用于操作电操作的摩擦制动器的方法_4

文档序号:9509906阅读:来源:国知局
制动对象时在有利的条件下如静止时、服务后等、或也可在某些制动中进行。但在某些制动、如全制动、ABS或ESP干预中无法进行磨损调整确定。
[0044]但确定的操作能量EE也可用于在操作摩擦制动器1时“动态”影响制动效果。例如由此可直接调整制动效果。因此无需预规定设定制动操作角度αΒ,而是可直接预规定设定制动效果、如设定制动力矩ΤΒΒ的形式。通过如上所述确定当前制动效果可闭合相应控制回路来影响所达到的制动效果,以便产生希望的设定制动效果。为此连续地关于当前操作行程如上所示确定当前制动效果并且控制摩擦制动器1的操作,以便实现设定制动效果。
[0045]在直接控制制动效果或在通过操作行程控制制动效果时,在制动控制单元30中设置适合的控制器、如PID控制器。基于对制动控制单元30的基本要求、即尽可能快地达到要求的设定状态(在其中电机转速nE应等于0),在控制性能中总是呈现一定的次优特性直至达到设定制动效果。PID控制器例如可设计得过慢或过快并且在此引起过调。也可改善所谓的非周期性极限情况,其既不过快也不过慢。由于在控制中制动请求应迅速被实现,因此原则上控制器的快速设计是有利的,这导致所谓的过调。
[0046]然而,制动控制的过调会造成一些问题。一方面在每次制动时不必要地消耗电能,这在混合动力车辆或电动车辆中是特别不希望的。另一方面基于过调一一尤其是在打开制动器时一一保持件7连同制动衬片6可较高速度移动到端部位置止挡上。这可导致摩擦制动器1的损坏、通过在车辆中产生的噪声也造成驾驶舒适性的问题。这虽然可通过操作时间和过调的折中来改善,但不能完全消除。也可想到更复杂的控制算法,但基于更高的计算要求尤其是在车辆中是不希望的。但通过基于待施加的操作能量EE有针对地影响制动效果也可克服该问题,如下面说明的。
[0047]在此目标在于,以一定剩余速度到达特定设定位置、如设定制动操作角度α B。通常希望剩余速度为零,即在达到设定位置时在摩擦制动器1中没有动能Εκ、如运行电机21中旋转能量的形式,压紧装置10或电机21在设定位置中静止。但同样也可想到,以一定剩余速度到达设定位置。因此应消除基于制动操作存在的动能Εκ,以便达到剩余速度。
[0048]为此应指出,在所描述的方法中为了简化允许将动能Εκ减少为电机21的旋转运动,虽然动能当然也可加入压紧装置和制动衬片3、6的运动中。但电机21的动能明显占优势,因此通过该简化仅产生极小的、可忽略的误差。当然也可考虑摩擦制动器1其它组件、如传动机构、杠杆等的动能。
[0049]由上述内容清楚的是,设定位置和设定制动效果是等效的并且可通过已知关系互换。虽然下面常常提到位置,但在下面所描述的方法中也可代替位置使用制动效果。
[0050]首先作出下述考虑。电机21为了操作摩擦制动器1必须先被加速并且为了达到设定位置、如设定制动操作角度α Β被制动,这例如通过施加电机制动电流来进行,电机制动电流产生电机制动力矩或电机制动能量ΕΒ。由于电机制动策略已知,因此每一时刻由此产生的电机制动力矩或电机制动能量^也可被认为是已知的。在最简单的情况下,可施加恒定制动电流,这引起大致恒定的制动力矩。同样由摩擦制动器1的力行程特性已知,在达到设定制动操作角度α 前施加多少操作力矩1\和因此通过关系式能量=转矩X角度施加多少操作能量Εε。两个能量、即电机制动能量Εβ和达到设定制动操作角度α 前的操作能量Εε2和被看作摩擦制动器1的能量吸收能力Εν。通过能量吸收能力Εν可将相应存在的电机21动能消除直至有可能希望的、由剩余速度引起的剩余能量,当沿能量吸收能力Εν控制电机21或电机力矩时。
[0051]现在可为每个设定制动操作角度α Β反算能量吸收能力Ε ν,其方式例如是,从设定制动操作角度αΒ以一定的操作角度增量分别为所观察的操作角度α计算当前的电机制动能量ΕΒ和操作能量Εε,如图5所示。通过这种方式可从设定制动操作角度%出发确定用于能量吸收能力Εν的校正,如图5中通过曲线40所示。
[0052]在图5中以曲线41的形式也示出制动过程上电机21的动能Εκ(旋转能量=已知的惯性矩X角速度的平方)。在此应指出,当设定制动操作角度<^中的剩余速度为零时,动能也为零。通过维持希望的剩余速度在制动过程结束时在摩擦制动器1中尚存在动能Εκ。
[0053]现在对于制动过程为希望的设定制动操作角度α B确定能量吸收能力Ε v,这计算强度不大并且因此在可用时间内能实现,例如在制动控制单元30中。这可在制动过程开始前或制动操作期间进行。同时为制动过程连续地或提前地确定电机21动能Εκ。动能^可由测量值计算,借助模型预测、模拟或由表格读取。最终实际如何确定动能Εκ对于本文提出的方法并不重要。当动能Εκ相交于能量吸收能力Ε v(切换点42)、即当动能Εκ等于能量吸收能力Ev时,电机21切换为制动操作运动,其由此带来电机制动能量Ε Βο制动操作现在遵循能量吸收能力Εν。通过这种方式确保规定以希望的剩余速度达到设定制动操作角度α β和因此希望的制动效果,更确切地说没有过调或过慢的到达。通过该方法影响制动效果的随时间的进程,以便以剩余速度到达设定位置。
[0054]剩余速度可以为零,当正好在该点希望压紧装置10或电机21以及制动操作停止时。实际上也可能希望大于零的速度,以便缓慢地经过预规定的设定位置,以便例如观察是否通过制动引起车轮抱死。在这种情况下能够基于存在的低操作速度尽可能好或快地对抱死(或早期迹象、如滑移增加)作出响应。当然也可到达设定位置之前的一个位置并且随后以小的剩余速度正好到达希望的设定位置。
[0055]上述用于设定位置的目标实现的方法当然也可结合另一种所描述的方法。例如可在到达设定位置时借助所用操作能量ΕΕ检测是否实际达到所希望的制动效果。如情况并非如此,则如上所述校正制动效果。在此有利的是,从一开始就规定小的剩余速度。同样可想到,首先以用于目标实现的方法到达实际设定位置之前的一个位置并且随后切换到制动效果调节上。
[0056]制动请求在车辆中如所描述的例如可来自驾驶员或车辆系统(如紧急制动)。原则上必须假定由此预规定的设定制动效果可能导致车轮抱死。如已知的,抱死可提前识别,如通过增加的车轮滑移,但也可未识别地发生。如果压紧装置10在开始抱死时还在运动中,则只能通过尽快终止制动操作来尽可能好地避免或停止抱死。因此由制动控制单元30再次撤回制动操作,直至抱死停止或车轮滑移减少到可容忍的程度上。由此开启了在摩擦制动器1的控制中考虑抱死状态的可能性。可存储过度滑移或开始抱死时的摩擦制动器1的操作状态、如操作角度、制动效果,由此已知引起无抱死制动状态的制动效果。因此可通过所存储的无抱死制动效果限制要求特定制动效果的制动请求,以便在可能的路面附着力极限上制动。如现在路面条件恶化(通过增加的车轮滑移识别出),则需要减小制动效果,以防止车轮抱死。因此可再调整无抱死的制动效果。但当路面条件改善时(如可通过减少的车轮滑移识别出),则制动效果潜力再次增大。因此在后续制动过程中(在其中所要求的制动效果大于所存储的当前无抱死的制动效果),提高预规定的制动效果、例如20车轮转数,以便确定是否现在实际上能实现更大的制动效果,这又可以无抱死制动效果的形式被存储。抱死或车轮滑移可由“制动请求”或路面状态引起,但也可通过弯道行驶(如内侧车轮承受负荷较少、侧向引导力)或通过侧倾(“悬挂”)的路面。无论什么原因可同样使用该方法并且其可附加于车辆中设置的稳定性控制(ESP、ABS)干预各单个车轮的“制动请求”,以便减少稳定性情况(如ABS)。与液压的ABS (在其中由阀产生的压力剧烈快速振荡)相反,借助该方法制动效果的振荡要小得多并且因此一方面节约了电能并且另一方面通常更好地在现有附着力极限上制动。
[0057]如果
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