DE10356096A1 - Control of the activation of an electric motor actuator driven vehicle parking or hand brake, based on measurement of the current applied to the brake actuator motor - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betätigen einer Feststellbremsanlage für Fahrzeuge, insbesondere Personen- und Lastkraftwagen, mit einer einen motorischen Antrieb, beispielsweise einen Elektromotor, aufweisenden Stelleinheit zum Betätigen der Feststellbremsanlage, wobei zum Feststellen eine definierte Feststellkraft vorgegeben und nichtflüchtig gespeichert ist und beim Betätigen der Feststellbremsanlage ein Kraftsensor bei Erreichen einer definierten Bremskraft ein Signal abgibt.The This invention relates to a method and apparatus for Actuate a parking brake system for Vehicles, in particular passenger cars and lorries, with a a motor drive, such as an electric motor, having Actuating unit for actuating the parking brake system, wherein for determining a defined Locking force specified and stored non-volatile and the Actuate the parking brake system, a force sensor upon reaching a defined braking force emits a signal.
Bei den bekannten Verfahren beziehungsweise Vorrichtungen zum Betätigen einer Feststellbremsanlage für Fahrzeuge ist die Feststellkraft, als ein definierter Verstellweg eines Betätigungszuges nichtflüchtig in einem Speicher abgelegt. Aus der WO 98/40255 ist es beispielsweise bekannt, beim Feststellen der Feststellbremsanlage dem Hub eines Betätigungszuges eine bestimmte Feststellkraft zuzuordnen und diesen Wert abzuspeichern. Anhand des Wertes für den Hub kann der Antrieb abgeschaltet werden, wenn die vordefinierte Feststellkraft zum Halten des Fahrzeuges erreicht ist.at the known method or devices for actuating a Parking brake system for Vehicles is the locking force, as a defined adjustment a control cable non-volatile in stored in a memory. From WO 98/40255 it is for example known when determining the parking brake system the hub of a control cable to assign a specific locking force and to store this value. Based on the value for the drive can be switched off the hub if the predefined Locking force for holding the vehicle is reached.
Nachteilig bei diesen bekannten Bremssystemen ist jedoch, dass zum Feststellen der Bremse der exakte Hub für die Feststellkraft bekannt sein muss. Sollen mehrere Feststellpunkte abgespeichert werden, so ist es notwendig, zu jedem Kraftwert einen entsprechenden Hub des Betätigungszuges abzuspeichern. Dies hat jedoch den entscheidenden Nachteil von auftretenden Kraftungenauigkeiten, da eine Feststellbremse ein dynamisches System darstellt, bei dem sich die zu den Feststellkräften korrespondierenden Hübe des Betätigungszuges während des Betriebs ändern können. Somit können fehlerhafte Bremsbetätigungen auftreten, die ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellen.adversely in these known brake systems, however, that is for detection brake the exact stroke for the locking force must be known. Shall have multiple detection points be stored, so it is necessary for each force value one store corresponding stroke of the control cable. However, this has the decisive disadvantage of occurring force inaccuracies, because a parking brake is a dynamic system in which themselves to the locking forces corresponding strokes of the control cable during the Change operation can. Thus, you can faulty brake actuations occur that pose a significant security risk.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der oben genannten Nachteile eine Feststellbremsanlage der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass ein sicheres Betätigen und Feststellen der Bremse gewährleistet ist.From that Based on the object of the invention, while avoiding the above-mentioned disadvantages a parking brake system of the beginning form the type mentioned in that safe operation and Locking the brake ensured is.
Verfahrensmäßig wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Signal des Kraftsensors als Referenz für mindestens eine auswertbare und ansteuerbare Variable der Feststellbremsanlagen dient, wobei die Variable über eine mathematische Funktion mit der Bremskraft korreliert, so dass vermittels der Variablen ein Ansteuern der Feststellbremse, zum Beispiel zum Abschalten des motorischen Antriebs, erfolgt.Procedurally solved this task by that the signal of the force sensor as a reference for at least one evaluable and controllable variable of the parking brake systems is used, wherein the variable over a mathematical function correlates with the braking force, so that by means of the variables a driving the parking brake, for Example for switching off the motor drive, takes place.
Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, dass die Feststellkraft zu jedem Zeitpunkt bekannt ist. Hierzu kann jedem Wert der auswertbaren und ansteuerbaren Variablen eine definierte Bremskraft zugeordnet werden, wodurch die Funktionssicherheit der Feststellbremse erheblich verbessert ist.By This measure it is ensured that the locking force is known at all times. For this purpose, each value of the evaluable and controllable variables a defined braking force can be assigned, whereby the reliability of the Parking brake is significantly improved.
Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dient der Motorstrom des motorischen Antriebs als auswertbare und ansteuerbare Variable. Die Motorstromstärke kann in einfacher Weise gemessen werden, so dass über die mathematische Korrelation die Bremskraft anhand des Motorstroms bestimmt werden kann.To a first advantageous embodiment of the invention serves the Motor current of the motor drive as evaluable and controllable variable. The motor current can be easily measured so that over the mathematical correlation the braking force based on the motor current can be determined.
Analog kann als ansteuerbare und auswertbare Variable auch die Motordrehzahl des motorischen Antriebs verwenden werden.Analogous can also be the controllable and evaluable variable the engine speed of the motor drive.
Alternativ oder zusätzlich kann als Variable auch der Verstellweg der Stelleinheit genutzt werden, da dieser Verstellweg ebenfalls über eine mathematische Korrelation mit der Bremskraft verbunden ist.alternative or additionally can also be used as a variable and the adjustment of the actuator Since this adjustment also has a mathematical correlation connected to the braking force.
Die Korrelation kann dabei eine einfache Proportionalität I = K·F (I = Variablenwert, K = Proportionalitätsfaktor, F = Bremskraft).The Correlation can be a simple proportionality I = K · F (I = Variable value, K = proportionality factor, F = braking force).
Nach
einem weiteren vorteilhaften Gedanken der Erfindung kann auch eine
additive Verschiebung B der Korrelation zwischen der Variablen und der
Bremskraft beim Ansteuern der Feststellbremse benutzt werden. Wird
beim Betätigen
der Feststellbremse gegenüber
der zuvor erfolgten Betätigung eine
Verschiebung des als Referenz dienenden Signals des Kraftsensors
gegenüber
der auswertbaren und ansteuerbaren Variablen festgestellt, so ist
trotzdem ein sicheres Ansteuern der Feststellkraft ermöglicht.
Die Verschiebung der Variablen IS => IS +
B wird dabei in einfacher Weise auf die Korrelation zwischen den
Variablen und der Bremskraft angewandt:
Vorrichtungsmäßig wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 5 gelöst. Dabei ist ein Speicher vorgesehen, in dem die Korrelation der Bremskraft mit auswertbaren und steuerbaren Variablen der Feststellbremsanlage nichtflüchtig abgelegt ist. Zum Feststellen der Feststellbremsanlage werden folgende Parameter benutzt:
- – IS = der Wert der Variablen zum Zeitpunkt des Signals des Kraftsensors
- – FS = Bremskraft zum Zeitpunkt des Signals des Kraftsensors
- – F(I) = die Korrelationsfunktion zwischen Bremskraft und Variabler
- – FA = Feststellkraft der Bremse zum Abschaltzeitpunkt
- - I S = the value of the variable at the time of the signal from the force sensor
- - F S = braking force at the time of the signal of the force sensor
- F (I) = the correlation function between braking force and variable
- - F A = locking force of the brake at the switch-off time
Mittels einer Steuerung der Feststellbremsanlage kann damit der Wert für die Variable zum Abschaltzeitpunkt ermittelt bzw. berechnet werden. Bei einfacher Proportionalität zwischen Bremskraft und Variabler würde sich der Wert der Variablen zum Abschaltzeitpunkt wie folgt darstellen: By means of a control of the parking brake system, the value for the variable at the switch-off time can be determined or calculated. With a simple proportionality between the braking force and the variable, the value of the variable at the time of switch-off would be as follows:
Natürlich sind auch nichtlineare Funktionen F(I) denkbar.Of course they are also non-linear functions F (I) conceivable.
Damit lässt sich jedem Wert der Variablen ein definierter Kraftwert zuordnen. Da der Abschaltzeitpunkt des motorischen Antriebs anhand der Variablen exakt festgelegt werden kann, wird eine Überbeanspruchung einzelner Teile der Feststellbremsanlage vermieden und ein sicheres Bremsen gewährleistet.In order to let yourself assign a defined force value to each value of the variable. There the shutdown time of the motorized drive based on the variables can be set exactly, is an overuse of individual Parts of the parking brake system avoided and safe braking guaranteed.
Als Variablen können dabei einzelne oder eine Kombination der nachfolgend, nicht abschließend aufgeführten Parameter verwendet werden:
- – der Motorstrom des Antriebs,
- – die Motordrehzahl des Antriebs und/oder
- – der Verstellweg der Stelleinheit.
- - the motor current of the drive,
- - The engine speed of the drive and / or
- - The adjustment of the actuator.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zur Erfassung des Signals des Kraftsensors ein weiterer Sensor vorgesehen. Solche Sensoren zum Übermitteln des Signals des Kraftsensors an die Steuerung der Feststellbremsanlage können in unterschiedlicher Weise verwirklicht sein. Beispielhaft seien hier die nachfolgend, nicht abschließend aufgeführten Sensoren genannt:
- – ein verkabelter Schalter,
- – ein Hallsensor, ein Strommessgerät, das eine Unstetigkeit im Motorstrom des Antriebs detektiert und/oder
- – ein Drehzahlmessgerät, das eine Unstetigkeit der Drehzahl der Antriebswelle des Antriebs detektiert.
- - a wired switch,
- A Hall sensor, an ammeter, which detects a discontinuity in the motor current of the drive and / or
- - A tachometer that detects a discontinuity of the speed of the drive shaft of the drive.
Nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Steuerung einen Prozessor auf, der anhand der Werte für die Variable und der Korrelation zwischen Variable und Bremskraft, die Bremskraft berechnet. Durch diese Maßnahme ist eine einfache Berechnung der Bremskraft möglich. Bei jedem Bremsvorgang ist es deshalb nur einmal notwendig, die Bremskraft zu bestimmen.To another advantageous embodiment According to the invention, the controller has a processor based on the values for the variable and the correlation between variable and braking force, the braking force is calculated. This measure is a simple calculation the braking force possible. For each braking operation, it is therefore necessary only once, the Determine braking force.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Further Objectives, advantages, features and applications of the present Invention will become apparent from the following description of a embodiment based on the drawing. In this case, all described and / or illustrated Features for itself or in any meaningful combination the object of present invention, also independent of their summary in the claims or their relationship.
Die
einzige Figur zeigt:
ein Diagramm des Motorstroms I eines Antriebes
einer erfindungsgemäßen Feststellbremsanlage
während
des Betätigens
in Abhängigkeit
von der Zeit t.The only figure shows:
a diagram of the motor current I of a drive of a parking brake system according to the invention during actuation in dependence on the time t.
Eine mögliche Ausführungsform einer Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge, wie sie beispielsweise in der WO 98/40255 beschrieben ist, weist einen motorischen Antrieb mit einer Antriebswelle als Verstellglied auf. Der Stelleinheit ist dabei ein Kraftsensor zugeordnet, der bei Erreichen einer vordefinierten Bremskraft ein Signal abgibt. Dieses Signal wird an eine Steuerung der Feststellbremse weitergeleitet, die dem Signal einen bestimmten Wert des Motorstromes des Antriebs zuordnet. Der Motorstrom korreliert dabei zumindest in dem für den Bremsvorgang entscheidenden Bereich über eine mathematische Funktion mit der Bremskraft. Im einfachsten Fall besteht zwischen dem Motorstrom und der Bremskraft in diesem Bereich eine lineare Proportionalität.A possible embodiment a parking brake system for Motor vehicles, as described for example in WO 98/40255 is, has a motor drive with a drive shaft as Adjustment on. The actuating unit is assigned a force sensor, which emits a signal when reaching a predefined braking force. This signal is forwarded to a control of the parking brake, the signal a certain value of the motor current of the drive assigns. The motor current correlates at least in that for the braking process crucial area about a mathematical function with the braking force. In the simplest case exists between the motor current and the braking force in this area a linear proportionality.
Die
Gibt nun der Kraftsensor bei einer vorgegebenen Kraft FS zum Zeitpunkt tS ein Signal ab, so wird dieser Bremskraft FS über die Steuerung der Wert IS des Motorstroms zugeordnet. Anhand der Proportionalität I(F) = K·F des Motorstroms zur Bremskraft lässt sich nun in einfacher Weise der zur Feststellkraft FA, die nichtflüchtig in einem Speicher abgelegt ist, korrespondierende Motorstrom IA ermitteln: If the force sensor now emits a signal at a given force F S at time t S , then this braking force F S is assigned the value I S of the motor current via the controller. Based on the proportionality I (F) = K · F of the motor current to the braking force, the motor current I A corresponding to the locking force F A , which is stored non-volatilely in a memory, can now be determined in a simple manner:
Die direkte Proportionalität wurde nur wegen der einfachen Darstellung gewählt. Prinzipiell ist das erfindungsgemäße Verfahren auf kompliziertere mathematische Funktionen anwendbar.The direct proportionality was chosen only for the sake of simplicity. In principle, the inventive method applicable to more complicated mathematical functions.
Eine weitere Kraftmessung durch den Kraftsensor ist nicht mehr erforderlich.A further force measurement by the force sensor is no longer necessary.
Auch wenn aufgrund äußerer Einflüsse oder Verschleißerscheinungen der Bremse sich der Motorstrom für eine definierte Bremskraft um den Betrag B verschiebt, ist ein zuverlässiges Betätigen der Bremse gewährleistet. Diese Verschiebung kann in einfacher Weise additiv auf die Funktion F(I) angewandt werden: Even if due to external influences or wear of the brake, the motor current for a defined braking force shifts by the amount B, a reliable operation of the brake is guaranteed. This shift can easily be applied additively to the function F (I):
Der zur Feststellkraft F korrespondierende Motorstrom kann deshalb in einfacher Weise während des Betriebs berechnet und dem Verschleiß und äußeren Umständen angepasst werdenOf the Therefore, corresponding to the locking force F motor current can in easy way during calculated and adapted to wear and external circumstances
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