专利名称：用于操作一种车轮制动装置、特别是机电式车轮制动装置或一种有摩擦的、具有弹簧弹性 ...的制作方法
背景技术：
本发明涉及一种用于操作一种车轮制动装置、特别是机电式车轮制动装置或一种有摩擦的、具有弹簧弹性的机械系统的方法。
为了清楚地阐明本发明，下面具体借助于对一个机电式车轮制动装置的操作来解释。但本发明不应该因此只局限用于机电式车轮制动装置，本发明方法还可用于如液压的或气动的车轮制动装置中，特别是当它们被外力操作时，并且可普遍用于有摩擦的、具有弹簧弹性的机械系统。
机电式车轮制动装置是已知的。示例参阅DE 4229042 A1。已知的机电式车轮制动装置具有一个电动机，其旋转运动由一个传动装置传递给一个转动/移动转换传动装置，通常是一个丝杠传动装置，借助该装置可将摩擦制动衬片压紧(挤压)到一个与汽车车轮不可相对转动地连接的制动体、如制动盘或制动鼓上，并且可以再从其上抬起(松开)。为了将电动机的旋转运动转换成能将摩擦制动衬片压紧的移动运动，可以例如使用一个凸轮。还已知的是，电动机转子作为丝杠传动装置的螺母构成，这样就省去了电动机和丝杠传动装置之间的传动装置。
为了制动，在已知的机电式车轮制动装置中，电动机被朝向压紧方向通电，直至达到所希望的制动力。该制动力可以不断提高，直到达到一种在一定程度上静止的最终状态，在这种状态下，电动机在最大电流下的转矩不再足以使摩擦制动衬片对制动体的压紧力进一步提高。
本发明优点具有权利要求1特征的本发明方法的优点是，车轮制动装置的制动力可以被提高超过其在在一定程度上静止的最终状态下所具有的值，制动效果明显改善。
本发明方法进一步的优点是，其不需要借助外部的测量信号或输入信号、如由车轮制动装置作用的制动力来进行。因此，可以省去测量摩擦制动衬片在制动体上的压紧力的传感器及类似装置。本发明方法可以应用于现有的、特别是机电式的车轮制动装置中，不需要进行改装，如在车轮制动装置上安装一个传感器。
在车轮制动装置的制动力出现衰减、即在由于过热引起制动力下降的情况下，也可以有利地使用本发明方法，以重新达到或者还可以超过在衰减前所具有的制动力。
本发明基于以下的考虑车轮制动装置不是绝对刚性的，其在坚硬地构成的情况下也具弹性，电动机克服该弹性将车轮制动装置压紧。此外，电动机在进行压紧时必须克服传动装置和丝杠传动装置的摩擦力，该摩擦力由于随着压紧程度提高而增大的作用力而增大。在大的压紧力下摩擦力也大，也就是说，电动机扭矩的不可忽略的一部分为了克服摩擦力而消耗了，只有电动机扭矩的相反的另一部分继续提高压紧力。在达到在一定程度上静止的最终状态时，车轮制动装置的运动件进入停止状态，摩擦力转变为较大的静摩擦力。只有电动机扭矩能够提高到可以克服该静摩擦力并使制动装置的运动件重新运动时，制动力才有可能会进一步提高。
因为电动机的扭矩不能够任意提高，所以本发明方法提出另一种途径为了使制动力在达到在一定程度上静止的最终状态之后继续提高，车轮制动装置在一个短的时间段内被朝向松开方向操作，紧接着又重新被压紧。通过向松开方向操作，借助于车轮制动装置的弹性的支持而不是克服该弹性，克服静摩擦力并且使车轮制动装置的运动件重新处于运动状态。紧接着，制动装置重新被压紧，此时制动力大于在在一定程度上静止的最终状态时的制动力，因为不需克服静摩擦力，而是电动机克服较小的滑动摩擦力进行工作。为了逐步地进一步提高制动力，可以多次重复本方法。在试验中，制动力可以比在在一定程度上静止的最终状态值时的值提高约三分之一。
为了向松开方向操作车轮制动装置，电动机不需要一定在松开方向上通电，在电动机为了重新压紧车轮制动装置再次按压紧方向被施加最大电流之前，将其电流断开或减小通常就足够了。车轮制动装置也并没有真正被松开，而是向松开方向的操作这样短暂，以致制动力不减小或最多只是察觉不到地减小。本发明的目的不是使车轮制动装置的制动力暂时降低并紧接着重新提高，而是通过在松开方向上操作车轮制动装置降低由于车轮制动装置在在一定程度上静止的最终状态下的高的压紧力而在轴承、传动装置、导向器等类似件中可能出现的过大压紧力，并且克服静摩擦。对于车轮制动装置制动力尽管在松开方向上短时操作却没有减小的一种解释可以是由于车轮制动装置的弹性而产生滞后。总之在实验中，在松开方向上短时操作车轮制动装置时制动力的减小是不可测量的。这或者可能是由于制动力事实上没有减小，或者是由于制动力的减小量小于测量精度从而可以被忽略。如果在向松开方向操作车轮制动装置时制动力明显减小则会使驾驶员很不安全，并且使制动距离加长，这是应该避免的，也是本发明所不希望的。权利要求1中的表述，即制动力不减小或最多只是察觉不到地减小，意味着车轮制动装置在松开方向上只被这样短时地操作，以致在车轮制动装置的驱动装置中可能存在的过分压紧被解除并且静摩擦转变为滑动摩擦。
本发明方法还可用于其它有摩擦的、具有弹簧弹性的机械系统中，而不只局限于车轮制动装置。这是从属的权利要求2的主题。前面对于车轮制动装置、特别是对于机电式车轮制动装置的阐述，同样是这种情况，在这里就不重复了。
从属权利要求的主题是本发明方法的有利方案和改进。
为了逐步提高制动力，按照权利要求3多次重复本发明方法。按照权利要求4，在重新压紧开始后在一个预先规定的时间段之后重复该方法。这样做的优点是，不需要确定或等待车轮制动装置是否在重新压紧后已进入停止状态。按照权利要求5，当车轮制动装置/系统在重新压紧时进入停止状态或者不管怎样近似停止时，重复该方法。按这种方式，在每次重复该方法时，制动力或者说由有摩擦的、具有弹簧弹性的机械系统所作用的力达到一个最大程度的提高。
因为制动力或者说由系统所作用的力不能通过本发明方法任意地提高，而是趋向一个极限值，因此，按照权利要求6，限制了重复次数。
按照权利要求7，车轮制动装置的一个操作元件在其沿松开方向操作时所走过的位移量被作为向松开方向操作的尺度。如果车轮制动装置的操作元件在松开方向上走过了一个确定的位移量，则车轮制动装置/系统被重新压紧。这样，操作元件在松开方向上的位移量决定了车轮制动装置/系统在松开方向上被操作的短的时间段。在这种情况下不测量时间。操作元件可以例如是车轮制动装置的一个电动机转子，它逆转一个预先规定的角度，以向松开方向操作车轮制动装置。
附图下面借助于一个在附图中描述的实施例进一步解释本发明。图示为
图1 一个机电式车轮制动车装置的电路简图；和图2 用于说明本发明方法作用原理的时间图。
在一个未示出的用于执行本发明方法的试验结构中，车轮制动装置10具有一个可被电动机16驱动的伞齿轮传动装置，其伞齿轮不可相对转动地套装在一个丝杠传动装置的螺母上。在此，伞齿轮传动装置和丝杠传动装置构成一个制动调节器18。借助该丝杠传动装置的丝杠可将安装在一个制动钳中的摩擦制动衬片压向作为盘式制动装置构成的车轮制动装置的一个制动盘24。该丝杠形成所述机械式连接装置20，该制动钳形成所述制动装置22。由于即使在坚硬地构成的情况下仍具有弹性，特别是制动钳，但也包括车轮制动装置的其它组成部件，可以将机械式连接装置20理解为弹性元件。
通常操作车轮制动装置10时，电动机16根据驾驶者的愿望被向压紧反向通电，一直到达到由驾驶者的希望所决定的制动力。当电动机16被施加一个最大电流时，出现在此可达到的最大制动力。电动机16使车轮制动装置10被压紧，直到其扭矩不再足以使压紧力进一步提高。这就是所说的在一定程度上静止的最终状态。
如果要进一步提高制动力，根据本发明，车轮制动装置10被向松开方向操作一个短的时间段，为此将电动机16的电流短时中断就可能足够了，不一定要求电动机16在松开方向上通电。紧接着，电动机16又以最大电流向压紧方向通电。通过向松开方向短时操作车轮制动装置10，由于制动调节器18的高的压紧力而可能存在的夹紧被解除，并且，克服了自达到在一定程度上静止的最终状态时起由于车轮制动装置10的停止状态而出现的静摩擦力，确切地说充分利用了车轮制动装置10的弹性。由此，在紧接着重新压紧时，达到一个被提高了的制动力，该制动力高于在在一定程度上静止的最终状态下的那个制动力。向松开方向操作车轮制动装置10的时间段被选择得如此短，以致制动力不减小或最多不被察觉地减小。
为了进一步逐步提高制动力，重复本发明方法。当电动机16和制动调节器18在重新压紧时完全或近似达到停止状态时，进行这种重复。本方法的重复也可以在经过一个固定的规定时间段后进行，该时间段也可以在重新压紧时在电动机16和制动调节器18达到停止状态前就已经结束。
当车轮制动装置10的制动力在制动过程中例如由于过热(衰减)而降低时，也可以通过使用本发明方法将制动力重新提高到原先的值上或者还高于它。本发明方法的应用不局限于机电式车轮制动装置，它特别是还可应用于电液式或电一气式的制动装置。此外，本发明方法不局限于车轮制动装置，它还可用于其它有摩擦的、具有弹簧弹性的机械系统。
本发明方法优选这样实现，即它在控制单元12的一个微型计算机中被作为程序执行。
本发明方法的运行过程可借助于图2中的时间图加以说明。其中在时间t的上方以点划线绘出摩擦制动衬片对制动盘24的压紧力F的变化曲线，以虚线绘出电动机16的一个转子的转角W。以试验方式使用的机电式车轮制动装置10已经在实施例说明部分的开头给出。用F0表示在电动机16的电流最大时、即在车轮制动装置10处于在一定程度上静止的最终状态时摩擦制动衬片对制动盘的压紧力。为了进一步提高压紧力F，在所描述的试验中电动机16的转子在时间点t1向松开方向逆转过一个大约15°的角度，紧接着，电动机16又向压紧方向通电。如从图2可以看出的，在重新压紧时电动机16的转子转动超过其在在一定程度上静止的最终状态下的位置，同样，压紧力F阶跃式提高到一个值F1，该值大于在在一定程度上静止的最终状态下的压紧力F0。在时间点t2，电动机16的转子又逆转15°，接着，电动机又被施加以最大电流，由此，转子又继续旋转并且压紧力F进一步提高到值F2。通过重复该方法，压紧力F可以提高在车轮制动装置10的在一定程度上静止的最终状态下的压紧力F0的大约三分之一。转子逆转15°并紧接着向前转动越过原先位置的时间段达到大约15ms，两次重复之间的时间间隔在大约0.15至0.2秒左右。
在所描述的试验中，车轮制动装置10被向松开方向操作的时间段由电动机16的转子逆转过的角度确定。
权利要求
1.用于操作一个车轮制动装置、特别是一个机电式车轮制动装置的方法，其特征在于，为了在达到一种在一定程度上静止的最终状态后提高制动力，在一个短的时间段内向松开方向操作车轮制动装置(10)，紧接着将其重新压紧，并且，向松开方向操作的该时间段被选择得这样短，使得所述制动力不减小或最多不被觉察地减小。
2.用于操作一个有摩擦的、具有弹簧弹性的机械系统的方法，其特征在于，为了提高由系统所作用的力使其超过一个在一定程度上固定地可达到的力，在一个短的时间段内向松开方向操作该系统，紧接着将其重新压紧，并且，向松开方向操作的该时间段被选择得这样短，使得所述作用力不减小或最多不被觉察地减小。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，重复所述方法。
4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，在重新压紧开始后在经过一个预先规定的时间段之后重复所述方法。
5.按权利要求3所述的方法，其特征在于，当车轮制动装置(10)/系统在被重新压紧时进入停止状态时，重复所述方法。
6.按权利要求3所述的方法，其特征在于，重复的次数是有限制的。
7.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，车轮制动装置(10)/系统在其间被向松开方向操作的所述时间段通过车轮制动装置(10)/系统的一个操作元件在松开方向上运动过的一个位移量确定。
全文摘要
本发明涉及一种用于操作一种车轮制动装置、特别是机电式车轮制动装置或一种有摩擦的、具有弹簧弹性的机械系统的方法。为了在车轮制动装置(10)达到在一定程度上静止的最终状态后提高制动力,本发明建议,在一个短的时间段内向松开方向操作车轮制动装置(10),紧接着将其重新压紧,其中,向松开方向进行操作的该时间段被选择得这样短,使得所述制动力不减小或最多不被觉察地减小。
文档编号F16D65/14GK1359343SQ00809722
公开日2002年7月17日 申请日期2000年6月23日 优先权日1999年7月8日
发明者阿克塞尔·舒马赫 申请人:罗伯特·博施有限公司