用於控制電動駐車制動器的方法及控制裝置與流程
2023-08-10 06:56:26 1
本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分用於控制用於機動車輛的電動駐車制動器的方法，其中該駐車制動器包含作為制動執行器的至少兩個電動馬達齒輪箱單元，該電動馬達齒輪箱單元具有直流換向器馬達並且被直接設置在制動鉗上，並且其中，在該方法中，該駐車制動器在行程期間根據制動踏板的制動命令被用作附加行車制動器。
本發明另外涉及根據該方法設計的控制裝置。
背景技術：
在機動車輛領域中，電動駐車制動器正在逐漸取代常規制動拉索駐車制動器。除了各種優點——例如關於操作元件節省空間以及消除制動拉索——之外，電力控制的駐車制動器具有的優點是，它們還可以通過發動機控制單元來自動激活和停用而無需操作者操作，並且因此在主動車輛操作期間還可以實現舒適功能——例如自動防側傾裝置。
在某些情況下使用駐車制動器作為附加行車制動器也已經是已知的。在這些情況下，可以由常規行車制動器施加的制動力是不足的，例如，在液壓主制動缸的技術中斷或不足的剩餘衝程的情況下。
電力支持的制動系統是行車制動器領域中的另一個目前發展，在電力支持的制動系統中，電動馬達被用於取代常規真空致動的制動助力器。如果電動制動力支持發生故障，則經由液壓制動系統的足夠的行車制動力通常不能被保證，因為在電力支持的制動系統的情況下，經常使用相對低容量串聯主缸，在電力支持和手動致動故障的情況下其可能無法提供足夠的液壓流體。
其中，獨立地，在制動力支持故障的情況下，踏板行程和踏板力增加，這會導致車輛的駕駛員被激怒並且最終施加不足的制動力。
因此，在電力制動力支持故障的情況下或類似的情況下，利用電動駐車制動器以便施加支持的行車制動力可以是有用的。
通常使用的電動駐車制動器是通過制動執行器來致動，該制動執行器被直接安裝在車輪的制動盤上，並且在那裡選擇性地將制動蹄按壓到制動盤上或通過直流換向器馬達釋放所述制動盤。馬達旋轉到線性運動的轉換通常經由減速齒輪和自鎖定蝸輪來進行，並且因此制動力根據駐車制動器上的需求也可以被保持在無電流狀態下。
為兩個後輪提供這樣的電動馬達制動執行器是常見的。然而，為前輪或所有車輪配備這樣的執行器也是可能的。
在電動駐車制動器作為行車制動器的所描述的使用中，在操作期間駐車制動器的快速激活是必須的，即，作為規則，駐車制動器的電動馬達應當在最大可能的速度或最大可能的扭矩下產生制動力。
本發明的發明人已經發現，普遍制動執行器馬達在最大功率下的同時通電會導致車輛的電壓供應的短暫電壓驟降，因為這些馬達通常具有相對高的浪湧電流，這可能是由於感應效應(最初缺乏相對的磁場)和機械誘導效應(所謂的起步電流的應用)。這樣的短暫電壓驟降可能危及其他系統的操作準備，這可能造成安全風險。
技術實現要素：
本發明所解決的問題是，可靠地避免在駐車制動器作為附加行車制動器利用期間的電壓供應驟降。
上述問題是通過一種具有權利要求1的特徵的方法和通過一種根據權利要求7的相應設計的控制裝置來解決。
本發明的有利實施例在從屬權利要求中進行描述。
在根據本發明的用於控制用於機動車輛的電動駐車制動器的方法中，其中駐車制動器包含作為制動執行器的至少兩個電動馬達齒輪箱單元(Elektromotor-Getriebe-Einheiten)，該電動馬達齒輪箱單元具有直流換向器馬達並且被直接設置在制動鉗上，並且其中，在該方法中，駐車制動器在行程期間根據制動踏板的制動命令被用作附加行車制動器，設定的是，一旦檢測到即將發生或正在發生的制動踏板致動，電動馬達就首先以這樣的方式被大體上同時通電，即，使得一旦進一步致動制動踏板，在對應於制動命令的制動力被設定之前就不產生制動力。
因此，制動執行器以所謂的預期的方式被通電，由此馬達內部磁場和所謂的起步電流(Losbrechstroms)的形成被以這樣的方式減小，即，使得其對於車輛的電流供應不再是負載。
此外，結果是，伺服馬達對實際致動命令的響應速度被增加。
由於大體上同時通電，所以非對稱的制動行為被避免，該行為將危及車輛穩定性。然而，在駐車制動器正常利用期間，由於駐車制動器處於停滯狀態，所以它將沒有影響，順便說一下，如果制動執行器將被以快速連續地方式相繼地被致動，那麼在這種情況下由連續激活引起的電壓驟降可以被避免。
正在發生的制動踏板致動的檢測可以是指通過合適的傳感器檢測駕駛員的腳與制動踏板的甚至輕微接觸或者制動踏板必須已被致動某些相對少量的行程。
可選擇地，在油門踏板突然釋放的情況下或在另一個指示的情況下，制動踏板的致動也可以是預期的，並且因此駐車制動執行器可以被預先主動通電，其中後者預通電優選被保持僅一定的時間，直到實際制動踏板致動發生與否。預通電被激活的置信水平(由於油門踏板的釋放、與制動踏板接觸導致的可能即將發生的致動，或實際正在發生的致動)是基於儘快進行預通電和在不實際制動的情況下無效地進行預通電的可能性之間的權衡。
在一種替代方案中，尚未產生制動力的通電可以包括如此低使得雖然伺服馬達的線圈被通電但是馬達尚未運動的電流。
可選擇地，尚未導致制動蹄的應用的馬達的緩慢運動也可以被發起。如果被檢測為即將發生的制動踏板致動實際上沒有發生，則這種運動將可能不得不被停止或者被再次取消。
在一個實施例中，駐車制動器的執行器可以作用於後輪軸，並且在這種情況下，由執行器施加的制動力可以以這樣的方式被限制，即，使得後軸的鎖定被防止。
因此，後輪軸的鎖定——由於與驅動動力學有關的原因其絕對必須被避免——被避免，並且具有高制動力的伺服馬達的操作也被避免，這進而可能導致被使用的直流馬達的高電流攝取並且還可能加載電流供應。
後輪軸的鎖定可以通過監測車輪滑移和/或後輪的車輪加速度近似以用於行車制動器的公知的防抱死制動系統的方式來防止。
在本發明的一個實施例中，可以進一步設定的是，由執行器施加的制動力被限制為規定的最大制動力，該規定的最大制動力低於技術上可以由執行器施加的制動力。
在這種情況下，技術上可適用的制動力被保留主要用於駐車的目的，並且在作為附加行車制動器利用期間施加的制動力被預先限制，例如根據大體上恆定量，例如車輛質量(如果需要的話考慮掛車負載)，或根據可變量，例如實際車輛速度、道路坡度(上坡/下坡)和/或當前靜摩擦係數μ。
由於該規定的限制，執行器馬達被接近鎖定極限操作並且因此具有非常高的電流攝取的駐車制動器的狀態被預先避免。
此外，由於制動力的上述限制，由於防抱死制動系統的類型以及由於規定的最大力，駐車制動器的致動行程被減小，這同樣具有節省電流的效果。
如前所述，根據本發明的方法優選可以被用在包含電力支持的常規行車制動器(所謂的「電力助力器」)的車輛中，其中對於常規行車制動器或電力支持的適當性能被限制的情況，駐車制動器然後可以在備用的範圍內被用作附加行車制動器。
可選擇地，本發明也可以以有用的方式被用於任何其他車輛狀態，在這些車輛狀態中，駐車制動器旨在除了行車制動器之外被使用或作為行車制動器的替代。
為了避免電流尖峰的出現，也當被激活的駐車制動器被釋放或制動力可能被進一步增加同時駐車制動器被激活時，可以設定的是，如果制動力需求保持不變，則制動執行器以這樣的方式保持被通電，即，使得制動力不改變。馬達因此被保持在一種類型的待機狀態，這也增加響應的速度。
此外，提出了用於執行上述方法的控制裝置。該控制裝置可以是基於通常的微處理器的控制裝置，其也可以是高階控制裝置的一部分並且其與傳感器或執行器交換高度多樣化的輸入和輸出信號。
駐車制動執行器的選擇性通電可以變得可能，特別是通過輸出電壓的脈寬調製，雖然電壓調節或諸如此類也是可能的。
駐車制動執行器的位置通常根據馬達的電流攝取來估算，如現有技術中已知的，其中，當制動器被釋放時，所述制動器衝擊停止並且自校準，並且位置狀態指示器然後被重新設定。然而，可選擇地，專用位置傳感器也可以被提供，然而，由於在駐車制動執行器的位置處的非常原始的操作條件(熱、冷、汙物、水分)，其實際上應該被避免。
附圖說明
以下將參考附圖通過舉例的方式更詳細地說明本發明。
圖1示出了具有兩個制動執行器12和14的駐車制動系統的示意圖，這兩個制動執行器12和14通過制動控制模塊(BCM)10分別經由線20、22來控制。
具體實施方式
制動控制模塊10經由輸入16接收多個輸入信號，特別是制動踏板傳感器的信號，並且經由輸出18傳送多個控制信號，特別是用於控制用於液壓行車制動器(未示出)的電動制動助力器。
此外，制動控制模塊包含用於經由雙線線路20、22來控制制動執行器12和14的電子驅動級。在換向器直流馬達處的電流輸出可以通過脈寬調製經由驅動級來限制或調節。此外，極性可以被選擇用於實施制動蹄的激活或釋放。
此外，流過線20、22的電流通過制動控制模塊10來測量，並且根據該電流推斷制動蹄的當前位置。
制動執行器12、14各自具有制動鉗170和制動缸160，旋轉制動盤180被設置在制動鉗170和制動缸160之間，該制動盤可以通過設置在兩側上的制動塊190來選擇性地制動。這是通過直流電動馬達200來發起，該直流電動馬達200可以經由齒輪箱220和自鎖定驅動蝸杆210實現制動鉗170和制動缸160的運動，並且經由插頭和插座連接器230被連接到線路20、22。
為了避免在馬達200同時激活的情況下的電壓驟降以及為了仍然允許兩個制動執行器12、14被同時激活，一旦檢測到需要駐車制動器作為附加制動器的即將發生的制動過程，所述制動執行器就已經被預先通電。