流为所测得的涌入电流的36.8％或约36.8％时，确定所述电机时间常数。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：确定电机电阻、确定电机扭矩常数以及确定粘度。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：确定电机电阻、确定电机扭矩常数以及基于所估计的电机温度确定粘度，并且
其中：
a)使用以下公式计算所述电机电阻：Ra＝Ra0*[1+α*(Tc-25)]；以及
b)使用公式Kt＝Kt0*[(1+β*(Tc-25)]计算所述电机扭矩常数。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：确定电机电阻、确定电机扭矩常数以及基于所述电机时间常数确定粘度，并且
其中：
a)使用以下公式计算所述电机电阻：Ra＝Ra0*[1+α*(Tc-25)]；以及
b)使用公式Kt＝Kt0*[(1+β*(Tc-25)]计算所述电机扭矩常数。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：确定拐点，并且
其中，所述拐点是所述制动器的制动部件和所述制动器的移动部件之间的零间隙状态。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，当供应给制动电机的电流的变化除以制动电机的角度位置的变化大于或等于阈值预定值时，确定所述拐点。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：根据所估计的电机温度，更新阈值预定的夹紧力值。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：根据所估计的电机温度和电压变化，更新阈值预定的夹紧力值。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：确定电机负载扭矩。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：估计制动电机的制动电机速度。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：估计所述制动电机的电流消耗。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所估计的制动电机速度和所估计的电流消耗用于更新所述制动器的所述部件的估计位置。
19.根据权利要求1所述的方法，其中，所述制动器是行车制动器。
20.根据权利要求1所述的方法，其中，所述制动器是驻车制动器。
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