CN1980826A - 电子停车制动器和用于控制电子停车制动器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于控制电子停车制动器的方法以及电子停车制动器，其中为了达到停车制动器的脱开状态使用行程最佳的方法。在拉紧停车制动器时求得行程－作用力值并且合理化，借助于所述值在脱开制动器时移动到第一最佳位置。当之后存在的残余力超过极限值时，继续脱开停车制动器，直到低于极限值或者移动最大给定脱开行程。

Description

电子停车制动器和用于控制电子停车制动器的方法

本发明涉及一种用于控制电子停车制动器的方法，其中在脱开停车制动器时进行力控制和位置控制。

本发明还涉及电子停车制动器，它可以通过力控制和位置控制脱开。

在汽车中代替纯机械的手动制动器越来越多地使用电子停车制动器，也称为电子、电动或自动停车制动器。通过使用电子停车制动器省去大多相对较大地位于客厢中操纵杆，由此得到明显更大的客厢设计自由度。此外这种设备提供了更大的操纵舒适性，因为一方面操作者无需使用大力气，以拉紧或者脱开制动器，另一方面也可以电子或自动地实现不同的功能，例如在山上起动或者在停车后首次起动时脱开制动器。但是电子停车制动器的这些有利特征必需伴随与纯机械手动制动器类似或更好的安全性。

在例如通过电机-减速器单元控制或必要时调节(在这里在整个文献中控制的概念也可以或必需理解为调节)这种停车制动器时通常产生在减速器位置与在制动器上存在的作用力之间的偏差。这一点可以追溯到制动系统和力传递装置的物理特性并且可能显示出滞后效应。与此相关，力传递装置的概念不仅包括促动器、将作用力传递到制动器上的所有部件，而且包括促动器的作用力作用在其上的组成部件。因为在减速器位置与制动力之间的明确从属关系只能不好地实现，控制通常不仅仅通过减速器或电机位置实现。可以选择地电子停车制动器的控制通过在力传递装置上的力测量实现。但是出于安全技术方面的原因排除仅仅控制或调节在制动器力传递装置上存在的作用力，因为必需考虑在力传递装置上的差错以及上述的滞后效应。因此对于电子停车制动器通常使用组合的力-行程控制。

按照现有技术如下实现“拉紧停车制动器-脱开停车制动器”的循环：从开始位置开始拉紧停车制动器直到达到规定的作用力。这一点必需在一个给定的具有相应的容差的行程以内实现。在脱开时使系统从拉紧位置在脱开方向上返回固定给定的行程。由此达到的位置确认为新的开始位置。通过这种方式在一定的范围内考虑例如由于制动装置磨损而变化的行程-作用力特性。但是当这个特性很大程度变化时，例如可能在脱开停车制动器以后以不期望的方式存在残余作用力。

这个问题可以由此得到补救，使停车制动器一直打开到不存在残余作用力，用于在脱开方向上附加地返回给定的行程。这个方法的缺陷是，制动器必需返回不必要长的移动行程，因为通常滞后效应影响残余作用力值。

本发明的目的是，克服现有技术的缺陷并且尤其提供用于控制电子停车制动器的方法或者电子停车制动器，它们具有最佳的移动行程。

本发明的有利的设计方案和改进方案由从属权利要求给出。

这个目的通过独立权利要求的特征得以实现。

根据前序部分的方法本发明在于，在脱开停车制动器时使停车制动器在位置控制的范围内首先在脱开方向上一直运动到给定的第一位置，确定停车制动器的第一位置，方式是在拉紧停车制动器时在力控制的范围内获得一个位置，对于该位置有(einsetzen)作用力，并且由此确定第一位置作为另一位于脱开方向上的位置并且在达到给定的第一位置以后实现力测量并且根据这个力测量在第一位置时的结果可以使停车制动器在脱开方向上继续运动到第二位置。通过获得在拉紧停车制动器时在力测量范围内的位置可以在脱开停车制动器时没有继续力测量地直接移动到第一位置。第一位置的确定可以在任意的时刻进行，例如在拉紧停车制动器的时候而且首先动态地在脱开停车制动器的时候。因此能够直接移动到可能适合作为最终位置的位置。如果在求得在这个位置存在的作用力以后必需要继续脱开停车制动器，可以在脱开方向上继续运动到第二位置。这能够继续优化制动器的调整行程，因为只有在以不期望的高度存在作用力时才产生继续运动。求得存在的作用力不仅可以在移动到一个位置期间或者有意的运动快结束之前实现而且可以在静止状态上在运动结束后才实现。此外由此可以在运动到第一位置期间已经决定，是否要继续控制第二位置并由此在必要时没有在第一位置滞留地移动到第二位置。此外在评估所求得的存在作用力时使这个作用力例如与一个阈值或者与一个或多个数值范围进行比较，它们也可以在时间上适配情况。第一位置在有作用力的位置的基本位置上的给定还能够在相应了解系统时实现上述滞后效应的行程优化的补偿。由此该方法以最佳的方式和方法组合停车制动器的力控制和位置控制。

在本方法的有利实施例中可以规定，在停车制动器的每次拉紧过程和/或脱开过程时给定第一位置。这能够特别准确地控制停车制动器的脱开点并由此进一步减少可能的移动行程。

在一个同样有利的实施例中可以规定，通过合理性检验验证第一位置和/或在力测量范围内获得的位置。这种方式明显提高本方法的可靠性，因为由此可以检验测量和位置值的可靠性。

按照本方法的另一有利实施例可以规定，在脱开停车制动器时在达到任意的、可能对应于停车制动器脱开状态的位置以后实现力测量并且根据力测量结果可以实现停车制动器在脱开方向上的继续运动。这能够实现反复的、取决于力测量结果的停车制动器以固定或变化的位置间距的脱开，它们可以根据制动系统的结果实际适配。在这里也可以使运动在达到相应的位置以后为了力测量而中断或者连续地运动直到力测量结果位于所期望的数值范围。

按照本发明的方法还可以这样有利地构成，当力测量提供一个不等于零的结果时，在脱开停车制动器时实现停车制动器在脱开方向上的继续运动。由此使停车制动器脱开，直到存在不消失的残余力或者如同残余力位于零值附近的数值范围以外。一旦这个残余力等于零或者小于或等于相应的极限值，则视为停车制动器完全脱开并且可以结束脱开过程。

按照本发明的方法还由此特别有利地得到改进，所述停车制动器通过一个促动器运动并且在力传递装置上实现力测量。如果制动装置通过停车制动器借助于促动器运动，可以在力传递装置上实现力测量并且因此迅速和直接将力测量值反馈到按照本发明的方法。

本发明如下建立这种装置，在脱开停车制动器时这个停车制动器在位置控制范围内首先在脱开方向上一直运动到给定的第一位置，确定停车制动器的第一位置，方式是在拉紧停车制动器时在力控制的范围内获得一个位置(KEP)，对于该位置使用作用力(FR)，并且从这个位置开始确定第一位置作为另一位于脱开方向上的位置，在达到给定的第一位置以后可实现力测量并且根据这个力测量在第一位置时的结果可以使停车制动器在脱开方向上继续运动到第二位置。通过这种方式使按照本发明的方法的优点和特点也在装置的范围内实现。这以适于下面给出的特别优选的按照本发明的装置的实施例。

按照本发明的装置特别有利地如下得到改进，在停车制动器每次拉紧和/或脱开过程时可以确定第一位置。

同样有利的改进方案如下给出，通过合理性检验可以验证第一位置和/或在力测量范围内获得的位置。

按照本发明的装置的一个有利改进方案还如下给出，在脱开停车制动器时在达到任意的、可能对应于停车制动器脱开状态的位置以后可以实现力测量并且根据力测量结果可以实现停车制动器在脱开方向上的继续运动。

此外可以如下有利地改进一个实施例，当力测量提供一个不等于零的结果时，在脱开停车制动器时实现停车制动器在脱开方向上的继续运动。

按照本发明的装置的一个同样有效的改进方案是，所述停车制动器具有力传递装置并且在力传递装置上实现力测量。

本发明还涉及具有按照本发明的装置的常用制动器。

本发明的知识基础是，通过记录在拉紧制动器时的行程-力信息可以实现电子停车制动器脱开过程的优化。在脱开制动器时可以以这些信息为基础移动到第一优化位置。如果还存在一个不期望的残余力，可以在必要时多个步骤中使制动器一直脱开到这个残余力消失。

下面参考附图借助优选的实施例示例性地描述本发明。附图中：

图1a-1d示出用于解释按照本发明的方法的流程图，

图2a-2c示出用于解释按照本发明的装置在不同状态的功能方框图，

图3示出力-位置曲线图。

图1a-1d示出用于解释按照本发明的方法的流程图。通过步骤S01开始按照本发明的方法，通过该步骤使停车制动器的电子控制或调节装置开始转换到命令“停车制动器拉紧”。为此检验目前在力传递装置上存在的作用力，以判断S02表示。如果这个作用力小于所谓的基准力(“FR＝基准力)，则促动器在拉紧方向上运动(步骤S03)。如果在力传递装置上存在的作用力达到或者超过数值FR(判断S04)，则检验目前的作用力值是否位于典型的范围以内和一个范围以内，该范围通过由前面的循环确定的力开始作用点(KEP)规定(判断S05)。如果这个合理性检验为否定，在这里可以以故障通知结束拉紧过程(步骤S06)，和/或可以报告故障。在肯定的检验结果的情况下继续以步骤S07进行本方法。在这里将目前的促动器位置作为新的力开始作用点(KEP)存储。在这一步以后通过判断S08继续本方法，在该步骤中仍然继续检验目前存在的作用力。当本方法在判断S02中在检验在力传递装置上存在的作用力时已经求得一个大于FR的值并且与步骤S03一样通过步骤S09使促动器在拉紧方向上运动，则同样进行这个检验。如果在判断S08中存在的作用力超过或达到第二极限值即理论拉紧力(TFA＝理论拉紧力)时，则通过步骤S10将目前的促动器位置作为暂时的力断开点记录。另外进行目前促动器位置在最大值方面的检验(判断S11)。如果不超过最大值，通过判断S08继续本方法，否则在此通过步骤S12以故障通知结束本方法。

通过记录力断开点在判断S13中检验，值KAP是否位于典型的和/或通过前面的循环规定的范围以内。在否定结果的情况下在该位置在步骤S14以故障通知结束本方法，在另一种情况下将暂时的力断开点作为新的要使用的力断开点KAP存储(步骤S15)。现在停车制动器位于固定的或夹紧的状态(步骤S16)。

如果控制或调节装置下达代表司机愿望或者通过自动功能释放的命令“脱开停车制动器”，以步骤S17表示，则进行促动器位置的控制或检验。以判断S18表示该位置关于达到KEP的比较。如果没达到这个位置，在步骤S19中促动器开始在与拉紧方向相反的方向上、即脱开方向上运动。这个运动一直持续到在判断S20中在检验目前的促动器位置时确认达到KEP。然后使促动器的运动同样在脱开方向通过步骤S21继续。但是现在不移动绝对位置，而是促动器相对于KEP以脱开位置行程(RPT＝脱开位置行程)移动。如果在步骤18已经确认达到KEP，在此同样本方法进入该位置。在返回RPT以后重新求得在力传递装置上存在的作用力，以判断S22表示。如果这个作用力低于称为理论脱开力(TFR＝理论脱开力”)即所谓极限值并且位于典型的范围以内，通过步骤S23结束本方法。否则检验促动器位置是否已经达到最大值(判断S24)。如果不是这种情况，使促动器以另一附加的步距在脱开方向上运动(步骤S25)并且重新通过步骤S22检验存在的作用力。在其它情况下在该位置在步骤S26以故障通知结束本方法。本方法重复步骤S22，S24和S25，即，促动器在脱开方向上移动并且将在那里存在的作用力与极限值TFR比较，直到残余力降到极限值以下或者移动最大脱开行程。由此结束本方法。

还可以规定，按照本发明的方法执行校正过程。为此通过步骤S30开始本方法，通过它开始校正过程。在此首先使促动器在脱开方向上移动(步骤S31)。同时在判断S32中求得，促动器是否达到零位或者校正标记。如果不是这种情况，则当已经超过最大移动行程时(判断S33)在步骤S34以故障通知结束本方法。否则通过判断S32继续本方法。一旦达到了校正标记或零位，则在步骤S35存储目前的促动器位置作为零位。

下面本方法执行对应于前面对于图1a描述的步骤S03至S08，S11和S12的步骤并因此不再重新描述。在此步骤S05，S06和S12相应地适配并因此以S05’，S06’和S12’表示。在判断S08中识别出在力传递装置上存在TFA以后，在步骤S36存储目前的位置作为力断开点(KAP)。

还在判断S37中检验KAP值是否位于典型的和/或通过前面的循环规定的范围以内。如果不是这种情况，则在步骤S38以故障通知结束本方法。

然后通过步骤39继续本方法并且脱开促动器直到所考虑的脱开位置。在那里检验在力传递装置上存在的作用力(判断S40)。如果作用力不位于典型的部位以内，则在步骤S41以故障通知结束本方法，否则使系统以S42位于校正的状态。

因此对于点KEP和KAP可以进行绝对定位，它还可以用于使在其它拉紧过程中求得的数值合理化。

图2a-2b示出用于解释按照本发明的装置在不同的状态中的功能方框图。所示的实施例除了按照现有技术已知的电子、机械和可能液压的部件、在这里以制动装置10的概念概括以外还具有电子控制单元(ECU)12、力传递装置14以及行程长度传感器16和力传感器18。与此相关在所述部分中力传递装置的概念不仅包括促动器、所有将力传递到制动器上的部件而且包括促动器的作用力作用在其上的组成部件。力传感器18在任意适合的位置上不仅可安置在力传递装置14内部而且可安置在制动装置10外部或者也可能在制动装置里面。电子控制单元12通过信号导线20与力传递装置14连接，力传递装置与制动装置10机械功能连接。行程长度传感器16获得由力传递装置14提供的位置信号并且将它们作为位置信息22传递到电子控制单元12。类似地力传感器18产生对应于目前在力传递装置上或制动装置上存在的作用力的测量信号24并且将它们同样输出到电子控制单元12。不仅行程长度传感器16而且力传感器18都通过配有符号式的显示器26或28，它示出不同的选择信号。对于行程长度传感器16强调信号KAP，KEP和RPT，力传感器18的显示器28强调信号FR，TFA和TFR。在图2a，2b和2c中示出的实施例在其组成部分并因此也在其附图标记上是一致的，它的区别仅仅在于由传感器16和18提供的信号20和22，这对应于不同的促动器位置并由此对应于停车制动器的不同状态。

在图2a中电子控制器12下达给力传递装置14的促动器命令，在拉紧方向上运动，即，要拉紧停车制动器。在目前示出的状态中在力传递装置14上存在基准力FR。相应地行程传感器16将表示力开始作用点(KEP)的信号22提供给电子控制单元12，它记录这个行程长度值，如果已经成功地完成合理化检验。

在图2b中实现对于制动器定位状态的位置。在此在力传递装置14上存在所谓的理论拉紧力(TFA)，其数值通过力传感器18作为信号24传递到电子控制单元12上。这个力值现在借助于行程长度传感器16与目前的促动器位置相关。为此电子控制单元12将行程长度信号22首先作为暂时的力断开点中间存储，将它在合理化检验范围内与典型的和/或通过前面的循环规定的数值范围进行比较并且将它在成功的检验的情况下作为新的要使用的力断开点(KAP)存储。

图2c示出电子停车制动器的在脱开停车制动器时的一个状态。在此力传递装置14的促动器通过电子控制单元12的信号20首先仍然一直移动直到达到力开始作用点(KEP)，对应于在图2a中所示的状态。在达到KEP以后使力传递装置14的促动器从那里开始以脱开位置行程RPT继续在脱开方向上移动。相应地行程长度传感器16作为信号22显示达到RPT。电子控制单元12获得这个信号22并且将由力传感器18提供的力信号24与极限值、即理论脱开力(TFR)进行比较。因为目前在力传递装置14的促动器上实际存在理论脱开力TFR，因此在图2c中所示的状态是停车制动器的脱开状态。

图3示出力-位置曲线图。它表示出对于按照本发明的方法和按照本发明的装置实现的促动器运动以及用于在促动器上存在的作用力的示例。在曲线图的横坐标上表示对应于目前的促动器位置的位置，纵坐标给出在力传递装置上存在的作用力。在位置值上示出力开始作用点(KEP)和力断开点(KAP)以及脱开位置行程(RPT)，在力值上示出理论脱开力(TFR)、基准力(FR)以及理论拉紧力(TFA)。配有箭头的连续曲线示例性地表示促动器位置与在力传递装置上目前存在的作用力在拉紧停车制动器时的关系，配有在相反方向上示出的箭头的虚线表示促动器位置与在力传递装置上目前存在的作用力在脱开停车制动器时的关系。

在促动器从零位在KEP方向上运动时力-位置函数遵循实线。当在力传递装置上存在的作用力达到值FR时，确认目前的促动器位置作为KEP。在继续拉紧停车制动器时在力传递装置上存在的作用力达到数值TFA，继续遵循实线。这个力值对应于位置KAP。在脱开停车制动器时对应于位置的作用力现在遵循虚线。在此首先移动到拉紧停车制动器时求得的位置KEP。从那里开始促动器以相对行程长度RPT继续在脱开方向上移动。由于制动设备的物理特性虚线通常在实线下方延伸，这通过其它上述滞后效应引起。由此在达到位置KEP时在力传递装置上存在的作用力小于FR并可能大于TFR，但是在直接在其后的拉紧停车制动器时不是立刻达到值FR。在通过相对行程长度RPT确定的位置上现在检验，在力传递装置上存在的作用力是否小于TFR。这在图3中是这种情况，由此使按照本发明的方法在这个位置结束。如果在力传递装置上出现的作用力还超过值TFR，则促动器继续在脱开方向上运动，直到在力传递装置上存在的力低于值TFR。

本发明公开了用于控制或调节电子停车制动器的方法以及电子停车制动器，其中为了达到停车制动器的脱开状态使用一个行程优化方法。求得在拉紧停车制动器时的行程-力值并且合理化，借助于此在脱开制动器时移动到第一优化位置。如果其后所存在的残余力超过极限值，使停车制动器继续脱开，直到低于极限值或者移动最大确定脱开行程。

在上面的描述、在附图以及在权利要求中公开的本发明特征不仅可以独立而且可以任意组合地用于实现本发明。

Claims (14)

1.用于控制电子停车制动器的方法，其中在脱开停车制动器时进行力控制和位置控制，其特征在于，

-在脱开停车制动器时使停车制动器在位置控制的范围内首先在脱开方向上一直运动到给定的第一位置，

-确定停车制动器的第一位置，方式是在拉紧停车制动器时在力控制的范围内获得一个位置(KEP)，对于该位置有作用力(FR)，并且由此确定第一位置作为另一位于脱开方向上的位置，

-在达到给定的第一位置以后实现力测量并且根据这个在第一位置时力测量的结果可以使停车制动器在脱开方向上继续运动到第二位置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在停车制动器的每次拉紧和/或脱开过程时预给定第一位置。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过合理性检验验证第一位置和/或在力测量范围内获得的位置。

4.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

-在脱开停车制动器时在达到任意的、可能对应于停车制动器脱开状态的位置以后实现力测量，

-根据力测量结果可以实现停车制动器在脱开方向上的继续运动。

5.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在脱开停车制动器时当力测量提供一个不等于零的结果时，停车制动器在脱开方向上继续运动。

6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述停车制动器通过促动器(14)运动并且在力传递装置(14)上实现力测量。

7.电子停车制动器，它可以通过力控制和位置控制脱开，其特征在于，

-在脱开停车制动器时这个停车制动器在位置控制范围内可首先在脱开方向上一直运动到给定的第一位置，

-确定停车制动器的第一位置，方式是在拉紧停车制动器时在力控制的范围内获得一个位置(KEP)，对于该位置有作用力(FR)，并且由此确定第一位置作为另一位于脱开方向上的位置，

-在达到给定的第一位置以后进行力测量并且根据这个在第一位置时的力测量的结果可以使停车制动器在脱开方向上继续运动到第二位置。

8.如权利要求7所述的电子停车制动器，其特征在于，在停车制动器每次拉紧和/或脱开过程时可预给定第一位置。

9.如权利要求7或8所述的电子停车制动器，其特征在于，通过合理性检验可以验证第一位置和/或在力测量范围内获得的位置。

10.如权利要求7至9中任一项所述的电子停车制动器，其特征在于，

-在脱开停车制动器时在达到任意的、可能对应于停车制动器脱开状态的位置以后可以进行力测量，

-根据力测量结果可以实现停车制动器在脱开方向上的继续运动。

11.如权利要求7至10中任一项所述的电子停车制动器，其特征在于，在脱开停车制动器时当力测量提供一个不等于零的结果时，实现停车制动器在脱开方向上的继续运动。

12.如权利要求7至11中任一项所述的电子停车制动器，其特征在于，所述停车制动器具有力传递装置(14)并且在力传递装置(14)上进行力测量。

13.常用制动器，具有如权利要求7至12中任一项所述的装置。

14.汽车，具有如权利要求7至12中任一项所述的电子停车制动器。

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