CN111247043B - 用于确定鼓式制动器的操作变量的方法、鼓式制动器组件、分析单元和存储介质 - Google Patents

用于确定鼓式制动器的操作变量的方法、鼓式制动器组件、分析单元和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于确定鼓式制动器的操作变量的方法，所述方法使用作用在支撑用支承件(25)上的力。本发明进一步涉及一种相关联的鼓式制动器组件(10)、一种相关联的分析单元(50)以及一种相关联的存储介质。

Description

用于确定鼓式制动器的操作变量的方法、鼓式制动器组件、分 析单元和存储介质
技术领域
本发明涉及一种用于确定鼓式制动器的操作变量的方法、一种相关联的鼓式制动器组件、一种相关联的分析单元以及一种相关联的存储介质。
背景技术
鼓式制动器通常用作机动车辆中的行车制动器。这些鼓式制动器还可以执行驻车制动功能。在已知的鼓式制动器的情况下，这些鼓式制动器通常由制动缸液压地致动，而制动缸又直接由制动踏板致动。因此，机动车辆的驾驶员可以通过踩下制动踏板来实现制动效果。
鼓式制动器还可以采用机电结构，从而使这些鼓式制动器能够独立于液压制动系统起作用。例如，这对于由车辆电子设备直接触发的制动功能可能是合适的。
鼓式制动器的示例在WO 99/37935 A1、EP 988468 B1、US 4615419和WO 2017/021114 A1中示出。
通常不监测已知的鼓式制动器以确定其是否正在实现期望的制动效果，即，是否正在产生期望的制动力矩或期望的施加力。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于确定鼓式制动器的操作变量的方法，该方法允许更好地监测鼓式制动器。另外，本发明的目的是提供一种相关联的鼓式制动器组件，通过该鼓式制动器组件可以执行这种方法。此外，本发明的目的是提供一种相关联的分析单元和一种相关联的存储介质。
根据本发明，这通过根据相应的主权利要求的方法、鼓式制动器组件、分析单元和非易失性计算机可读存储介质来实现。有利的改进例如可以从对应的从属权利要求中收集。权利要求书的内容通过明确引用并入说明书的内容中。
本发明涉及一种用于确定鼓式制动器的操作变量的方法，所述方法具有以下步骤：
-通过传感器记录该鼓式制动器的制动蹄的至少一个支承力，以及
-基于该支承力计算该操作变量。
如本申请的发明人已经确定的，可以基于这样的支承力来计算在鼓式制动器的操作期间可以有利地监测的典型操作变量。
根据一个实施例，当该鼓式制动器的鼓正在旋转时，该操作变量是制动力矩。由此可以监测鼓式制动器作为用于使行驶中的车辆减速的行车制动器的效果。
根据一个实施例，在该鼓式制动器的前制动蹄处测量该支承力，其中，优选地通过将该支承力乘以预定因子来计算该制动力矩。由此可以实现对制动力矩的估计，这实际上对于许多应用就足够了。
根据一个实施例，在该鼓式制动器的前制动蹄处测量该支承力，其中，在该鼓式制动器的后制动蹄处测量另一支承力。在这种情况下，优选地基于该支承力和该另一支承力来计算该制动力矩。
由此可以进行该制动力矩的计算，该计算甚至比仅使用一个支承力更好，并且在甚至更多的操作情况下也最接近实际施加的制动力矩。
在此，前制动蹄通常被解释为是指由该鼓式制动器的旋转鼓压入支承件中的制动蹄。在此，后制动蹄通常被解释为是指由该鼓式制动器的旋转鼓推出支承件的制动蹄。
在这种背景下，该制动力矩优选地被计算为该支承力与该另一支承力之间的差，其中，该差乘以预定因子。对于典型应用中的制动力矩，这已被证明是一种简单且准确的计算过程。
根据一个实施例，当该鼓式制动器的鼓不旋转时，操作参数是施加力。由此可以在该鼓式制动器被用作驻车制动器时监测施加力。因此，在这种情况下，该鼓式制动器使静止的车辆保持静止。
在这种情况下，尤其可以通过将该支承力乘以预定因子来计算该施加力。对于典型应用，这已被证明是一种简单且准确的计算过程。
应理解的是，本文所描述的与施加力的计算和制动力矩的计算有关的实施例还可以彼此组合，并且因此，例如，当车辆在运动中且该鼓式制动器的鼓正在旋转时该操作变量可以是制动力矩，并且当车辆不在运动中且该鼓式制动器的鼓不旋转时该操作参数是施加力。
尤其可以将机电鼓式制动器用作鼓式制动器。在这种机电鼓式制动器的情况下，如本文所描述的监测可能是特别有利的，因为其允许进一步的自动化过程，诸如自主驾驶或自动制动。
优选地，在该制动蹄的支撑用支承件处测量该支承力。同样优选地，在该另一制动蹄的另一支撑用支承件处测量该另一支承力。结果，可以直接在相应的支撑用支承件处测量该支承力和该另一支承力，其中，这些制动蹄可以支撑在该鼓式制动器的其他部分上的支撑用支承件中。
本发明进一步涉及一种鼓式制动器组件。该鼓式制动器组件具有至少一个制动蹄、至少一个支撑用支承件和在该支撑用支承件上的至少一个力传感器，该力传感器用于测量由该制动蹄在该支撑用支承件处产生的支承力。另外，该鼓式制动器组件具有分析单元，该分析单元被配置用于执行根据本发明的方法。关于根据本发明的方法，可以参考本文所描述的所有实施例和变体。
根据一个实施例，该鼓式制动器组件具有至少一个另一制动蹄、至少一个另一支撑用支承件和在该另一支撑用支承件上的至少一个另一力传感器，该另一力传感器用于测量由该另一制动蹄在该另一支撑用支承件中产生的另一支承力。在这种情况下，该分析单元优选地被配置用于执行如本文所描述的使用另一支承力的方法。关于此方法，可以参考所有所描述的实施例和变体。
通过本文所描述的鼓式制动器组件，可以以有利的方式执行根据本发明的方法，并且可以实现与其一起描述的优点。
本发明进一步涉及一种分析单元，该分析单元被配置用于执行根据本发明的方法。此外，本发明涉及一种非易失性计算机可读存储介质，其包含程序代码，在执行该程序代码期间，处理器执行根据本发明的方法。关于根据本发明的方法，在此可以在每种情况下参考本文所描述的所有实施例和变体。
例如，所产生的操作参数(例如施加力或制动力矩)可以用于控制鼓式制动器。
附图说明
进一步的特征和优点将由本领域技术人员参考附图从以下描述的示例性实施例中收集。在附图中：
图1：示出了机电鼓式制动器，
图2：示出了制动力矩与力差之间的关系，
图3：示出了制动力矩与支撑用支承件处的力之间的关系，并且
图4：示出了施加力与支撑用支承件处的力之间的关系。
图1以示意图示出了具有机电鼓式制动器的鼓式制动器组件10，但未展示出鼓。
具体实施方式
图1中所展示的鼓式制动器组件10具有第一制动蹄20和第二制动蹄30。鼓式制动器的鼓(未展示出)通常围绕制动蹄20、30。第一制动蹄20支撑在第一支撑用支承件25中。该第一支撑用支承件包含第一力传感器，该第一力传感器未单独展示出。第二制动蹄30支撑在第二支撑用支承件35中。该第二支撑用支承件包含第二力传感器，该第二力传感器未单独展示出。
在鼓式制动器的上侧，扩张单元40布置在这两个制动蹄20、30之间。在当前情况下，该扩张单元是机电扩张单元40。该扩张单元可以将这两个制动蹄20、30推开，使这两个制动蹄与周围的鼓接触并在鼓旋转时制动该鼓。如果鼓未旋转，则制动蹄会施加固持力。因此，鼓式制动器10既可以用作行车制动器，也可以用作驻车制动器。
当扩张单元40将这两个制动蹄20、30压靠在鼓的内部时，这两个制动蹄通过反作用力支撑在支撑用支承件25、35上。在支撑用支承件处测量由此产生的力。
鼓式制动器组件10具有根据本发明的一个示例性实施例的分析单元50。该分析单元被配置用于执行根据本发明的一个示例性实施例的方法。在此过程期间，将进一步处理刚刚提及的所测得力。
下面参考图2至图4给出关于可以如何分析所测得力的描述。
图2示出了基于力差来计算制动力矩的变体。在此已经发现，形成前制动蹄20的支承力与后制动蹄30的支承力之间的差是合适的准则。例如，在鼓顺时针旋转的情况下(图1的图示中)，第一制动蹄20可以是前制动蹄，并且第二制动蹄30可以是后制动蹄。在此，制动力矩同前制动蹄的力Fauf与后制动蹄的力Fabl之间的力差之间的关系与比例因子m1成比例。因此，根据以下公式计算出作为操作变量的制动力矩MBr：
MBr＝(Fauf-Fabl)·m1＝ΔFAbstützlager·m1
在此，力差被表示为ΔFAbstützlager。
制动力矩和支承力取决于可变的边界条件，例如温度、转速或制动器的摩擦系数。例如，在相同的致动力的情况下，制动力矩和支撑用支承件上的力随着温度的升高而减小。然而，同时，制动力矩与力差之间的关系几乎保持恒定。因此，用于确定制动力矩的准则与可变的边界条件无关，并且为各种操作范围提供了高准确性。
图3中展示了用于确定制动力矩的另一更简单的可能性。这也在旋转鼓的运行情况下发生。然而，在这种情况下，仅使用前制动蹄的支撑力Fauf。与后制动蹄相比，该制动蹄的致动力明显更大。通过比例因子m2建立关系：
MBr＝Fauf·m2
与形成力之间的差相反，此变体呈现出对可变的边界条件的依赖性。因此，产生相对于恒定比例因子m2的偏差ΔMBr。因此，与变体1相比，此关系在各种操作范围内具有较低的准确性，但是另一方面，更易于计算。在图3中示意性地展示了预期的偏差，即，以初始状态和已改变操作范围的不同特性的形式，该初始状态的特性通过比例因子m2进行计算。
图4示出了用于在无力矩的静止鼓的情况下确定施加力的实施例。例如，在水平面上驻车时就是这种情况。在这种情况下，支撑用支承件处的力FAbstützlager与施加力FSp之间存在比例关系。在此运行情况下，这两个制动蹄20、30在支撑用支承件25、35处的力相同。通过比例因子m3描述了施加力MSp与支撑用支承件25、35处的力之间的关系：
FSp＝FAbstützlager·m3
图4中展示出了此关系。
通过根据本发明的过程，可以实施用于行车制动器的基于制动力矩的控制概念。可以避免由于制动力矩差而产生的侧向拉力。也可以实施用于驻车制动器的基于施加力的控制概念。
在此所描述的方法尤其可以用于单一型制动器，例如通过测量在支撑用支承件处的力。
根据本发明的方法的所提及步骤可以以所指示的顺序来执行。然而，这些步骤还可以以不同的顺序来执行。在其实施例之一中，例如，通过特定的步骤组合，可以以不执行其他步骤的方式执行根据本发明的方法。然而，原则上，还可以执行其他步骤，甚至是未提及类型的步骤。
作为本申请的一部分的权利要求书并不代表放弃更多的保护的实现。
如果在这些程序的过程中显现出一个特征或一组特征不是绝对必要的，则申请人现在就渴求用于至少一项不再具有所述特征或所述组特征的独立权利要求的措辞。举例来说，这可以是在提交之日可用的权利要求的子组合或者可以是在提交之日可用的权利要求的、受其他特征限制的子组合。这种需要重新措辞的权利要求或特征组合旨在被理解为被本申请的披露内容覆盖。
此外应指出的是，在不同的实施例或示例性实施例中描述的和/或在附图中示出的本发明的配置、特征、和变体可以以任何方式相互组合。单个或多个特征能够以任何方式彼此互换。由此产生的特征的组合旨在被理解为也被本申请的披露内容覆盖。
在从属权利要求中的反向引用不旨在被理解为放弃实现对反向引用的从属权利要求的特征的独立的、实质的保护。这些特征还可以以任何方式与其他特征组合。
仅在说明书中披露的特征、或仅在说明书或权利要求中披露的特征结合其他特征，基本上可以具有对本发明而言必不可少的自主意义。因此，为了区别于现有技术，它们也可以单独地包括在权利要求书中。

Claims (7)

1.一种用于确定鼓式制动器的操作变量的方法，所述方法具有以下步骤：
-通过传感器记录该鼓式制动器的制动蹄(20，30)的至少一个支承力，以及
-基于该支承力计算该操作变量，
其中，该操作变量是制动力矩(MBr)，在该鼓式制动器的前制动蹄(20)处测量该支承力(Fauf)，在该鼓式制动器的后制动蹄(30)处测量另一支承力(Fabl)，以及基于该支承力(Fauf)和该另一支承力(Fabl)来计算该制动力矩(MBr)，该制动力矩(MBr)被计算为该支承力(Fauf)与该另一支承力(Fabl)之间的差，其中，该差乘以预定因子(m1)。
2.如权利要求1所述的方法，
-其中，当该鼓式制动器的鼓正在旋转时，该操作变量是制动力矩(MBr)。
3.如权利要求1或2所述的方法，
-其中，在该前制动蹄(20)的支撑用支承件(25)处测量该支承力(Fauf)，
和/或
-其中，在该后制动蹄(30)的另一支撑用支承件(35)处测量该另一支承力(Fabl)。
4.如权利要求1或2所述的方法，
-其中，机电鼓式制动器被用作该鼓式制动器。
5.一种鼓式制动器组件(10)，具有
-至少一个制动蹄(20)，
-至少一个支撑用支承件(25)，
-该支撑用支承件(25)上的至少一个力传感器，该力传感器用于测量由该制动蹄(20)在该支撑用支承件(25)中产生的支承力，
-至少一个另一制动蹄(30)，
-至少一个另一支撑用支承件(35)，
-该另一支撑用支承件(35)上的至少一个另一力传感器，该另一力传感器用于测量由该另一制动蹄(30)在该另一支撑用支承件(35)中产生的另一支承力，以及
-分析单元(50)，该分析单元被配置用于执行如前述权利要求1至4中任一项所述的方法。
6.一种分析单元(50)，该分析单元被配置用于执行如权利要求1至4中任一项所述的方法。
7.一种非易失性计算机可读存储介质，包含程序代码，在执行该程序代码期间，处理器执行如权利要求1至4中任一项所述的方法。
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