DE102014009126B4

DE102014009126B4 - Elektronisches Parkbremssystem und Verfahren zur Steuerung desselben

Info

Publication number: DE102014009126B4
Application number: DE102014009126.0A
Authority: DE
Inventors: Su-Hwan NO
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2014-06-18
Publication date: 2023-01-26
Anticipated expiration: 2034-06-19
Also published as: CN104709267B; CN104709267A; DE102014009126A1; KR20150069065A; US20150166032A1

Abstract

Elektronisches Parkbremssystem, umfassend:eine Bremse (60);einen Parkseilzug (40) zum Aufbringen einer Bremskraft auf die Bremse;einen Motor (10), der ausgebildet ist, in eine normale Richtung oder eine umgekehrte Richtung zu rotieren, um eine Zugkraft auf den Parkseilzug (40) aufzubringen;eine Motorantriebseinheit (120) zum Antreiben des Motors (10); einen Stromsensor (110) zum Abtasten eines Stroms des Motors (10); einen Hallsensor (100) zum Abtasten einer Drehstellung des Motors; eine Speichereinheit (130) zum Speichern eines vorgegebenen Werts (Hall cnt_zero) einer Drehstellung des Motors,undeine Steuereinheit (90) zum Ansteuern der Motorantriebseinheit, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, beim Betätigen der Bremse (60) einen von dem Stromsensor (110) abgetasteten Stromwert des Motors (10) mit einem vorbestimmten Stromwert (I zero) zu vergleichen, der einer Zugkraft des Parkseilzugs (40) mit einem Zugkraftwert von ungefähr Null entspricht, und wenn der von dem Stromsensor (110) abgetasteter Stromwert des Motors (10) den vorbestimmten Stromwert erreicht, die von dem Hallsensor (100) abgetastete Drehstellung als vorgegebenen Wert (Hall cnt_zero) zu bestimmen, der in der Speichereinheit (130) gespeichert wird,und die Steuereinheit weiter ausgebildet ist bei der Freigabe der Bremse (60) zu bestimmen, ob der von dem Hallsensor (100) abgetastete Drehstellungswert des Motors (10) den in der Speichereinheit gespeicherten vorgegebenen Wert (Hall cnt_zero) der Drehstellung erreicht hat und den Motor (10) über die Motorantriebseinheit (120) zu stoppen, nachdem eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist, seitdem der abgetastete Drehstellungswert des Motors (10) den in der Speichereinheit (130) gespeicherten vorgegebenen Wert der Drehstellung erreicht hat.

Description

QUERVERWEIS ZUR VERWANDTEN ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der koreanischen Patentanmeldung Nr. 2013-0154536 , eingereicht am 12. Dezember 2013 beim Koranischen Amt für Geistiges Eigentum, wobei die Offenbarung dieser Anmeldung durch Bezugnahme hier eingeschlossen ist.
HINTERGRUND
1. Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich gemäß den unabhängigen Ansprüchen auf ein elektronisches Parkbremssystem sowie auf ein Verfahren zur Steuerung desselben und insbesondere auf ein elektronisches Parkbremssystem und ein Verfahren zur Steuerung desselben, das den Betrieb oder das Freigeben einer elektronischen Parkbremse steuert.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Im Allgemeinen ist ein Bremssystem ein System, das ein Fahrzeug während des Fahrens verzögert und stoppt und das gleichzeitig den angehaltenen Zustand des Fahrzeugs aufrechterhält. Das Bremssystem umfasst eine Parkbremsvorrichtung, die das Fahrzeug beim Fahren verlangsamt und stoppt und gleichzeitig den gestoppten Zustand des Fahrzeugs beibehält.
Die Parkbremsvorrichtung ist derart ausgebildet, dass, wenn ein an einer Seite eines Fahrersitzes in einem Fahrzeug vorgesehener Hebel betätigt wird, ein Parkseilzug gezogen wird und dann eine Bremskraft auf die Räder des Fahrzeugs aufbringt, die mit dem Parkseilzug verbunden sind, um einen gestoppten Zustand der Fahrzeugräder aufrechtzuerhalten, und wenn der Hebel losgelassen wird, wird der Parkseilzug gelöst, um die Bremskraft von den Fahrzeugrädern freizugeben. Solch eine Art des Betriebs der Parkbremsvorrichtung, bei der eine Bremskraft an die Fahrzeugräder geliefert wird oder die Bremskraft von den Fahrzeugrädern unter Verwendung einer Zugkraft des Parkseilzuges gelöst wird, wird hier als Seilzugtypus bezeichnet.
Hinsichtlich einer solchen Parkbremsvorrichtung nach Art eines Seilzuges, sollte der Fahrer den Hebel betätigen, wann immer die Parkbremsvorrichtung betrieben wird, d.h., das Parken oder das Fahren des Fahrzeugs wird nur durch den Wunsch des Fahrers gestartet und somit ist die Verwendung der Parkbremsvorrichtung unbequem. Daher wurde ein elektronisches Parkbremssystem (EPB) entwickelt, das eine Parkbremsvorrichtung in die Lage versetzt, automatisch durch einen Motor entsprechend einem Betriebszustand eines Fahrzeugs betrieben werden kann.
Das elektronische Parkbremssystem (EPB) betätigt die Parkbremsvorrichtung oder stoppt den Betrieb der Parkbremsvorrichtung und stellt eine Stabilität beim Bremsen im Fall eines Notfalls sicher im Zusammenhang mit einer manuellen Betriebsweise, einer hydraulischen elektronischen Steuereinheit (HECU), einer elektronischen Motorsteuereinheit (ECU) und einer Antriebsschlupfsteuereinheit (TCU) über Schalterbetätigung.
Solch ein elektronisches Parkbremssystem (EPB) umfasst eine elektronische Steuereinheit (ECU), einen Motor, ein Getriebe, einen Parkseilzug und einen Kraftsensor, die integral ausgebildet sind. Hier empfängt die elektronische Steuereinheit (ECU) zugehörige Daten von der hydraulischen elektronischen Steuereinheit (HECU), der elektronischen Motorsteuereinheit (ECU) und der Antriebsschlupfsteuereinheit (TCU) über eine CAN-Buskommunikation (Controller Area Network), versteht die Absicht des Fahrers und treibt dann den Motor an. Dann wird das Getriebe durch Antreiben des Motors betätigt und der Parkseilzug wird durch den Betrieb des Getriebes gezogen, um eine Bremskraft auf die Fahrzeugräder aufzubringen, wodurch ein stabiler Zustand des Fahrzeugs aufrechterhalten wird. Dabei wird die Zugkraft des Parkseilzuges durch einen Kraftsensor abgetastet und der Betrieb der Bremse oder das Loslösen der Bremse wird entsprechend der Zugkraft des Parkseilzuges durchgeführt, die durch den Kraftsensor abgetastet wird.
Der Kraftsensor zum Abtasten der Zugkraft des Parkseilzugs hat jedoch eine große Abmessung und einen komplizierten Aufbau und ist kostenaufwendig und somit wird ebenfalls die Abmessung des elektronischen Parkbremssystems (EPB) erhöht und die Herstellungskosten dazu steigen. Da außerdem die Montageeffizienz des elektronischen Parkbremssystems (EPB) verschlechtert wird, sind effektive Gegenmaßnahmen gegen die obigen Probleme notwendig.
Ein aus dem Stand der Technik bekanntes System zur Steuerung einer elektrischen Parkbremse, bei dem der Zeitpunkt einer Lösung der Parkbremse abhängig von einer Zeitspanne zwischen dem Beginn eines Einkuppelvorgangs und dem Ansprechzeitpunkt der Kupplung festgelegt wird, ist in der Druckschrift DE 103 24 446 B3 beschrieben.
Das Dokument DE 601 10 531 T2 offenbart ein elektronisches Parkbremssystem, das eine Bremse, einen Parkseilzug zum Aufbringen einer Bremskraft auf die Bremse, einen Motor, der ausgebildet ist, zum Aufbringen einer Zugkraft auf den Parkseilzug in eine normale Richtung oder eine umgekehrte Richtung zu rotieren, eine Motorantriebseinheit zum Antreiben des Motors, einen Stromsensor zum Abtasten eines Stroms des Motors, einen Hallsensor zum Abtasten einer Drehstellung des Motors und eine Steuereinheit zum Ansteuern der Motorantriebseinheit aufweist.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist ein Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektronisches Parkbremssystem und ein Verfahren zur Steuerung desselben vorzusehen, die in der Lage sind, den Betrieb oder das Freigeben einer elektronischen Parkbremse zu steuern unter Verwendung eines Stroms eines Motors und einer Stellung eines Motors ohne die Verwendung eines Kraftsensors.
Zusätzliche Aspekte der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung erläutert und teilweise sind sie aus der Beschreibung offensichtlich oder können durch Umsetzen der Erfindung in die Praxis gelernt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein elektronisches Parkbremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren zur Steuerung desselben mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein elektronisches Parkbremssystem: eine Bremse; einen Parkseilzug zum Aufbringen einer Bremskraft auf die Bremse; einen Motor, der ausgebildet ist, in eine normale Richtung und eine umgekehrte Richtung zu rotieren, um eine Zugspannung auf den Parkseilzug aufzubringen; eine Motorantriebseinheit zum Antreiben des Motors; einen Stromsensor zum Abtasten eines Stroms des Motors; einen Hallsensor zum Abtasten einer Drehstellung des Motors und eine Steuereinheit zum Ansteuern der Motorantriebseinheit. Wenn die Bremse gelöst wird, bestimmt die Steuereinheit, ob ein Wert der Drehstellung des Motor, der über den Hallsensor abgetastet wird, einen vorgegebenen Wert erreicht, und stoppt den Motor über die Motorantriebseinheit, nachdem eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist, nach der der abgetastete Wert der Drehstellung des Motors den vorgegebenen Wert erreicht hat.
Der vorgegebene Wert kann ein Wert der Drehstellung des Motors sein, wenn die Bremskraft des Parkseilzugs ungefähr null ist.
Das elektronische Parkbremssystem kann außerdem eine Speichereinheit zum Speichern des vorgegebenen Werts umfassen und der vorgegebene Wert kann ein Wert der Drehstellung des Motors sein, die abgetastet wird, wenn ein Stromwert des Motors, der von dem Stromwertsensor beim Betrieb der Bremse abgetastet wird, einen Stromwert entsprechend einem Wert der Zugkraft null erreicht, wenn die Zugkraft des Parkseilzugs ungefähr null ist, und die Steuereinheit kann den vorgegeben Wert in der Speichereinheit steuern.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein elektronisches Parkbremssystem: eine Bremse; einen Parkseilzug zum Aufbringen einer Bremskraft auf die Bremse; einen Motor, der ausgebildet ist, in eine normale Richtung oder eine umgekehrte Richtung zu rotieren, um eine Zugkraft auf den Parkseilzug aufzubringen; eine Motorantriebseinheit zum Antreiben des Motors; einen Stromsensor zum Abtasten eines Stroms des Motors; einen Hallsensor zum Abtasten einer Drehstellung des Motors; eine Speichereinheit zum Speichern einer Drehstellung des Motors und eine Steuereinheit zum Steuern der Motorantriebseinheit. Die Steuereinheit speichert in der Speichereinheit einen abgetasteten Wert der Drehstellung des Motors, wenn ein von dem Stromsensor abgetasteter Stromwert des Motors einen vorgegebenen Wert erreicht, wenn die Bremse betätigt wird, tastet eine Drehstellung des Motors ab, wenn die Bremse gelöst wird und stoppt den Motor über die Motorantriebseinheit, nachdem eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist, seitdem der abgetastete Wert der Drehstellung des Motors den in der Speichereinheit gespeicherten Wert der Drehstellung des Motors erreicht hat.
Wenn die Bremse betätigt wird und wenn ein von dem Stromsensor abgetasteter Stromwert des Motors einen Stromwert entsprechend dem Zugkraftwert null erreicht, wenn die Zugkraft des Parkseilzuges ungefähr null ist, kann die Steuereinheit eine Drehstellung des Motors durch den Hallsensor abtasten und den abgetasteten Wert der Drehstellung des Motors in der Speichereinheit speichern.
Wenn die Bremse betätigt wird und wenn ein von dem Hallsensor abgetasteter Wert der Drehstellung des Motors einen vorgegebenen Wert erreicht, kann die Steuereinheit den Motor stoppen.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein elektronisches Parkbremssystem umfassen: eine Bremse; einen Parkseilzug zum Aufbringen einer Bremskraft auf die Bremse; einen Motor, der ausgebildet ist, in eine normale Richtung oder eine umgekehrte Richtung zu rotieren, um eine Zugkraft auf den Parkseilzug aufzubringen; eine Motorantriebseinheit zum Antreiben des Motors; einen Stromsensor zum Abtasten eines Stroms des Motors; einen Hallsensor zum Abtasten einer Drehstellung des Motors; und eine Steuereinheit zum Ansteuern der Motorantriebseinheit. Wenn die Bremse gelöst ist, schätzt die Steuereinheit einen Zeitpunkt des Stoppens des Motors basierend auf einer Drehstellung des Motors, wenn ein Stromwert des Motors, der bei dem Betrieb der Bremse erzeugt wird, einen Stromwert entsprechend dem Zugkraftwert null erreicht, wenn die Zugkraft des Parkseilzuges ungefähr null ist, und stoppt den Motor über die Motorantriebseinheit an dem geschätzten Zeitpunkt des Stoppens des Motors.
Der von der Steuereinheit geschätzte Zeitpunkt des Stoppens des Motors kann ein Zeitpunkt sein, bei dem eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist, seitdem ein über den Hallsensor abgetasteter Wert der Drehstellung des Motors bei Freigabe der Bremse einen Wert der Drehstellung des Motors erreicht hat, wenn ein Stromwert des Motors, der bei dem Betrieb der Bremse erzeugt wird, einen Stromwert entsprechend dem Zugkraftwert null erreicht, wenn die Zugkraft des Parkseilzuges ungefähr null ist.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Steuerung eines elektronischen Parkbremssystems: Abtasten eines Stroms eines Motors, der eine Zugkraft auf einen Parkseilzug aufbringt, wenn eine Bremse betätigt wird; Abtasten eines Wertes der Drehstellung des Motors, wenn der abgetastete Strom des Motors einen vorgegebenen Wert erreicht; Speichern der abgetasteten Drehstellung des Motors; Abtasten einer Drehstellung des Motors, wenn die Bremse gelöst wird; Bestimmen, ob der abgetastete Wert der Drehstellung des Motors den gespeicherten Wert der Drehstellung des Motors erreicht und Stoppen des Motors entsprechend einem Bestimmungsergebnis.
Das Stoppen des Motors kann das Stoppen des Motors umfassen, nachdem eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist, seitdem der abgetastete Wert der Drehstellung des Motors den gespeicherten Wert der Drehstellung des Motors erreicht hat.
Das Abtasten der Drehstellung des Motors, wenn die Bremse betätigt wird, kann das Abtasten einer Drehstellung des Motors einschließen, wenn der abgetastete Strom des Motors einen Stromwert entsprechend einem Zugkraftwert null erreicht, wenn die Zugkraft des Parkseilzuges ungefähr null ist.
Da, wie es aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, das elektronische Parkbremssystem entsprechend der Erfindung das Betätigen oder das Freigeben der elektronischen Parkbremse unter Verwendung des Stroms des Motors und der Drehstellung des Motors steuert, können die Herstellungskosten und die Montagevorgänge, die mit der Installation eines Kraftsensors nach dem Stand der Technik zum Abtasten der Zugkraft des Parkseilzugs zusammenhängen, verringert werden.
Wenn außerdem die Bremsen betätigt werden, wird der Wert der Drehstellung des Motors, wenn die Zugkraft des Parkseilzuges ungefähr null ist, geschätzt. Wenn dementsprechend die Bremsen gelöst werden, kann der Motor abhängig davon gestoppt werden, ob der Wert der Drehstellung des Motors den Wert der Drehstellung des Motors erreicht, wenn die Zugkraft des Parkseilzuges ungefähr null ist. Als ein Ergebnis kann eine unnötige Betriebsbelastung für das Freigeben der Bremsen eliminiert werden.
Figurenliste
Diese und/oder andere Aspekte der Erfindung werden ersichtlich und leichter aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele eingeschätzt, die in Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung zu sehen ist, in der

1 eine anlagebedingte Ansicht ist, die schematisch ein elektronisches Parkbremssystem nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ein Steuerblockschaltbild eines elektronischen Parkbremssystems nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
3 eine Ansicht ist, die eine Beziehung zwischen Strom eines Motors, Zugkraftwert null (Zugkraft eines Parkseilzuges ist null) und einer Drehstellung eines Motors erläutert, wenn die Bremse in dem elektronischen Parkbremssystem nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung betätigt und gelöst wird; und
4 und 5 Flussdiagramme eines Verfahrens zur Steuerung des elektronischen Parkbremssystems nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es wird nun detaillierter auf die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele derselben in der beigefügten Zeichnung dargestellt sind. Die bevorzugten Ausführungsbeispiele, die in der Beschreibung beschrieben und in der Zeichnung gezeigt sind, sind nur illustrativ und es ist nicht beabsichtigt, dass sie alle Aspekte der Erfindung zeigen, derart, dass verschiedene Äquivalente und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne den Geist der Erfindung zu verlassen. In der folgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird eine detaillierte Beschreibung von bekannten Funktionen und Aufbauten, die hier eingeschlossen sind, weggelassen, wenn sie den Gegenstand der Erfindung eher unklar macht. In der Zeichnung können die Breiten, die Längen, die Dicken usw. von Elementen für die Klarheit der Beschreibung übertrieben sein. Darüber hinaus sind in der Zeichnung gleiche oder ähnliche Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, selbst wenn sie in unterschiedlichen Figuren gezeigt sind.
1 ist an eine anlagenbedingte Ansicht, die schematisch ein elektronisches Parkbremssystem nach einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt und 2 ist ein Steuerblockdiagramm des elektronischen Parkbremssystems nach einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bezugnehmend auf 1 ist eine elektronische Parkbremsvorrichtung als eine elektronische Parkbremsvorrichtung des Zugseiltyps ausgebildet und umfasst einen Motor 10, eine Getriebeanordnung 20, ein Mutterelement 25, eine Spindel 30, einen Parkseilzug 40 und ein elastisches Element 50.
Ein elektronisches Parkbremssystem umfasst die elektronische Parkbremsvorrichtung, Bremsen 60, Fahrzeugräder 70, einen Parkschalter 80, eine elektronische Steuereinheit (ECU) 90, einen Hallsensor 100, einen Stromsensor 110 und eine Motorantriebseinheit 120.
Der Motor 10 dreht in einer normalen Richtung oder einer umgekehrten Richtung aufgrund einer Spannung, die von einer Batterie geliefert wird, und liefert eine Bremskraft an die Bremsen 60 oder löst die Bremskraft von den Bremsen 60, wodurch die Bremsen 60 betätigt oder die Betätigung der Bremsen 60 gestoppt werden.
Die Getriebeanordnung 20 wird durch Drehung des Motors 10 angetrieben und umfasst eine Mehrzahl von Zahnrädern, die miteinander durch spiralförmige Zähne in Eingriff sind, die auf den äußeren Umfangsflächend derselben ausgebildet sind, und rotieren, wodurch eine geradlinige hin- und hergehende Bewegung der Spindel 30 erzeugt wird. Die Getriebeanordnung ist mit einem Mutterelement 25 versehen, das mit der Spindel 30 schraubgekoppelt ist und sich in der entgegengesetzten Richtung zu der Bewegungsrichtung der Spindel 30 bewegt.
Die Spindel 30 ist mit einem Schraubgewinde auf seiner äußeren Umfangsfläche ausgebildet und das Schraubgewinde ist mit dem Mutterelement 25 der Getriebeanordnung 20 schraubgekoppelt. Dabei dreht sich die Spindel 30 in dem Mutterelement 25 und bewegt sich geradlinig, wenn die Getriebeanordnung 20 angetrieben wird. Der Parkseilzug 40 ist mit einer Spitze der Spindel 30 verbunden und somit wird der Parkseilzug 40 gespannt bzw. gezogen oder gelöst entsprechend der geradlinigen Bewegung der Spindel. Wenn die Spindel 30 sich bewegt wird eine abstoßende Kraft entsprechend der Bewegungskraft der Spindel auf das Mutterelement 25 der Getriebeanordnung 20 aufgebracht.
Der Parkseilzug 40 ist mit der Spindel 30 verbunden und wird entsprechend der Bewegung der Spindel 30 gezogen oder gelöst, wodurch eine Bremskraft auf die Bremsen 60 vorgesehen wird.
Das elastische Element 50 wird entsprechend der Bewegung des Mutterelements 25 der Getriebeanordnung 20 komprimiert, das heißt, das elastische Element 50 wird basierend auf Zugkraft komprimiert, die auf den Parkseilzug 40 entsprechend der Bewegung der Spindel 30 entsprechend der Bewegung des Mutterelements 25 aufgebracht wird.
Die Bremsen 60 sind jeweils an dem linken und rechten hinteren Rad des Fahrzeugs angeordnet und sind mit der Spindel 30 über den Parkseilzug 40 verbunden. Wenn eine Zugkraft des Parkseilzugs 40 entsprechend der geradlinigen Bewegung der Spindel 30 auf die Bremsen 60 übertragen wird, liefern die Bremsen 60 eine Bremskraft an die Fahrzeugräder 70 oder lösen die Bremskraft von den Fahrzeugrädern 70.
Der Parkschalter 80 überträgt ein Parkmodus-Einstellsignal an die elektronische Steuereinheit 90, wenn der Parkschalter 80 von einem Benutzer eingeschaltet wird. Das heißt, der Parkschalter 80 ist derart ausgebildet, dass, wenn der Parkschalter 80 eingeschaltet wird, eine Umwandlung zwischen dem Parkmodus und dem Parkfreigabemodus des Fahrzeugs automatisch entsprechend einer Änderung des Zustands des Fahrzeugs erreicht wird.
Die elektronische Steuereinheit 90 ist ausgebildet, eine gesamte Steuerung des elektronischen Parkbremssystems durchzuführen.
Der Hallsensor 100 liefert einen Impuls entsprechend der Drehung eines Rotors des Motors in eine normale Richtung und eine umgekehrte Richtung an die elektronische Steuereinheit 90. Die elektronische Steuereinheit 90 zählt die Impulse und detektiert eine Drehstellung des Motors entsprechend dem gezählten Impulswert. Das heißt, die elektronische Steuereinheit 90 detektiert eine Drehstellung des Motors basierend auf dem Zählwert des Impulsausgangssignals des Hallsensors 100 in Berücksichtigung der Drehung des Motors 10 in normale Richtung oder umgekehrte Richtung. Beispielsweise detektiert die elektronische Steuereinheit 90 eine aktuelle Drehstellung des Motors basierend auf den gezählten Impulsen derart, dass das Impulsausgangssignal des Hallsensors 100 einem positiven Wert zugeordnet wird, wenn der Motor 10 in der normalen Richtung rotiert, und das Impulsausgangssignal des Hallsensors 100 einem negativen Wert zugeordnet wird, wenn der Motor 10 in der umgekehrten Richtung rotiert.
Der Stromsensor 110 tastet einen Strom ab, der in dem Motor 10 fließt, wenn der Motor 10 in der normalen Richtung oder der umgekehrten Richtung rotiert und liefert den Strom an die elektronische Steuereinheit 90.
Dabei wird eine Kraft rückstoßend zu der Bewegungskraft der Spindel 30, die den Parkseilzug 40 zieht, wenn der Motor 10 rotiert, auf das Mutterelement 25 aufgebracht und somit wird das Mutterelement 25 bewegt und das elastische Element 50 wird durch die Bewegungskraft des Mutterelements 25 komprimiert. Das heißt, das Mutterelement 25 wird durch Drehung des Motors 10 bewegt, wobei das elastische Element 50 komprimiert wird und die Bewegungskraft des Mutterelements 25 entspricht der Bewegungskraft des Motors 10. Somit kann die Zugkraft bzw. Spannkraft des Parkseilzugs 40 basierend auf dem Strom des Motors entsprechend der Drehkraft des Motors 10 berechnet werden.
Nach durchgeführten Experimenten liegt die Abweichung des Stroms des Motors durch Spannung und Temperatur in Bezug auf die Zugkraft des Parkseilzuges, wenn die Bremsen 60 betätigt werden, beispielsweise bei höchstens ungefähr 4 A, was ähnlich zu dem Wert der Abweichung in dem elektronischen Parkbremssystem ist.
Auch tritt keine Verzerrung der Stromwellenform entsprechend Pulsbreitenmodulations(PWM, Tastung & Drehzahl)-Steuerung auf, wenn die Bremsen 60 betätigt werden, und eine Abweichung des Stroms des Motors ist beispielsweise höchstens ungefähr 3 A, was ähnlich zu dem Wert der Abweichung in dem elektronischen Bremssystem ist.
Wie oben beschrieben sei verstanden, dass es eine direkte Korrelation zwischen einem Strom des Motors und einer Zugkraft des Parkseilzuges gibt. Basierend auf den experimentellen Ergebnissen kann ein Strom des Motors, wenn eine Zugkraft des Parkseilzuges bei Betrieb der Bremsen 60 null ist, bekannt sein. Dabei kann eine Drehstellung des Motors unter Verwendung des Stromsensors ohne einen Kraftsensor geschätzt werden, wenn die Zugkraft des Parkseilzuges null ist. Außerdem kann eine Drehstellung des Motors, wenn eine Zugkraft des Parkseilzuges null ist, genauer geschätzt werden, als wenn der Kraftsensor verwendet wird.
Bezugnehmend auf 2 wirkt die Motorantriebseinheit 120 dahingehend, den Motor 10 in normaler Richtung oder der entgegengesetzten Richtung entsprechend einem Steuersignal der elektronischen Steuereinheit 90 rotieren zu lassen.
Die Speichereinheit 130 speichert einen Wert der Drehposition des Motors zu der Zeit, bei der ein von dem Stromsensor 110 abgetasteter Stromwert des Motors einen Stromwert entsprechend einem Zugkraftwert null des Parkseilzugs 40 erreicht, wenn die Bremsen entsprechend einem Steuersignal der elektronischen Steuereinheit 90 betätigt werden. Der Wert der Drehstellung des Motors kann basierend auf den experimentellen Ergebnissen vorgegeben werden und kann im Vorhinein in der Speichereinheit 130 gespeichert werden.
Wenn ein Parkmodus-Einstellsignal von dem Parkschalter 80 an die elektronische Steuereinheit 90 gegeben wird, stellt die elektronische Steuereinheit 90 einen Parkmodus ein und bestimmt, ob die Modusänderung von dem Parkmodus in den Parkfreigabemodus oder von dem Parkfreigabemodus in den Parkmodus durchgeführt wird, durch Analysieren eines Zustands des Fahrzeugs basierend auf Daten, die von verschiedenen Sensoren oder verschiedenen Systemen gesendet werden. Wenn bestimmt wird, dass die Modusänderung durchgeführt wird, steuert die elektronische Steuereinheit 90 den Betrieb der Bremsen. Außerdem steuert die elektronische Steuereinheit 90 die Drehung des Motors 10 über die Motorantriebseinheit 120 entsprechend dem Parkmodus oder dem Parkfreigabemodus, um den Motor in der normalen Richtung oder der umgekehrten Richtung zu drehen, wodurch die Bremsen 60 betätigt oder die Betätigung der Bremsen 60 gestoppt werden.
Die elektronische Steuereinheit 90 schätzt die Zugkraft des Parkseilzugs 40 basierend auf einem Strom, der in dem Motor 10 fließt, wenn der Parkmodus oder der Parkfreigabemodus durchgeführt wird, sagt eine Bremskraft der Bremsen 60 basierend auf der geschätzten Zugkraft des Parkseilzugs 40 voraus und steuert die Drehung des Motors 10 basierend auf der vorausgesagten Bremskraft, wodurch die Zugkraft des Parkseilzugs 40 und die Bremskraft der Bremsen 60 gesteuert werden.
Die elektronische Steuereinheit 90 schätzt den Wert der Drehstellung des Motors, wenn die Zugkraft des Parkseilzugs 40 ungefähr null ist, unter Verwendung des Stromwerts des Motors, der von dem Stromsensor 110 abgetastet wird, wenn die Bremsen 60 eingesetzt werden und stoppt den Motor 10 abhängig davon, ob der von dem Hallsensor 100 abgetastete Wert des Drehstellung des Motors den geschätzten Wert der Drehstellung des Motors erreicht, wenn die Bremsen 60 freigegeben werden.
Bei genauer Beschreibung unter Bezugnahme auf 3 dreht die elektronische Steuereinheit 90 den Motor 10 in eine Richtung (z.B. in die normale Richtung) über die Motorantriebsantriebseinheit 120, so dass eine Bremskraft auf die Bremsen 60 gegeben wird, wenn die Bremsen 60 eingesetzt werden.
Die elektronische Steuereinheit 90 tastet auch den Strom des Motors über den Stromsensor 110 ab. Wenn der von dem Stromsensor 110 abgetastete Stromwert einen ersten vorgegebenen Stromwert entsprechend dem Zugkraftwert null (d.h. eine Zugkraft des Parkseilzugs 40 ist ungefähr null) erreicht, speichert die elektronische Steuereinheit 90 den über den Hallsensor 100 abgetasteten Wert der Drehstellung des Motors in der Speichereinheit 130.
Wenn der Strom des Motors, der von dem Stromsensor 110 detektiert wird, einen zweiten vorgegebenen Stromwert (zweiter Stromwert > erster Stromwert) entsprechend einer vorgegebenen Zugkraft des Parkseilzugs 40 (z.B. der maximale Zugkraftwert des Parkseilzugs) erreicht, stoppt die elektronische Steuereinheit den Motor 10. Selbst wenn der Motor durch einen Selbstverriegelungsmechanismus, typischerweise unter Verwendung von Schrauben gestoppt wird, wird die den Bremsen 60 zugeführte Bremskraft aufrechterhalten.
Derweilen dreht die elektronische Steuereinheit 90 den Motor 10 in die entgegengesetzte Richtung (z.B. in die umgekehrte Richtung) über die Motorantriebseinheit 120, um so die Bremskraft von den Bremsen 60 freizugeben, wobei die Betätigung der Bremsen 60 gestoppt wird.
Zu diesem Zeitpunkt detektiert die elektronische Steuereinheit 90 den Wert der Drehstellung des Motors 10 über den Hallsensor 100. Wenn der von dem Hallsensor 100 abgetastete Wert der Drehstellung des Motors den Wert der Drehstellung des Motors, der in der Speichereinheit 130 gespeichert ist, erreicht, stoppt die elektronische Steuereinheit 90 den Motor über die Motorantriebseinheit 120, nachdem eine vorgegebene Zeit abgelaufen sind, seitdem der von dem Hallsensor 100 abgetastete Wert der Drehstellung des Motors den Wert der Drehstellung des Motors erreicht hat, der in der Speichereinheit 130 gespeichert ist.
Im Folgenden wird zur Vereinfachung der Erläuterung eine Erklärung bei der Bedingung gegeben, bei der der Motor 10 in normale Richtung rotiert, die Bremskraft auf die Bremsen 60 aufgebracht wird, und wenn der Motor 10 in die umgekehrte Richtung rotiert, die Bremskraft von den Bremsen 60 freigegeben wird.
Die 4 und 5 sind Flussdiagramme eines Verfahrens zur Steuerung des elektronischen Parkbremssystems entsprechend einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bezugnehmend auf die 4 und 5 bestimmt die elektronische Steuereinheit 90 bei Schritt 200, ob die Bremsen 60 betätigt werden müssen, beispielsweise durch Einschalten des Parkschalters 80. Wenn bestimmt wird, dass die Bremsen 60 betätigt werden müssen, dreht die elektronische Steuereinheit 90 bei Schritt 202 den Motor 10 in normale Richtung über die Motorantriebseinheit 120. Wenn der Motor 10 in der normalen Richtung rotiert, wird eine Drehkraft des Motors 10 durch die Getriebeanordnung 20 in eine geradlinige Bewegung der Spindel 30 umgewandelt und der Parkseilzug 40, der an der Spitze der Spindel 30 befestigt ist, wird durch die Bewegung der Spindel 30 gezogen. Dabei werden die an den Fahrzeugrädern 70 vorgesehenen Bremsen 60 betätigt.
Während der Motor 10 in normaler Richtung rotiert, tastet die elektronische Steuereinheit 90 den Strom des Motors über den Stromsensor 110 ab.
Nach dem Abtasten des Stroms des Motors vergleicht die elektronische Steuereinheit 90 den abgetasteten Strom / des Motors mit einem vorgegebenen ersten Strom I_zero (beispielsweise einem Stromwert entsprechend dem Zugkraftwert null, d.h., wenn eine Zugkraft des Parkseilzugs 40 ungefähr null ist) und bestimmt bei Schritt 206, ob der abgetastete Strom / des Motors den ersten vorgegebenen Strom I_zero erreicht.
Wenn bei Schritt 206 bestimmt wird, dass der abgetastete Strom I des Motors den ersten vorgegebenen Strom I_zero erreicht, tastet bei Schritt 208 die elektronische Steuereinheit 90 eine Drehstellung Hall cnt_zero des Motors zu diesem Zeitpunkt über den Hallsensor 100 ab. Die elektronische Steuereinheit 90 speichert die abgetastete Drehstellung Hall cnt_zero des Motors in der Speichereinheit 130. Zu diesem Zeitpunkt hat die Drehstellung Hall cnt_zero des Motors, die über den Hallensor 100 abgetastet wird, einen Wert entsprechend dem Zugkraftwert null (d.h., eine Zugkraft des Parkseilzugs 40 ist ungefähr null). Wenn bei Schritt 206 bestimmt wird, dass der abgetastete Strom I des Motors nicht den vorgegebenen ersten Strom I_zero erreicht, kehrt der Prozess zu Schritt 204 zurück und wiederholt die oben beschriebenen Schritte.
Da der Motor 10 in die normale Richtung rotiert, bestimmt die elektronische Steuereinheit 90 bei Schritt 212, ob ein Wert der Drehstellung Hall cnt des Motors 10 einen vorgegebenen Wert Hall cnt_m erreicht.
Wenn bei Schritt 212 bestimmt wird, dass der Wert Hall cnt der Drehstellung des Motors nicht den vorgegebenen Wert Hall cnt_m erreicht, wiederholt der Prozess den Schritt 212.
Wenn bei Schritt 212 bestimmt wird, dass der Wert Hall cnt der Drehstellung des Motors 10 den vorgegebenen Wert Hall cnt_m erreicht, stoppt die elektronische Steuereinheit 90 bei Schritt 214 den Motor 10 über die Motorantriebseinheit 120. Selbst wenn zu diesem Zeitpunkt der Motor 10 durch einen Selbstverriegelungsmechanismus gestoppt wird, typischerweise unter Verwendung von Schrauben, wird die den Bremsen 60 gelieferte Bremskraft aufrechterhalten.
Indessen bestimmt die elektronische Steuereinheit 90 bei Schritt 216, ob die Bremsen 60 freigegeben werden müssen. Wenn bestimmt wird, dass die Bremsen 60 freigegeben werden müssen, dreht die elektronische Steuereinheit 90 bei Schritt 218 den Motor 10 in die umgekehrte Richtung über die Motorsteuereinheit 120.
Während der Motor 10 in die umgekehrte Richtung dreht, tastet die elektronische Steuereinheit 90 bei Schritt 220 eine Drehstellung des Motors über den Hallsensor 100 ab.
Nach dem Abtasten der Drehstellung des Motors bestimmt die elektronische Steuereinheit 90 bei Schritt 222, ob die Drehstellung Hall cnt des Motors 10 die in der Speichereinheit 130 gespeicherte Drehstellung Hall cnt_zero des Motors erreicht, wenn der Motor 10 in die umgekehrte Richtung dreht.
Wenn bei Schritt 222 bestimmt wird, dass die Drehstellung Hall cnt des Motors 10 nicht die in der Speichereinheit 130 gespeicherte Drehstellung Hall cnt_zero des Motors erreicht, geht der Prozess zu Schritt 220 zurück und wiederholt die oben genannten Schritte.
Wenn bei Schritt 222 bestimmt wird, dass die Drehstellung Hall cnt des Motors 10 die in der Speichereinheit 130 gespeicherte Drehstellung Hall cnt_zero des Motors erreicht, bestimmt die elektronische Steuereinheit 90 bei Schritt 224, ob die vorgegebene Zeit abgelaufen ist, seitdem die Drehstellung Hall cnt des Motors die Drehstellung Hall cnt_zero des Motors erreicht hat, die in der Speichereinheit 130 gespeichert ist.
Wenn bestimmt wird, dass die vorgegebene Zeit nicht abgelaufen ist, wiederholt der Prozess den Schritt 224.
Wenn bestimmt wird, dass die vorgegebene Zeit abgelaufen ist, stoppt die elektronische Steuereinheit 90 bei Schritt 226 den Motor 10 über die Motorantriebseinheit 120.
Zusammenfassend kann aus Experimenten bekannt sein, dass es eine direkte Korrelation zwischen einem Strom des Motors und einer Zugkraft des Parkseilzuges gibt. Durch Verwenden einer solchen Korrelation kann der Strom des Motors entsprechend einem Zugkraftwert null (d.h. eine Zugkraft des Parkseilzuges ist ungefähr null) detektiert werden, wenn die Bremsen 60 betätigt werden. Dabei kann eine Drehstellung des Motors, wenn die Zugkraft des Parkseilzugs ungefähr null ist, unter Verwendung des Stromsensors ohne einen Kraftsensor geschätzt werden. Außerdem kann die Drehstellung des Motors, wenn die Zugkraft des Parkseilzugs ungefähr null ist, genauer geschätzt werden als mit der Verwendung eines Kraftsensors. Da der Wert der Drehstellung des Motors erhalten wird, wenn die Zugkraft des Parkseilzugs ungefähr null ist, wenn die Bremsen 60 freigegeben werden und falls der Wert der Drehstellung des Motors den Wert der Drehstellung des Motors entsprechend einem Zugkraftwert null des Parkseilzuges erreicht, wird der Motor 10 gestoppt. Auch wenn zu diesem Zeitpunkt der Motor 10 gestoppt wird, nachdem eine vorgegebene Zeit um eine vorgegebene Toleranz abgelaufen ist, kann eine unnötige Betriebslast zum Freigeben der Bremsen merkbar reduziert werden im Vergleich zu dem Fall, bei dem ein Kraftsensor nach dem Stand der Technik verwendet wird, um den Motor 10 zu stoppen.
Ein Verfahren zum Stoppen des Motors unter Verwendung eines Kraftsensors nach dem Stand der Technik umfasst das Stoppen des Motors 10 nachdem eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist, seitdem ein Ausgangswert eines Kraftsensors einen bestimmten Wert erreicht hat, der vorgegeben ist, um den Motor zu stoppen. Da jedoch der Kraftsensor Grenzen in Bezug auf Ansprechgeschwindigkeit und Auflösung hat und ein Ausgangssignal vom Kraftsensor Rauschen beinhaltet, ist es schwierig, genau den Zeitpunkt zu detektieren, bei dem die Zugkraft des Parkseilzugs null wird. Daher wird der Motor erst nach einer relativ langen Zeit gestoppt, obwohl der Ausgangswert vom Kraftsensor einen vorgegebenen Wert erreicht, wodurch die Betriebslast für das Freigeben der Bremsen erhöht wird.
Durch Verwendung eines Stroms des Motors entsprechend der vorliegenden Erfindung, der eine direkte Korrelation mit einer Zugkraft des Parkseilzugs aufweist, anstelle der Verwendung eines Kraftsensors, wird ein Wert der Drehstellung des Motors erhalten, wenn die Bremsen angelegt werden, wenn die Zugkraft des Parkseilzugs ungefähr null ist. Wenn die Bremsen freigegeben werden, wird der Motor nach einem relativ kurzen Zeitraum gestoppt, seitdem ein Wert der Drehstellung des Motors den erhaltenen Wert der Drehstellung des Motors erreicht hat. Somit wird eine unnötige Betriebslast für das Freigeben der Bremsen merkbar verringert.

Claims

Elektronisches Parkbremssystem, umfassend: eine Bremse (60); einen Parkseilzug (40) zum Aufbringen einer Bremskraft auf die Bremse; einen Motor (10), der ausgebildet ist, in eine normale Richtung oder eine umgekehrte Richtung zu rotieren, um eine Zugkraft auf den Parkseilzug (40) aufzubringen; eine Motorantriebseinheit (120) zum Antreiben des Motors (10); einen Stromsensor (110) zum Abtasten eines Stroms des Motors (10); einen Hallsensor (100) zum Abtasten einer Drehstellung des Motors; eine Speichereinheit (130) zum Speichern eines vorgegebenen Werts (Hall cnt_zero) einer Drehstellung des Motors, und eine Steuereinheit (90) zum Ansteuern der Motorantriebseinheit, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, beim Betätigen der Bremse (60) einen von dem Stromsensor (110) abgetasteten Stromwert des Motors (10) mit einem vorbestimmten Stromwert (I zero) zu vergleichen, der einer Zugkraft des Parkseilzugs (40) mit einem Zugkraftwert von ungefähr Null entspricht, und wenn der von dem Stromsensor (110) abgetasteter Stromwert des Motors (10) den vorbestimmten Stromwert erreicht, die von dem Hallsensor (100) abgetastete Drehstellung als vorgegebenen Wert (Hall cnt_zero) zu bestimmen, der in der Speichereinheit (130) gespeichert wird, und die Steuereinheit weiter ausgebildet ist bei der Freigabe der Bremse (60) zu bestimmen, ob der von dem Hallsensor (100) abgetastete Drehstellungswert des Motors (10) den in der Speichereinheit gespeicherten vorgegebenen Wert (Hall cnt_zero) der Drehstellung erreicht hat und den Motor (10) über die Motorantriebseinheit (120) zu stoppen, nachdem eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist, seitdem der abgetastete Drehstellungswert des Motors (10) den in der Speichereinheit (130) gespeicherten vorgegebenen Wert der Drehstellung erreicht hat.
Elektronisches Parkbremssystem nach Anspruch 1, bei dem, wenn die Bremse (60) betätigt wird und falls der von dem Hallsensor (100) abgetastete Drehstellungwert des Motors (10) einen weiteren vorgegebenen Wert (Hall cnt_m) der Drehstellung erreicht, die Steuereinheit (90) ausgebildet ist, den Motor (10) zu stoppen.
Elektronisches Parkbremssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem in der Speichereinheit (130) der vorbestimmten Stromwert (I zero) und der weitere vorgegebenen Wert (Hall cnt_m) der Drehstellung gespeichert sind.
Verfahren zur Steuerung eines elektronischen Parkbremssystems, umfassend: Abtasten eines Stroms eines Motors (10), der eine Zugkraft auf einen Parkseilzug (40) aufbringt, wenn eine Bremse (60) betätigt wird; Vergleichen des abgetasteten Stroms mit einen vorbestimmten Stromwert (I zero), der einer Zugkraft des Parkseilzugs (40) mit einem Zugkraftwert von ungefähr Null entspricht; Abtasten eines Werts der Drehstellung des Motors (10), wenn der abgetastete Strom des Motors (10) den vorbestimmten Stromwert (I zero) erreicht; Speichern der abgetasteten Drehstellung des Motors (10) als vorgegebenen Wert (Hall cnt_zero) der Drehstellung; Abtasten einer Drehstellung des Motors (10), wenn die Bremse (60) freigegeben wird; Bestimmen, ob der abgetastete Drehstellungswert des Motors (10) den gespeicherten vorgegebenen Wert (Hall cnt_zero) der Drehstellung des Motors (10) erreicht; und Stoppen des Motors (10), nachdem eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist, seitdem der abgetastete Drehstellungwert des Motors (10) den gespeicherten vorgegebenen Wert (Hall cnt_zero) der Drehstellung des Motors (10) erreicht hat.
Verfahren zur Steuerung nach Anspruch 4, bei dem, wenn die Bremse (60) betätigt wird, der von dem Hallsensor (100) abgetastete Drehstellungwert des Motors (10) mit einem weiteren vorgegebenen Wert (Hall cnt_m) der Drehstellung verglichen wird und bei Erreichen des weiteren vorgegebenen Werts (Hall cnt_m) der Drehstellung der Motor (10) gestoppt wird.