用于使用准弹性释放末端停止件以可靠方式释放电致动器的方法和装置与流程

文档序号:15234281发布日期:2018-08-21 20:12阅读:205来源:国知局

文件ep1003656b1披露了一种用于执行中央电动致动器单元(用于机动车辆的两个鲍登线致动的车轮制动器)的开环致动的方法。相应地,提出了包括控制方法的电子控制装置,该电子控制装置包含用于以预定电流量供应电致动器单元的器件。在此背景下,首先根据控制杆或控制元件的移动来进行估算,基于该估算来计算用于电致动器单元的必需电流量,然后将该必需电流量用于该电致动器单元。这个已知系统缺乏关于驻车制动器(致动或释放)的致动器的行为的反馈。电流量供应之前通过电子控制单元进行的估算和计算遵循当然以不精确的方式设想的模糊逻辑原理。

文件ep966376b1披露了一种驻车制动系统,该驻车制动系统包括激活缆线以及用于对致动器单元的致动器进行致动的控制单元。这包括双闭环控制过程,其中,两个测量变量被用作关于致动器单元的功能和状态随电子控制单元的输入信号的反馈。这个系统肯定需要用于利用两个测量变量(具体地,力和行程)的两个传感器,以便感测激活缆线,这不仅涉及致动器单元的对应的机械复杂设计而且还涉及基于电子控制单元中的测量变量的双重反馈的对应复杂的电子信号处理操作。该车轮制动器或这些车轮制动器的状态被忽略。

因此,需要使用用于作为驻车制动器运行的改进的系统来配备机动车辆,其中,避免了闭环方法中涉及的支出并且同时使改进的致动精确度在有利的安排中成为可能。此外,期望对问题提出有用的解决方案,该有用的解决方案准许不过时的(也就是说,开放的)系统结构,该系统结构可以使用简单化的传感器系统来执行包括安全释放过程的更好的驻车制动和紧急制动功能。

为了解决这些问题,本发明提出,

a)用于释放过程中的安全释放的致动器单元的致动器朝释放末端停止件的方向移动,同时由电子控制单元来进行通电。

b)该电子控制单元在释放过程期间观测该致动器单元的电力需求,

c)该释放末端停止件具有限定的弹性,其中,

d)通过由该电子控制单元观测的电力需求的显著变化来检测该致动器元件与该释放末端停止件之间的接近、接触形成、以及冲击,并且

e)在对接近、接触形成和/或抵接进行检测之后,该电子控制单元自动地中断该电致动器单元的通电。在此背景下,该电子控制单元主要被设置成作为单独的部件电气地连接至(多个)相应的电致动器单元并且使得它可以由此单独地制造(也就是说,以模块化方式)并且可以被替换。

在独立的安排中,为了解决该问题,本发明提供的是,

a)为了释放过程中的安全释放,致动器单元使致动器朝释放末端停止件的方向以限定的方式移动,同时由电子控制单元以计时(也就是说,调制)的方式进行通电,

b)其中,由该电子控制单元检测电力需求的显著变化,并且

c)在对该致动器与该释放末端停止件之间的接近、接触形成、或抵接进行检测之后,该电子控制单元自动地终止该致动器单元的通电。

在这两个解决方案的发展中,相应地提供的是,如果该电子控制单元中接收了新的激活请求,则释放过程或通电的中断或终止被该电子控制单元自动地终止。

出于(外部发起的或由驾驶员发起的)制动激活请求的安全实施的目的,根据本发明提供的是,该电子控制单元在第一方法步骤中借助于传感器信息来确定最小制动施加力,并且在第二后续步骤中,该电子控制单元根据确定的最小制动施加力、使用预先限定的关系来计算断电电流,并且其中,这个计算中包括至少一个或多个物理参数,并且其中,该参数或这些参数与确定的最小制动施加力、测量的开路电力需求、测量的电源电压、测量的环境温度、测量的车轮转动行为、确定的梯度和/或馈送到脚踏闸系统中的液压进汽压力相关。

为了方便断电电流的数据处理决策,推荐的是,电子控制单元基本上从例如存储表中选择或确定用于简化的设定点/实际数值比较的特定的预先限定的断电电流极限值ia,并且其中,如果电力需求达到或超过该断电电流极限值ia,则由该电子控制单元进行断电。在此情况下,在本发明的进一步的改进中,有利地,可以提供的是,该电子控制单元从相对于彼此具有不同尺寸的多个预先限定的断电电流极限值中选择。有利地,这些不同尺寸的断电电流极限值ia相对于彼此清楚地标有刻度,其结果是扩展由此成为可能。因此,至少较小负载情况(没有货物、平地上的静止状态、交通拥堵辅助)、普通负载情况(正常货物、正常止动)、以及特别高的负载情况(大的货物、陡坡、车辆负载运行)能够使用反馈中的减少的支出并且仍然以灵活的方式进行区分。在怀疑的情况下,具有较大尺寸的断电电流极限值ia分别从所提供的数值中选择,使得驻车制动功能以安全的方式(高选择)进行。

具体地讲,推荐了过程顺序,其结果为,

a)该电子控制单元对该电力需求进行连续测量的同时对该电致动器单元进行通电,并且观测该过程中的电力需求,其中,

b)该电子控制单元持续地或周期性地将测量的电力需求i与选择的或确定的断电电流极限值ia进行比较,并且

c)如果其电力需求高于或等于该断电电流极限值ia,则该电子控制单元中断或终止该电致动器单元的通电。

有利地,所描述的操作方法和相关联的中央电子控制单元尤其可以用多个通道实施。相应地,所述中央电子控制单元作为单独的部件被电气地连接至该电致动器单元或这些电致动器单元,并且适于且旨在同时(也就是说,并行地)假定在车轮特定的基础上提供的这种多个车轮电致动器单元的独立管理。在此背景下,车轮电致动器单元中的每个车轮电致动器单元从中央电子控制单元接收单独的命令(也就是说,电信号或通电)。换言之,包括相应的电子数据处理操作和过程的电子控制(比如具体地断电)可以在车轮特定的基础上(也就是说,单独地用于每个车轮电致动器单元)由中央电子控制单元单独地执行。因此,这个中央发起的车轮特定的开环/闭环控制对于两个或更多个车轮制动器是基本上有可能的。电子控制单元还可以具有用于它们通道中的每个通道或用于电子控制单元的单独的硬件(也就是说,多个微处理器核)以将用于每个通道的必需的计算能力指配给单个微处理器。原则上,可以适当冗余地提供或运行硬件和/或软件(也就是说,方法和过程)以增加系统可用性和/或准许借助于相互监测功能来并行地执行安全过程。

因此,本发明扩展了使用中央电子控制单元的可能性,因为通过电力观测来检测释放末端停止件,同时省却了特殊的力和行程测量设备,这简化了必需的传感器系统和反馈,并且仍准许每个车轮制动电致动器单元基本上具有车轮特定的致动。这个广泛且开放的系统架构为本发明开辟了新的应用领域(比如改进的紧急制动功能)。

下文参照优选的示例性实施例并结合附图来说明本发明的细节。

在附图中,在各自情况下示意性地示出:

图1示出了以理想化的方式在致动行程s上的力(f)与电致动器单元的致动器(心轴)之间建模的关系,该致动器以旋转固定且可轴向移位的方式被安装,

图2示出了结合图1以理想化的方式建模的在时间t上的电致动器单元的观测的电力需求i的阶段顺序i-v,以便展示用于反馈释放末端停止件(不应用制动器、末端停止件的释放位置)的方法,

图3示出了以单个通道构造的系统的实施例,

图4示出了以四个通道构造的系统的实施例。

在各自以理想化的方式建模的特性弯曲曲线中,使用双箭头来指示机电制动施加过程,而由单箭头表示朝相反方向的机电释放过程。在此背景下,当在各自情况下由虚线(红色)或用交叉(绿色)指示的特性曲线区段中没有力时,电致动器单元3的致动器(激活缆线、心轴)因此处于释放状态。特定的弹性仅在用交叉(绿色)标记的特性曲线区域中的释放末端停止件中有效。弹性的有效性是执行的致动行程s的函数。弹性充当弹性地整合到支承力的力通量中的末端停止件,其结果是可以在没有传感器的情况下检测电流/时间曲线的特性曲线的变化发生并且通过观测该电流曲线来由电子控制单元进行处理和估算。这尤其借助于弹性元件在阶段iv开始时和在阶段v中渐增地作用于致动器来实现。相比而言,图1和图2中相应地由圆圈标记的另一个特性曲线范围与由牵引力负载的电致动器单元的致动范围相关。因此,释放过程基本上被分为以下过程阶段,在各自情况下,从激活状态b开始并且朝释放方向考虑:

阶段i:朝释放方向的马达启动(通电开始)

阶段ii:朝释放方向的力的消耗

阶段iii:朝释放方向的开路运行

阶段iv:接合弹性元件

阶段v:运转结束(通电结束)

当然,制动施加过程以精确的相反方式发生。

图1示出了致动器单元的致动行程s上(牵引)力曲线f。在此背景下,特性曲线分支f(s)原则上示出了在致动器与激活缆线之间的与力相关的关系(也就是说,在致动器与激活缆线之间施加牵引力的分支)。这个特性曲线分支在空载行程(无牵引力)的行程间隔中由虚线(红色)标记并且在由牵引力负载的行程间隔中由圆圈(蓝色)标记。相反,位于0点的另一侧并且还用交叉(绿色)标记的特性曲线分支h(s)示出了相对于致动器的弹性元件的力效应。这个力效应仅在0点的横向与后部末端停止件达到的位置之间的间隔中发生。弹性元件的这个力效应与致动器的释放移动相反地引导。

如从图1中详细地显而易见的,当制动施加至阶段iii时,根据由虚线(红色)指示的特性曲线部分,电致动器单元以基本上无力(f0)的方式克服空载行程s0。当达到行程标记scp时,在阶段ii中建立致动力(牵引力)。电子控制单元用于执行闭环控制并且具体地用于开启和关闭通电。在施加过程中和在电致动器单元的释放过程中,电力曲线由电子控制单元观测并且随后被分析以确定电力需求已经发生何种程度的显著变化。在致动器单元通电被终止之前,这用于检测一方面所需的制动施加力是否已经达到,或者另一方面,当对应的断电电流极限值ia出现时,这用于检测是否已经通过抵接释放末端停止件来达到释放状态。

电子控制单元包含具有存储器的微处理器并且根据edp辅助的和基于软件的周期性执行的控制例程,使用在软件的基础上存储的物理系统模型来假定:如果制动钳已经达到它们的无制动施加力的释放位置,则鼓式制动系统总是被安全地转移至释放位置。这在制动钳在预应力弹簧元件的作用下(也就是说,无牵引力但仍以限定的方式)仍仅搁置在支撑装置上时被实现。因此,根据指定的模型,电子控制单元在阶段iii(也就是说,克服了无牵引力的开路电平)之后检测阶段v并且还有阶段iv已经被终止。相应地,监测并且相应地检测致动器单元的电力需求是否响应于阶段iv的结束而以标记的且可再现的安全方式上升。换言之,使用的特定特征是:当电致动器单元移动到其“后部”安全释放末端位置(也就是说,0点的另一侧的释放位置)中时,通过弹性元件的弹性变形来观测电流/时间特性曲线的曲线的线性或逐渐上升的显著变化。通过监测特性曲线,由电子控制单元自动地监测和检测这个事实。在已经检测到已经达到或超过断电电流极限值ia之后,在电致动器单元的传动系中没有惯性作用仍能够对舒适度产生任何不利影响的情况(运行中)下,电致动器单元的电力供应被电子控制单元自动地切断。在通电切换之后,电致动器单元的传动系由于自锁而瞬时地搁置在已经达到的释放位置中。

图3基于第一实施例以示例性方式示出了用于两个车轮制动系统2、2’的以单个通道构造的包括电子控制单元3的制动系统1的示意图,该电子控制单元具有一个或多个微处理器12、13、被电气地连接到至少一个操作者控制元件10、并且用于根据需求将电力供应给电致动器单元4。电子控制单元3包括一个或多个微处理器12、13,该一个或多个微处理器被馈送有由传感器获取的信息(比如,具体地,车轮转动信息或者由传感器11)以用于测量和观测电致动器单元4的电力需求。每个车轮制动系统2、2’包括制动器衬片5,这些制动器衬片与摩擦面7旋转地固定安装。转子6被可旋转地安装在机动车辆(未展示出)的轮轴或轮毂9上并且具有摩擦面8。制动器衬片5的摩擦面7被指配给一个或多个摩擦面8。电致动器单元4和制动器衬片5基本上借助于激活缆线14而有效地机械连接,而还可以被直接驱动以准许拉伸-压缩调整。基于两个车轮制动系统2、2’中的两个电致动器单元4、4’的所描述的并联连接,通过使用两个车轮制动系统2、2’生成对应请求的致动效果,根据需求来基本上相同地实施制动请求。在这个简化的构型中,两个电致动器单元4、4’的累加的电力需求被主要地反馈给电子控制单元3。

由于部件的基本对应性,以下仅给出关于根据图4的实施例的系统差异的细节,其中,出于简化的目的,参照图3中的部件说明。相应地,图4示出了四通道设计。在此背景下,每个车轮制动系统2、2’、2”、2”’的电致动器单元4、4’、4”、4”’被单独地连接至电子控制单元3并且为了车轮特定的开环或闭环控制而接收单独供应。包括反馈同时观测电力需求、断电电流极限值规范等的所有开环和/或闭环控制过程的车轮特定的分离在此背景下发生。对于分离而言,只要请求了这种适配,就可以想到可以准许过程加速或电子控制单元3的在计算方面较低支出的改进或简化。例如,可以将单独的车轮制动系统2、2’、2”、2”’电气地分为能以任何期望的方式(也就是说,以系统上成对的方式)适配的制动电路,并且其中,根据“低选择”的原则或甚至在车轮特定的基础上,基本上能以相同的方式对待和处理制动电路的车轮制动系统2、2’、2”、2”’。因此,相应地最重要的车轮制动系统可以相应地分配有主导导向角色并且受另外的车轮制动系统的控制,这些另外的车轮制动系统还被连接到相同的制动电路中。相应地,实现了改进的安全性,并且可以避免不稳定的车辆(制动)状态。虽然图4明确地示出了四通道设计,但是任何其他期望数量的通道可以被相应地形成(2通道、3通道、或x通道设计)。

附图标记列表

1制动系统

2、2’、2”、2”’车轮制动系统

3电子控制单元

4、4’、4”、4”’电致动器单元/多个电致动器单元

5制动器衬片

6转子(制动鼓或制动盘)

7摩擦面

8摩擦面

9轮轴、轮毂

10操作者控制元件

11传感器

12微处理器

13微处理器

14、14’、14”、14”’激活缆线

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