用於操作一種車輪制動裝置、特別是機電式車輪制動裝置或一種有摩擦的、具有彈簧彈性...的製作方法
2023-09-23 11:59:15 1
專利名稱：用於操作一種車輪制動裝置、特別是機電式車輪制動裝置或一種有摩擦的、具有彈簧彈性 ...的製作方法
背景技術：
本發明涉及一種用於操作一種車輪制動裝置、特別是機電式車輪制動裝置或一種有摩擦的、具有彈簧彈性的機械系統的方法。
為了清楚地闡明本發明，下面具體藉助於對一個機電式車輪制動裝置的操作來解釋。但本發明不應該因此只局限用於機電式車輪制動裝置，本發明方法還可用於如液壓的或氣動的車輪制動裝置中，特別是當它們被外力操作時，並且可普遍用於有摩擦的、具有彈簧彈性的機械系統。
機電式車輪制動裝置是已知的。示例參閱DE 4229042 A1。已知的機電式車輪制動裝置具有一個電動機，其旋轉運動由一個傳動裝置傳遞給一個轉動/移動轉換傳動裝置，通常是一個絲槓傳動裝置，藉助該裝置可將摩擦制動襯片壓緊(擠壓)到一個與汽車車輪不可相對轉動地連接的制動體、如制動盤或制動鼓上，並且可以再從其上抬起(鬆開)。為了將電動機的旋轉運動轉換成能將摩擦制動襯片壓緊的移動運動，可以例如使用一個凸輪。還已知的是，電動機轉子作為絲槓傳動裝置的螺母構成，這樣就省去了電動機和絲槓傳動裝置之間的傳動裝置。
為了制動，在已知的機電式車輪制動裝置中，電動機被朝向壓緊方向通電，直至達到所希望的制動力。該制動力可以不斷提高，直到達到一種在一定程度上靜止的最終狀態，在這種狀態下，電動機在最大電流下的轉矩不再足以使摩擦制動襯片對制動體的壓緊力進一步提高。
本發明優點具有權利要求1特徵的本發明方法的優點是，車輪制動裝置的制動力可以被提高超過其在在一定程度上靜止的最終狀態下所具有的值，制動效果明顯改善。
本發明方法進一步的優點是，其不需要藉助外部的測量信號或輸入信號、如由車輪制動裝置作用的制動力來進行。因此，可以省去測量摩擦制動襯片在制動體上的壓緊力的傳感器及類似裝置。本發明方法可以應用於現有的、特別是機電式的車輪制動裝置中，不需要進行改裝，如在車輪制動裝置上安裝一個傳感器。
在車輪制動裝置的制動力出現衰減、即在由於過熱引起制動力下降的情況下，也可以有利地使用本發明方法，以重新達到或者還可以超過在衰減前所具有的制動力。
本發明基於以下的考慮車輪制動裝置不是絕對剛性的，其在堅硬地構成的情況下也具彈性，電動機克服該彈性將車輪制動裝置壓緊。此外，電動機在進行壓緊時必須克服傳動裝置和絲槓傳動裝置的摩擦力，該摩擦力由於隨著壓緊程度提高而增大的作用力而增大。在大的壓緊力下摩擦力也大，也就是說，電動機扭矩的不可忽略的一部分為了克服摩擦力而消耗了，只有電動機扭矩的相反的另一部分繼續提高壓緊力。在達到在一定程度上靜止的最終狀態時，車輪制動裝置的運動件進入停止狀態，摩擦力轉變為較大的靜摩擦力。只有電動機扭矩能夠提高到可以克服該靜摩擦力並使制動裝置的運動件重新運動時，制動力才有可能會進一步提高。
因為電動機的扭矩不能夠任意提高，所以本發明方法提出另一種途徑為了使制動力在達到在一定程度上靜止的最終狀態之後繼續提高，車輪制動裝置在一個短的時間段內被朝向鬆開方向操作，緊接著又重新被壓緊。通過向鬆開方向操作，藉助於車輪制動裝置的彈性的支持而不是克服該彈性，克服靜摩擦力並且使車輪制動裝置的運動件重新處於運動狀態。緊接著，制動裝置重新被壓緊，此時制動力大於在在一定程度上靜止的最終狀態時的制動力，因為不需克服靜摩擦力，而是電動機克服較小的滑動摩擦力進行工作。為了逐步地進一步提高制動力，可以多次重複本方法。在試驗中，制動力可以比在在一定程度上靜止的最終狀態值時的值提高約三分之一。
為了向鬆開方向操作車輪制動裝置，電動機不需要一定在鬆開方向上通電，在電動機為了重新壓緊車輪制動裝置再次按壓緊方向被施加最大電流之前，將其電流斷開或減小通常就足夠了。車輪制動裝置也並沒有真正被鬆開，而是向鬆開方向的操作這樣短暫，以致制動力不減小或最多只是察覺不到地減小。本發明的目的不是使車輪制動裝置的制動力暫時降低並緊接著重新提高，而是通過在鬆開方向上操作車輪制動裝置降低由於車輪制動裝置在在一定程度上靜止的最終狀態下的高的壓緊力而在軸承、傳動裝置、導向器等類似件中可能出現的過大壓緊力，並且克服靜摩擦。對於車輪制動裝置制動力儘管在鬆開方向上短時操作卻沒有減小的一種解釋可以是由於車輪制動裝置的彈性而產生滯後。總之在實驗中，在鬆開方向上短時操作車輪制動裝置時制動力的減小是不可測量的。這或者可能是由於制動力事實上沒有減小，或者是由於制動力的減小量小於測量精度從而可以被忽略。如果在向鬆開方向操作車輪制動裝置時制動力明顯減小則會使駕駛員很不安全，並且使制動距離加長，這是應該避免的，也是本發明所不希望的。權利要求1中的表述，即制動力不減小或最多只是察覺不到地減小，意味著車輪制動裝置在鬆開方向上只被這樣短時地操作，以致在車輪制動裝置的驅動裝置中可能存在的過分壓緊被解除並且靜摩擦轉變為滑動摩擦。
本發明方法還可用於其它有摩擦的、具有彈簧彈性的機械系統中，而不只局限於車輪制動裝置。這是從屬的權利要求2的主題。前面對於車輪制動裝置、特別是對於機電式車輪制動裝置的闡述，同樣是這種情況，在這裡就不重複了。
從屬權利要求的主題是本發明方法的有利方案和改進。
為了逐步提高制動力，按照權利要求3多次重複本發明方法。按照權利要求4，在重新壓緊開始後在一個預先規定的時間段之後重複該方法。這樣做的優點是，不需要確定或等待車輪制動裝置是否在重新壓緊後已進入停止狀態。按照權利要求5，當車輪制動裝置/系統在重新壓緊時進入停止狀態或者不管怎樣近似停止時，重複該方法。按這種方式，在每次重複該方法時，制動力或者說由有摩擦的、具有彈簧彈性的機械系統所作用的力達到一個最大程度的提高。
因為制動力或者說由系統所作用的力不能通過本發明方法任意地提高，而是趨向一個極限值，因此，按照權利要求6，限制了重複次數。
按照權利要求7，車輪制動裝置的一個操作元件在其沿鬆開方向操作時所走過的位移量被作為向鬆開方向操作的尺度。如果車輪制動裝置的操作元件在鬆開方向上走過了一個確定的位移量，則車輪制動裝置/系統被重新壓緊。這樣，操作元件在鬆開方向上的位移量決定了車輪制動裝置/系統在鬆開方向上被操作的短的時間段。在這種情況下不測量時間。操作元件可以例如是車輪制動裝置的一個電動機轉子，它逆轉一個預先規定的角度，以向鬆開方向操作車輪制動裝置。
附圖下面藉助於一個在附圖中描述的實施例進一步解釋本發明。圖示為
圖1 一個機電式車輪制動車裝置的電路簡圖；和圖2 用於說明本發明方法作用原理的時間圖。
在一個未示出的用於執行本發明方法的試驗結構中，車輪制動裝置10具有一個可被電動機16驅動的傘齒輪傳動裝置，其傘齒輪不可相對轉動地套裝在一個絲槓傳動裝置的螺母上。在此，傘齒輪傳動裝置和絲槓傳動裝置構成一個制動調節器18。藉助該絲槓傳動裝置的絲槓可將安裝在一個制動鉗中的摩擦制動襯片壓向作為盤式制動裝置構成的車輪制動裝置的一個制動盤24。該絲槓形成所述機械式連接裝置20，該制動鉗形成所述制動裝置22。由於即使在堅硬地構成的情況下仍具有彈性，特別是制動鉗，但也包括車輪制動裝置的其它組成部件，可以將機械式連接裝置20理解為彈性元件。
通常操作車輪制動裝置10時，電動機16根據駕駛者的願望被向壓緊反向通電，一直到達到由駕駛者的希望所決定的制動力。當電動機16被施加一個最大電流時，出現在此可達到的最大制動力。電動機16使車輪制動裝置10被壓緊，直到其扭矩不再足以使壓緊力進一步提高。這就是所說的在一定程度上靜止的最終狀態。
如果要進一步提高制動力，根據本發明，車輪制動裝置10被向鬆開方向操作一個短的時間段，為此將電動機16的電流短時中斷就可能足夠了，不一定要求電動機16在鬆開方向上通電。緊接著，電動機16又以最大電流向壓緊方向通電。通過向鬆開方向短時操作車輪制動裝置10，由於制動調節器18的高的壓緊力而可能存在的夾緊被解除，並且，克服了自達到在一定程度上靜止的最終狀態時起由於車輪制動裝置10的停止狀態而出現的靜摩擦力，確切地說充分利用了車輪制動裝置10的彈性。由此，在緊接著重新壓緊時，達到一個被提高了的制動力，該制動力高於在在一定程度上靜止的最終狀態下的那個制動力。向鬆開方向操作車輪制動裝置10的時間段被選擇得如此短，以致制動力不減小或最多不被察覺地減小。
為了進一步逐步提高制動力，重複本發明方法。當電動機16和制動調節器18在重新壓緊時完全或近似達到停止狀態時，進行這種重複。本方法的重複也可以在經過一個固定的規定時間段後進行，該時間段也可以在重新壓緊時在電動機16和制動調節器18達到停止狀態前就已經結束。
當車輪制動裝置10的制動力在制動過程中例如由於過熱(衰減)而降低時，也可以通過使用本發明方法將制動力重新提高到原先的值上或者還高於它。本發明方法的應用不局限於機電式車輪制動裝置，它特別是還可應用於電液式或電一氣式的制動裝置。此外，本發明方法不局限於車輪制動裝置，它還可用於其它有摩擦的、具有彈簧彈性的機械系統。
本發明方法優選這樣實現，即它在控制單元12的一個微型計算機中被作為程序執行。
本發明方法的運行過程可藉助於圖2中的時間圖加以說明。其中在時間t的上方以點劃線繪出摩擦制動襯片對制動盤24的壓緊力F的變化曲線，以虛線繪出電動機16的一個轉子的轉角W。以試驗方式使用的機電式車輪制動裝置10已經在實施例說明部分的開頭給出。用F0表示在電動機16的電流最大時、即在車輪制動裝置10處於在一定程度上靜止的最終狀態時摩擦制動襯片對制動盤的壓緊力。為了進一步提高壓緊力F，在所描述的試驗中電動機16的轉子在時間點t1向鬆開方向逆轉過一個大約15°的角度，緊接著，電動機16又向壓緊方向通電。如從圖2可以看出的，在重新壓緊時電動機16的轉子轉動超過其在在一定程度上靜止的最終狀態下的位置，同樣，壓緊力F階躍式提高到一個值F1，該值大於在在一定程度上靜止的最終狀態下的壓緊力F0。在時間點t2，電動機16的轉子又逆轉15°，接著，電動機又被施加以最大電流，由此，轉子又繼續旋轉並且壓緊力F進一步提高到值F2。通過重複該方法，壓緊力F可以提高在車輪制動裝置10的在一定程度上靜止的最終狀態下的壓緊力F0的大約三分之一。轉子逆轉15°並緊接著向前轉動越過原先位置的時間段達到大約15ms，兩次重複之間的時間間隔在大約0.15至0.2秒左右。
在所描述的試驗中，車輪制動裝置10被向鬆開方向操作的時間段由電動機16的轉子逆轉過的角度確定。
權利要求
1.用於操作一個車輪制動裝置、特別是一個機電式車輪制動裝置的方法，其特徵在於，為了在達到一種在一定程度上靜止的最終狀態後提高制動力，在一個短的時間段內向鬆開方向操作車輪制動裝置(10)，緊接著將其重新壓緊，並且，向鬆開方向操作的該時間段被選擇得這樣短，使得所述制動力不減小或最多不被覺察地減小。
2.用於操作一個有摩擦的、具有彈簧彈性的機械系統的方法，其特徵在於，為了提高由系統所作用的力使其超過一個在一定程度上固定地可達到的力，在一個短的時間段內向鬆開方向操作該系統，緊接著將其重新壓緊，並且，向鬆開方向操作的該時間段被選擇得這樣短，使得所述作用力不減小或最多不被覺察地減小。
3.按權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，重複所述方法。
4.按權利要求3所述的方法，其特徵在於，在重新壓緊開始後在經過一個預先規定的時間段之後重複所述方法。
5.按權利要求3所述的方法，其特徵在於，當車輪制動裝置(10)/系統在被重新壓緊時進入停止狀態時，重複所述方法。
6.按權利要求3所述的方法，其特徵在於，重複的次數是有限制的。
7.按權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，車輪制動裝置(10)/系統在其間被向鬆開方向操作的所述時間段通過車輪制動裝置(10)/系統的一個操作元件在鬆開方向上運動過的一個位移量確定。
全文摘要
本發明涉及一種用於操作一種車輪制動裝置、特別是機電式車輪制動裝置或一種有摩擦的、具有彈簧彈性的機械系統的方法。為了在車輪制動裝置(10)達到在一定程度上靜止的最終狀態後提高制動力,本發明建議,在一個短的時間段內向鬆開方向操作車輪制動裝置(10),緊接著將其重新壓緊,其中,向鬆開方向進行操作的該時間段被選擇得這樣短,使得所述制動力不減小或最多不被覺察地減小。
文檔編號F16D65/14GK1359343SQ00809722
公開日2002年7月17日 申請日期2000年6月23日 優先權日1999年7月8日
發明者阿克塞爾·舒馬赫 申請人:羅伯特·博施有限公司