电子驻刹车故障警示方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明为一种驻刹车故障警示方法及系统，特别是一种可以应用于电子驻刹车 (electric parking brake)的故障警示方法及系统。
【背景技术】
[0002] 常见应用于车辆的传统驻刹车是以人工拉动钢索来驱动刹车，进而固定车辆。此 类传统驻刹车所产生的刹车力道会随着使用者施力大小不同或忘记使用手刹车，因此造成 车辆滑动的意外。
[0003] 为了解决上述的问题，利用马达驱动刹车产生固定刹车力道的电子驻刹车陆续的 应用在车辆上。使用者只需要透过按压或轻扣等简单的动作即可达到驱动刹车并且稳固车 辆的效果。但是由于电子驻刹车透过机械结构与马达的整合来驱动刹车，使用者并无法得 知刹车力道是否足够，而且一旦部分机械结构故障或是失效，电子驻刹车即无法有效地固 定车辆。
[0004] 为了有效的获得即时的刹车力道，整合力量感测器的电子驻刹车即产生在市面 上。而市面上常见的电子驻刹车大致上可分为钢索型及卡钳型，钢索型是利用马达带动钢 索来驱动刹车，卡钳型则是以马达直接驱动刹车卡钳。因此，力量感测器多是整合于钢索或 是卡钳上，但是由于车辆行驶后会经常频繁的使用刹车，导致力量感测器常态性的处于高 温与积尘严重的操作环境。而这样的恶劣操作环境常会影响力量感测器的操作及减少使用 寿命。
[0005] 此外，由于上述整合力量感测器的电子驻刹车是力量感测器的回授来运作，一旦 力量感测器故障或失效，电子驻刹车即无法正常准确的运作。但是，使用者并无法由力量感 测器的回授得知电子驻刹车的运作是否正常。
【发明内容】
[0006] 因此，本发明的一目的是提供一种电子驻刹车故障警示方法及系统，可以有效地 检测电子驻刹车运作状态，并且可以即时的提醒使用者电子驻刹车处于异常运作状态。
[0007] 此外，本发明的另一目的是提供一种电子驻刹车故障警示方法及系统，当电子驻 刹车运作异常时，不但可以警示使用者，更可以额外输出辅助刹车力道以避免刹车不及产 生碰撞意外。
[0008] 本发明一方面提供一种电子驻刹车故障警示方法，包含以下步骤：利用一驱动马 达驱动一刹车。驱动马达向外传输一电枢电流信号。将转换电枢电流信号为一低频电流信 号及一高频电流信号。以低频电流信号估测一刹车施力值，而且以高频电流信号估测一马 达转速值。比对刹车施力值与一理想刹车施力范围，并且输出一刹车比对信号。比对马达 转速值及一理想马达转速范围，且输出一马达转速比对信号。评估刹车比对信号及马达转 速比对信号产生一评估结果。依据评估结果向外输出一相对应警示信号。
[0009] 通过上述方法，本发明可以直接分析驱动马达内部转动时所产生的电枢电流，来 估测电子驻刹车的刹车力道值及驱动马达转速值。并且透过比对刹车力道值与理想刹车施 力范围及驱动马达转速值及理想马达转速范围来评估电子驻刹车的运作状态。更可以依据 前述评估即时地提醒使用者电子驻刹车是否正常运作。
[0010] 上述方法其他可行实施例如下：电枢电流信号的电流大小呈涟波状变化。电枢电 流可得到低频电流信号以及高频电流信号，低频电流信号为直流电流。高频电流信号为交 变电流。评估结果为刹车松脱、刹车卡死、刹车效率降低、碳刷异常或正常状态。相对应警 示信号为声音、灯号、图案、震动、影像或电子控制信息。
[0011] 此外，当上述方法的评估结果为刹车效率降低时，还包含以下步骤：产生一辅助刹 车信号控制驱动马达，使驱动马达在再次驱动刹车用以提供一辅助刹车力道。
[0012] 以上所述的驱动马达可以为直流马达或是交流马达等电动马达，而直流马达是目 前研发过程中可以获得较佳表现的其中一实施例。而其他形式并且可以产生电枢电流信号 的驱动马达亦可应用于本发明中。
[0013] 本发明另一方面提供一种电子驻刹车故障警示系统，包含一刹车、一直流马达、一 电流感测模块、一信号处理模块及一警示模块。直流马达与刹车耦合用来驱动刹车，而且直 流马达向外传输一电枢电流信号。电流感测模块与直流马达电性连结，而且电流感测模块 包含一低通滤波器及一带通滤波器。低通滤波器转换电枢电流信号成为一低频电流信号。 带通滤波器转换电枢电流信号成为一高频电流信号。信号处理模块与电流感测模块电性连 结，而且信号处理模块包含一估测单元、一比对单元及一评估单元。估测单元接收低频电流 信号用来估测一刹车施力值，而且估测单元接收高频电流信号用来估测一马达转速值。比 对单元与估测单元电性连结，比对单元具有一理想刹车施力范围及一理想马达转速范围。 比对单元比对刹车施力值与理想刹车施力范围以及马达转速值与理想马达转速范围，而比 对单元向外传输一刹车比对信号及一马达转速比对信号。评估单元与比对单元电性连结， 评估单元分析刹车比对信号及马达转速比对信号后，评估单元向外传输一评估结果。警示 模块与信号处理模块电性连结，警示模块接收评估结果并且向外输出一相对应警示信号。
[0014] 通过上述系统，本发明不但可在电子驻刹车运作异常时，立即警示使用者，更可以 同时驱动刹车额外输出一辅助刹车力道，避免因为电子驻刹车运作异常而发生刹车力量的 不足。
[0015] 系统实施方式的其他可行实施例如下：电枢电流信号的电流大小呈涟波状变化。 低频电流信号为一直流电流。高频电流信号为一交变电流。评估结果为刹车松脱、刹车卡 死、刹车效率降低、碳刷异常或正常状态。相对应警示信号为声音、灯号、图案、震动、影像或 电子控制信息。
[0016] 此外，当前段实施例的评估结果为刹车效率降低时，借此评估单元更可向直流马 达传输一辅助刹车信号，使直流马达再次驱动刹车用以提供一辅助刹车力道。
【附图说明】
[0017] 图1是绘示一种电子驻刹车故障警示方法的流程示意图；
[0018] 图2是绘示直流马达运作时内部构件的相对关系；
[0019] 图3是绘示直流马达运作时产生的涟波状变化；
[0020] 图4是绘示利用电枢电流信号转换为低频电流信号及高频电流信号后所呈现的 型态；
[0021] 图5是绘示一种电子驻刹车故障警示系统的元件连结示意图；
[0022] 图6是绘示图5评估单元运作的流程示意图。
【具体实施方式】
[0023] 请参照图1，图1是绘示一种电子驻刹车故障警示方法的流程示意图。本发明的一 种电子驻刹车故障警示方法的驱动马达是以直流马达为实施例来说明，本发明一种电子驻 刹车故障警示方法包含以下步骤。
[0024] 步骤101，利用一直流马达驱动一刹车。
[0025] 步骤102,直流马达向外传输一电枢电流信号。
[0026] 步骤103,将转换电枢电流信号为一低频电流信号及一高频电流信号。
[0027] 步骤104,以低频电流信号估测一刹车施力值F，而且以高频电流信号估测一马达 转速值N。
[0028] 步骤105,比对刹车施力值F与一理想刹车施力范围Fset，并且输出一刹车比对信 号。
[0029] 步骤106,比对马达转速值N及一理想马达转速范围Nset，且输出一马达转速比对 信号。
[0030] 步骤107,评估刹车比对信号及马达转速比对信号产生一评估结果。
[0031] 步骤108,依据评估结果向外输出一相对应警示信号。而相对应警示信号可以是声 音、灯号、图案、震动、影像或电子控制信息。
[0032] 在步骤101中，直流马达为直流有刷马达，直流有刷马达带动卡钳与碟盘咬合，以 达到刹车的功效。
[0033] 在步骤102中，电枢电流信号呈现涟波状变化的原因，请参阅图2及图3。图2是 绘示直流马达运作时内部构件的相对关系。图3是绘示直流马达运作时产生的涟波状变 化。直流马达若为直流有刷马达型态则包含以下构件马达线圈220、电刷20U202及换向 片211、212、213。当直流马达运作时，换向片211、212、213随着直流马达转动，并且与电刷 20U202及马达线圈220产生相对的旋转位移。如图2所示，依逆时钟方向转动的直流马达 为例，在时间Tl时，换向片211受直流马达旋转接触电刷201 ;在时间T2时，换向片211则 即将脱离电刷201 ;在时间T3时，换向片211则与电刷202接触。同时间，换向片212、213 亦各自依逆时钟方向转动，并且与电刷20U202接触或分离。因为电流流经马达线圈220， 使得直流马达产生反电动势进而产生的电枢电流。而且受换向片211、212、213不断地在电 届IJ 20U202及马达线圈220转动，因此电枢电流信号ia会受直流马达转动而不断换向。此 外，电枢电流信号ia更会随着时间呈现涟波状变化，如图3所示。
[0034] 请参照图4,图4是绘示利用电枢电流信号转换为低频电流信号及高频电流信号 后所呈现的型态。在步骤103中，电枢电流信号ia转换后为低频电流信号iDC及高频电流 信号iAC。而在步骤104中，是以低频电流信号iDC配合下列式（1)估测刹车施力值F :
[0035]
⑴。
[0036] 其中，Va为马达输入电压，cor为马达转速，Ke为扭矩常数，φρ?Τ?为磁通量，Ra为 马达电枢阻抗。而且以高频电流信号iAC配合下列式（2)估测马达转速值N :
[0037]
D 4
[0038] 其中，f为涟波频率，p为马达磁极数量，k为换向片数量，N为马达转速值， lcm(2p，k)则代表2倍马达磁极数量与换向片数量的最小公倍数。
[0039] 而随后在步骤105，比对估测刹车施力值F与理想刹车施力范围Fset。在步骤106， 比对估测马达转速值N与理想马达转速范围Nset，而由步骤107可以获得电子驻刹车目前 状态的评估结果，而评估结果可以是刹车松脱、刹车卡死、刹车效率降低、碳刷异常或正常 状态。而步骤108会根据评估果会发出配合评估结果的相对应警示信号来提醒使用者。而 其中相对应警示信号可以是警示声音、仪表警告灯号、方向盘轻微的震动、显示于显示器的 醒目灯号及影像或是电子控制信息。
[0040] 而在步骤107中，若是评估结果为刹车效率降低时，更会产生一辅助刹车信号控 制直流马达，使直流马达在再次驱动刹车，用以额外地提供一辅助刹车力道。
[0041] 因此，本发明的电子驻刹车故障警示方法仅需要分析直流马达转动时的低频电流 信号iDC的变化与高频电流信号iAC的变化，即可估测电子驻刹车的