CN113165629A

CN113165629A - 用来运行自动化的驻车制动器的方法以及相应的装置

Info

Publication number: CN113165629A
Application number: CN201980083398.0A
Authority: CN
Inventors: U·苏塞克
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-12-17
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2021-07-23
Anticipated expiration: 2039-11-27
Also published as: DE102018221953A1; JP2022514543A; CN113165629B; JP7190045B2; WO2020126361A1

Abstract

本发明涉及一种用于运行具有电执行器（2）的自动化的驻车制动器（13）的方法，以便调节用于机动车辆的所限定的夹紧力，所述方法包括至少下述步骤：‑获取所述电执行器（2）的空转；‑在考虑所述电执行器（2）的所获取的空转的情况下调节所述所限定的夹紧力。此外本发明涉及所述方法的应用并且涉及被设置用于执行所述方法的装置（1、9、13、15）。

Description

用来运行自动化的驻车制动器的方法以及相应的装置

本发明涉及一种用于运行具有电执行器的自动化的驻车制动器的方法，以便调节用于机动车辆的所限定的夹紧力，所述方法包括至少下述步骤：

- 获取所述电执行器的空转；

- 在考虑所述电执行器的所获取的空转的情况下调节所述所限定的夹紧力。此外本发明涉及所述方法的应用并且涉及被设置用于执行所述方法的装置。

背景技术

从现有技术已知例如机电式的驻车制动器。这种系统例如具有在车轮制动器处的机电式调节器。通过电动机产生了力矩，所述力矩又通过传动器-及螺杆单元转化成夹紧力。在运行所述驻车制动器时测量了所述电动机的电流。所述电流与所达到的夹紧力直接成比例。如果达到了对于所期望的夹紧力而言所需要的电流，那么就通过短接使得马达进行制动直至静止状态。在所述时间期间无法测量马达电压和马达电流（根据在VDA305-100中的定义）。尽管制动了马达，但是根据已经达到的夹紧力通过马达的惯性旋转或者说关停就产生了所述夹紧力的另外的提升。

发明内容

与之相反，根据本发明的方法能够有利地实现所期望的夹紧力的准确的调节。所述方法尤其使得能够均匀地良好地在温度-和电压变化上调节所述制动器的小的制动力和预定位。

根据本发明通过在独立权利要求中所说明的特征能够实现这一点。本发明的另外的设计方案是从属权利要求的主题。

用于运行具有电执行器的自动化的驻车制动器以调节用于机动车辆的所限定的夹紧力的根据本发明的方法包括至少下述步骤：

- 获取所述电执行器的空转；

- 在考虑所述电执行器的所获取的空转的情况下调节所述所限定的夹紧力。

所限定的夹紧力的建立尤其能够被理解为对于所限定的夹紧力的调节。在这个意义上，所述方法尤其能够在所述驻车制动器的闭合过程期间来使用，以便例如达到所限定的制动力。概念“空转”（也被表示为惯性旋转）应该被理解为在制动时所述驻车制动器的电执行器（电动机）的惯性转动。制动尤其通过直至静止状态的短接来达到。此外，这一方面也应该被理解为空转行程或者说惯性转动行程。如果例如通过短接在实时的时间点启动了所述制动，那么因此就在所述方法中获取了、即计算了或估计了将会出现的空转。在启动实际上的制动时考虑了如此获取的所述空转，以便尽可能精确地在所述空转之后达成并且因此在所述系统中调节所期望的夹紧力。

本发明使得能够通过所述空转来计算所述夹紧力的所预期的另外的提升。借此能够在夹紧力建立期间达成关于实际上所提供的夹紧力的预测。在提供小的夹紧力级时这尤其是有利的，正如例如在转鼓试验台模式期间或者在机械减速（IFA）时那样。借此能够相应地较早地切断所述马达。

此外能够计算在制动期间行进的路径，并且借此例如在所述执行器的预定位时对于HAP-过程（Highly Autonomous Parking（高度地自主泊车））能够在调节已减小的致紧路径（Zuspannweg）时达到较高的准确度。

已制动的马达能够理解为阻尼的弹簧-质量-系统。第一能量存储器例如是旋转的电枢。另外的能量存储器例如是具有与刚度成比例的弹簧常数的制动钳。阻尼通过马达电阻来确定。所述系统的初始状态从所述马达在制动短接（Bremskurzschluss）开始时的转速得出。计算了下降的转速，并且被整合到活塞行程。所述活塞行程能够通过所述系统的刚度来换算成夹紧力。如果相应地考虑了在所述夹紧力建立时的预测，那么就能够以高精度来调节所述所期望的夹紧力。

在所述方法的有利的实施方式中，所述方法包括下述另外的步骤中至少一个步骤：

- 通过所述空转来获取一种夹紧力提升；

- 获取使得所述电执行器去除激活的时间点，以便在所述空转结束之后达到所述所限定的夹紧力。

这一方面被理解为：计算了或者至少估计了由于或者在所述电动机在所述制动时的空转期间所产生的夹紧力提高。所述夹紧力提高能够例如通过所获取的空转行程以及所述制动钳的刚度来计算。

对于所述电执行器的活化的操控应该被理解为“激活”。所述去除激活能够被理解为与之相反。例如所述操控的结束能够被理解为“去除激活”。此外，尤其所述电执行器尤其借助于施加短接进行的直至静止状态的制动也能够被理解为“去除激活”。

在所述方法的可行的设计方案中，在激活所述驻车制动器的电执行器期间——即在运行所述驻车制动器期间、尤其是在实施所述驻车制动器的致紧过程期间，实施了下述步骤中至少一个步骤：

- 获取所述电执行器的空转；

- 通过所述空转来获取一种夹紧力提升；

- 获取使得所述电执行器去除激活的时间点，以便紧接着所述空转来调节所限定的夹紧力。

在所述方法的优选的实施方案中，在达到所述所限定的夹紧力之前就实现了所述电执行器的去除激活。

这一方面被理解为：在实际上达到所期望的夹紧力之前就已经结束了对于所述电动机的操控。随着所述电动机的空转的结束才建立了最终的夹紧力、即调节了所限定的夹紧力。

在所述方法的替代的改进方案中，如此使得所述电执行器去除激活：基于所述电执行器的空转达到了所限定的夹紧力。

这一方面被理解为：在所获取的空转的基础上估计了一种所发生的夹紧力提升。为此可以例如估计与所述制动钳的所获取的刚度成比例的弹簧常数。所述电执行器的制动借助于短接以下述方式来进行：所述空转能够实现在所述时间点所需要的、所述夹紧力的提升。

在所述方法的有利的设计方案中，获取了使得所述电执行器去除激活的时间点，其中，如此确定所述时间点：在所述电执行器的已完成的空转之后调节了所限定的夹紧力。

这一方面被理解为：在一时间点实现了所述去除激活，从而基于所述系统的普遍的在技术上的特征（尤其是马达电阻、马达常数和制动钳的刚度）以及在考虑所述系统的当前的情形（尤其是所述马达的当前的转速、所述驻车制动器的位置）的情况下，在产生的空转结束时来调节所期望的夹紧力。

在所述方法的可行的实施方案中，在所获取的空转的基础上来获取一种夹紧力提升。这一方面被理解为：通过在现在使得所述电执行器去除激活时即将产生的空转，来获取一种将来的夹紧力提升。

在所述方法的优选的改进方案中，在考虑下述因素中的至少一个因素的情况下通过所述电执行器的空转来获取一种夹紧力提升：

- 马达电阻；

- 马达常数；

- 制动钳刚度；

- 空转电流（Leerlaufstrom）。

所获取的参数能够有利地在计算所述电执行器的空转时、或者在通过所述空转来计算所述夹紧力提升时来使用。

在所述方法的替代的实施方式中，通过对于在所述驻车制动器的接通过程期间的电流值和/或电压值进行的评估来获取所述马达电阻。在所述方法的可行的设计方案中，通过对于在所述驻车制动器的接通过程期间的电流值和/或电压值进行的评估来获取所述马达常数。在所述方法的优选的改进方案中，在所述驻车制动器的致紧过程期间获取所述制动钳刚度。

在所述方法的替代的实施方案中，在所述驻车制动器的致紧过程期间调节了多个所限定的夹紧力级（Klemmkraftstufen）。

这一方面被理解为：在驻车制动过程期间不仅调节了所限定的夹紧力，而且调节了多个不同的夹紧力。特别的是，在此以上升的数额的方式调节了多个夹紧力级。例如首先调节了最大值力的10%，然后调节了最大值力的20%，直至最后调节了最大值力。夹紧力级的这种调节也被表示为增量式力应用（Incremental Force Application（IFA））。有利的是，这种方法能够实现被延迟的制动力建立。这例如在所述车辆借助于驻车制动器尤其从较高的速度进行减速时是有利的。当所述车辆处在转鼓试验台上时也能够使用这种方法。

在所述方法的优选的设计方案中获取了，所述车辆是否处在转鼓试验台中。在所述方法的替代的设计方案中获取了，是否需要借助于所述驻车制动器来实施所述车辆的减速。例如检查了，在行驶期间是否进行了驻车制动按键的所限定的手动的操作。

根据本发明，此外设置了在下述情况中的至少一种情况下对于所描述的方法的应用：

- 当所述车辆处于转鼓试验台模式中时；

- 当借助于所述驻车制动器实施了所述车辆的减速时。

在此所介绍的手段此外还创造了一种装置，所述装置被构造，以便在相应的装置中执行、操控或者实施在此所介绍的方法的变型方案的步骤。通过本发明的这种以装置形式的实施变型方案也能够迅速地并且有效率地解决本发明基于的任务。

“装置”在当前能够理解为一种电装置，所述电装置处理了传感器信号并且据此发出控制-和/或数据信号。所述装置能够具有能够以硬件-和/或软件方式来构造的接口。在以硬件方式的构造方案中，所述接口可以例如是所谓的系统-ASIC的部件，该系统-ASIC包含了所述装置的各种功能。然而也可行的是，所述接口是自身的集成化的电路，或者至少部分地由分立的元器件组成。在以软件方式的构造方案中，所述接口可以是软件模块，该软件模块例如在微控制器上存在于其它的软件模块旁边。尤其能够被理解为“装置”的是：制动装置和/或控制器和/或机电式的驻车制动器和/或制动系统。

计算机程序产品或者具有程序代码的计算机程序也是有利的，所述程序代码能够存储在机器能读的载体或存储介质（如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器）上，并且尤其当在计算机或装置上实施所述程序产品或程序时，所述程序代码被用于执行、实施和/或操控根据前面所描述的实施方式中的一种实施方式所述的方法的步骤。

具体实施方式

需要指出的是，在说明书中单独所举出的特征能够以任意的、在技术上有意义的方式来相互组合，并且阐明了本发明的另外的技术方案。借助于附图从实施例的描述中得出了本发明的另外的特征和合理性。

附图示出了：

图1示出了带有以“卡钳上的马达”（“motor on caliper”）构造形式的自动式的驻车制动器的制动装置的截面图；并且

图2示出了用于已制动的电动机的等效电路图；并且

图3示出了在电动机空转时的电压变化曲线；并且

图4示出了方法实施的示意图。

图1示出了用于车辆的制动装置1的示意性的截面图。所述制动装置1在此具有自动化的驻车制动器13（也被称为自动式的驻车制动器、机电式的驻车制动器或自动化的停车制动器、缩写是APB（automatisierte Parkbremse）），所述自动化的驻车制动器借助于机电式的执行器2（电动机）能够施加一用来固定所述车辆的夹紧力。所示出的驻车制动器13的机电式的执行器2为此驱动了沿着轴向方向被支承的螺杆（Spindel）3，尤其是丝杠（Gewindespindel）。所述螺杆3在其背离所述执行器2的端部处设有螺杆螺母4，所述螺杆螺母在所述自动化的驻车制动器13的已致紧的状态中贴靠在制动活塞5处。所述驻车制动器13以这种方式将力传递到制动衬片8、8'或者制动盘7上。所述螺杆螺母在此贴靠在所述制动活塞5的内部的端面（也被称为制动活塞顶的或内部的活塞顶的背面）处。所述螺杆螺母4在所述执行器2的旋转运动以及所述螺杆3的产生的旋转运动时沿着轴向方向移动。所述螺杆螺母4和所述制动活塞5被支承在制动卡钳6中，所述制动卡钳以钳状的方式搭接一制动盘7。所述制动活塞5相对于环境借助于活塞密封环12来密封。

自动化的驻车制动器13例如正如所描绘的那样被构造为“卡钳上的马达”系统，并且与所述行车制动器14组合。所述行车制动器14在图1中被构造为液压式的系统，其中液压式执行器10能够通过ESP-泵或机电式制动力放大器（例如Bosch iBooster（博世机电伺服助力机构））来支持或者能够通过它们来实施。所述执行器10的另外的实施方式也是可设想的，例如以所谓的IPB（Integrated Power Brake（集成式动力制动器））的形式。

所述制动执行器2和10的操控借助于一个或多个输出级、即借助于控制器9来实现，所述控制器可以例如是行驶动力学系统的、例如电子稳定性程序（ESP）的控制器或者其它的控制器。所述车辆的制动系统15包括至少一个制动装置1，所述制动装置由用来制动一车轮的电驻车制动器以及行车制动器组成，优选地由用来制动四个车轮的行车制动器以及用来制动两个车轮的两个驻车制动器组成。

图2示出了用于已制动的电动机的电的等效电路图。由此能够推导出电动机在制动期间随着上升的负载发生的电流-和电压变化曲线。在接通峰（Einschaltpeak）期间确定了马达电阻R_M和马达常数K_M。在之前的致紧过程期间获取了所述制动钳的刚度Stiff。惯量J、传动器传动比ν_Gear、传动器效率η以及螺杆螺距（Spindelsteigung）SpPitch假设是已知的。I_L是所述马达在制动开始时的负载电流。由所述等效电路图能够推导出用于惯性旋转的或者说关停的（ausdrehend）马达的发电的电压u的微分方程：

所述系统的电压变化曲线u由（1）的解作为阻尼的振动以所述负载电流的份额为幅度来补充地得出：

U₀是初始电压（与初始转速成比例）。时间常数τ和圆频率ω计算成：

对于τ典型值是约10-20ms，并且对于ω典型值是约10s^-1。（或者f = 1.5Hz）。因此，所述时间常数的影响是占优势的，并且能够忽略余弦（另外的细节在图3的描述中可以找到）。

图3示出了在电动机空转时的发电机的电压变化曲线。所示出的是，对于初始值u0= 14.3V并且IL = 0.7A，u的电压变化曲线根据下述来计算：

-（1）u_num，（实线），数值解

-（2）u_solv2，（虚线）

-（3）u_solv1，（点划线）

对于u_num的步长是100μs。步长越小，（1）就越紧贴（2）。

由于u = K_Mω适用于旋转的马达的圆频率ω_M：

通过对于ω_M进行积分得出了剩余的螺杆行程s：

t_off是直到所述马达完成惯性旋转的时间。所述时间对于u = 0由（5）计算成：

借此能够由（7）和（8）容易地计算出所述路径：

借此得出了在制动时对于附加的夹紧力而言的dF_cl：

在图4中示出了本发明的实施方式的方法步骤的图示。在此，在第一步骤S1中启动了所述方法。首先在步骤S2中获取了所需要的参数。所述参数是例如马达电阻、马达常数和/或制动钳的刚度。在步骤S3中获取了惯性转动路径（Ausrollweg），即所述电动机的空转。基于此，在S4中通过所述惯性转动路径获取了夹紧力提升。为了所述获取也能够考虑所述制动钳的刚度。对于所述电动机应该在实时的时间点通过短接来制动的情况，对于所述夹紧力提升的获取提供了基于所述电动机的空转对于实时存在的夹紧力的将来的提升进行的估计或者计算。在步骤S5中实际上切断了所述电动机的操控和制动，以便在所述电动机的惯性转动之后在所述驻车制动器处调节了所期望的夹紧力。步骤S6表示了所述方法的结束。

Claims

1.用于运行具有电执行器（2）的自动化的驻车制动器（13）的方法,以便调节用于机动车辆的所限定的夹紧力，其中，所述方法包括至少下述步骤：

- 获取所述电执行器（2）的空转；

- 在考虑所述电执行器（2）的所获取的空转的情况下调节所述所限定的夹紧力。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括下述另外的步骤中的至少一个步骤：

- 通过所述空转来获取夹紧力提升；

- 获取使得所述电执行器（2）去除激活的时间点，以便在所述空转结束之后达到所限定的夹紧力。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在达到所述所限定的夹紧力之前就使得所述电执行器（2）去除激活。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，如此使得所述电执行器（2）去除激活：使得基于所述电执行器（2）的空转来达到所述所限定的夹紧力。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，获取了使得所述电执行器（2）去除激活的时间点，其中，所述时间点如此来确定：使得在完成了所述电执行器（2）的空转之后调节了所述所限定的夹紧力。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所获取的空转的基础上获取夹紧力提升。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在考虑下述因素中的至少一个因素的情况下通过所述电执行器（2）的空转来获取夹紧力提升：

- 马达电阻（R_M）；

- 马达常数（K_M）；

- 制动钳刚度（Stiff）；

- 空转电流。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，通过对于在所述驻车制动器（13）的接通过程期间的电流值和/或电压值进行评估来获取所述马达电阻（R_M）。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，通过对于在所述驻车制动器（13）的接通过程期间的电流值和/或电压值进行评估来获取所述马达常数（K_M）。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述驻车制动器（13）的致紧过程期间获取所述制动钳刚度（Stiff）。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述驻车制动器（13）的致紧过程期间调节了多个所限定的夹紧力级。

12.在下述情况中的至少一种情况下对于根据前述权利要求中任一项所述的方法的应用：

- 当车辆处于转鼓试验台模式中时；

- 当借助于所述驻车制动器（13）实施了车辆的减速时。

13.被设置用来实施根据权利要求1至11中任一项所述的方法的装置（1、9、13、15）。