用于操作无力传感器的机电行车制动器的方法和制动系统与流程

本发明涉及一种用于操作车辆的无力传感器的机电行车制动器的方法以及一种制动系统。

背景技术：

1、在机电制动器的情况下，与传统的液压致动制动器相比，提供了由电动机移动的元件，例如滚珠丝杠，该元件作用在制动器的擦元可移动摩件上，以便关闭制动器。由电动机提供的力被转换成制动器的摩擦元件相对于彼此的运动。例如，将制动衬块压靠在制动盘上，并且以这种方式产生关闭制动器所需的制动压力。

2、机电制动器既可用作驻车制动器，也可用作行车制动器。与固定停放车辆的驻车制动器相反，行车制动器用于在行驶时引起临时车辆减速。

3、希望知道在制动器致动期间由电动机产生的制动压力或制动力。由于磨损，而且由于行驶过程中的温度效应，以及其他因素，制动器的必要致动行程随时间变化，所以需要定期检测。为此，通常使用力传感器。然而，它们的使用是耗费空间和昂贵的。

4、特别地，制动器的摩擦元件之间的初始释放间隙的了解对于制动力的精确设定是有用的。释放间隙是指摩擦元件必须相对于彼此行走直到制动接触点的距离，在该制动接触点处摩擦元件以显著的摩擦力彼此接触。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是使制动系统的操作简单、安全和便宜，尽管使用了无力传感器的机电行车制动器。

2、该目的通过一种用于操作车辆的制动系统中的无力传感器的机电行车制动器的方法来实现。在该方法中，执行以下步骤：

3、-根据对机电行车制动器的电动机的轴的总旋转角度的依赖来确定机电行车制动器的制动接触点的当前值并且存储制动接触点的当前值；

4、-根据对机电行车制动器的电动机的轴的总旋转角度的依赖来确定机电行车制动器的力-位移特性的当前曲线并且存储力-位移特性的当前曲线，其中，制动接触点的当前值和力-位移特性的当前曲线在各自情况下是在车辆的正常行驶操作中确定的；并且

5、-在制动请求的情况下，根据制动接触点的当前值和力-位移特性的当前曲线来启动电动机，以便满足制动请求。

6、这样，即使没有力传感器，也可以可靠地执行制动过程以满足制动请求。

7、为了确定制动接触点的当前值和力-位移特性的当前曲线，使用总旋转角度作为机电行车制动器的电动机的可直接得到的、容易测量的参数。

8、作为良好的近似，电动机的轴的总旋转角度与机电行车制动器的摩擦元件的相对运动成正比。例如，电动机的轴的总旋转角度与滚珠丝杠的主轴的总旋转角度成比例，该滚珠丝杠移动致动活塞，该致动活塞作用在机电行车制动器的摩擦元件上以便关闭制动器。因此，摩擦元件的位置可以通过电动机的轴的总旋转角度明确地确定。因此不需要测量位移的任何其他方式。

9、原则上，目的是避免在当前制动过程之外致动机电行车制动器。因此，优选地，制动接触点的当前值和力-位移特性的当前曲线总是在致动制动系统的至少一个制动器期间确定的。

10、已经发现，如果力-位移特性具有足够的分辨率，则即使在机电行车制动器的致动期间没有直接测量力的情况下，也可以满足由车辆驾驶员或由车辆的自主系统发起的制动请求。为此目的，力-位移特性以对于制动器中的所有共同的致动力以及因此制动器的摩擦元件的所有共同的相对位置足够的分辨率来测量。原则上，为此目的使用明显多于两个的测量点。

11、因此，制动器的启动基本上通过知道电动机的轴的总旋转角度与制动器的摩擦元件的位置处的制动力之间的关系而发生，该关系由此确定。为此，已经发现对制动器的力-位移特性和制动接触点的掌握是足够的。

12、一方面，制动接触点用于设定释放间隙。释放间隙通常通过在制动器的未致动状态下行驶时机械地改变制动器的摩擦元件的位置来设定。

13、另一方面，制动接触点也表示力-位移特性的零点，随着制动器的摩擦元件的进一步位移，制动力从零点开始显著增加。

14、由于制动接触点即使在行程期间也已经显着地移动，并且即使非常小的变化对于释放间隙也是显著的，所以优选地，制动接触点的当前值是在行程期间以时间间隔重复地确定的。例如，制动接触点的当前值是在行程期间在车辆的至少一些正常制动过程期间确定的。在行程期间以这种方式可能的释放间隙的调节确保尽可能地减小制动器的拖曳转矩。

15、至少对于车辆的一些制动器，可以在每个制动过程期间执行当前制动接触点的确定。

16、在正常制动过程中，通常有足够的时间可用来至少在车辆的一个车桥上的行车制动器处进行制动接触点的确定。

17、制动接触点的当前值的确定可以例如在正常制动过程期间在车辆的一个车桥上的此时未被制动的那些机电行车制动器处进行。替代地，车辆的再生式电驱动马达的再生过程可以用于在车辆的无力传感器的机电行车制动器的一些或全部处的测量。

18、通常，当检测到与正常制动过程的偏差时，停止制动接触点的当前值的确定。这可以是例如紧急制动或如下的制动过程，其中制动系统的负责控制单元启动了abs系统。

19、在优选的变体中，对电动机的轴的旋转速率的依赖用来确定制动接触点。该参数是可直接测量的，并且可以以明确的方式容易地确定。

20、例如，制动接触点的当前值是通过向电动机供应恒定电流并且在机电行车制动器闭合期间测量旋转速率来确定的。在该过程中，确定旋转速率减小的位移点。该位移点通过评估与该时间点相关的总旋转角度而获得。

21、从电动机的轴的旋转速率或转速的减小，可以推断出制动接触点，因为制动器闭合的机械阻力由于摩擦元件的接触而增大。在这种情况下，优选用恒定的未调节的电流进行启动。如果合适，提供该过程的多次重复，以便获得更精确的平均值。

22、另一方面，优选地，制动器的力-位移特性的当前曲线是在车辆正驻车时在驻车制动器闭合期间确定的。

23、为此目的，例如，用于稳定增加的电流启动电动机并且检测总旋转角度，从而得到总旋转角度的时间曲线，根据该时间曲线确定位移-力特性。增加应该如此慢，以至于尽可能不发生动态变化。电流优选是未调节的，以便防止由于反馈控制引起的不稳定性。力-位移特性由已知的电流值确定，并且位移由电动机的轴的总旋转角度确定。

24、在驻车制动器闭合期间不需要反馈控制。此外，在该过程中有足够的时间可用来确定力-位移特性。

25、驻车制动器可以是与车辆的机电行车制动器分开实施的装置。然而，它还可以由一个或更多个机电行车制动器本身形成，所述一个或更多个机电行车制动器另外具有锁定机构，该锁定机构在制动器闭合时被启动并且因此允许电动机被关闭并且相应的机电行车制动器仍保持闭合。

26、优选地，在车间记录制动器的基本零值并将该基本零值存储为参考值。根据该参考值，可以确定制动接触点的位置和力-位移特性。该参考值可以例如通过电动机在正常驱动操作之外在机电行车制动器的后制动器上执行参考运行来确定。

27、当车辆在新行程开始时起动时，为制动接触点和力-位移特性的曲线存储的值通常用作制动接触点的当前值的初始值和力-位移特性的当前曲线的初始值。例如，使用车辆驻车时最后存储的值。然而，还可以参考来自先前历史的较早存储的值，例如来自最后行程的那些值，其例如与当前温度更好地相关。特别地，使用这些值直到它们被新确定的值代替。

28、上述目的还通过车辆的制动系统来实现，该制动系统具有至少一个无力传感器的机电行车制动器，该制动系统被设计成执行上述方法。该机电行车制动器包括电动机，该电动机具有联接到能线性移位的致动活塞的轴，该致动活塞作用在该机电行车制动器的摩擦元件上以产生制动力。电动机具有检测元件，该检测元件检测电动机的轴的总旋转角度和电动机的旋转速率。此外，该制动系统具有控制单元，该控制单元被设计成向该电动机供应预定的电流曲线并且根据该总旋转角度确定该致动活塞的位移行程。

29、电动机的轴、致动活塞以及在可应用的情况下布置在该轴和盖致动活塞之间的滚珠丝杠有利地被设计成刚性的，例如由金属制成，使得当电动机的轴旋转时在这些部件处不发生显著的变形，并且因此电动机的轴的总旋转角度可以假定为与致动活塞的运动成正比。

30、检测元件例如是机电行车制动器的电动机上的速度传感器，该速度传感器也可以检测轴的总旋转角度。

31、优选地，该控制单元被设计成使得根据制动请求，该控制单元致使该电动机被供应具有预定曲线的电流，以便在第一类型的制动请求的情况下检测该制动接触点的当前值并且在第二类型的制动请求的情况下检测该机电行车制动器的力-位移特性的当前曲线。如上所述，第一类型的制动请求优选地是车辆行程期间的正常制动过程。第二类型的制动请求优选地表示当车辆驻车时驻车制动器的闭合。

32、为了确定制动接触点的当前值，供应给电动机的电流的曲线例如是施加恒定的未调节的电流。例如，确定力-位移特性的当前曲线包括以恒定斜率上升的未调节的电流曲线。

33、此外，该控制单元当然应该被设计成使得它可以在制动过程期间基于它们的所存储的制动接触点和它们的所存储的力-位移特性来启动该制动系统的单独的机电行车制动器以便满足制动请求。

34、机电行车制动器通常是车轮专用的制动致动器，其由制动系统的控制单元单独启动以进行致动。

35、原则上，对于车辆的一个车桥上的所有制动器，制动接触点应当在每种情况下对称且同时地确定。