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CN102458936B - 具有摩擦制动器并且具有电子控制装置的电子制动系统 - Google Patents

具有摩擦制动器并且具有电子控制装置的电子制动系统 Download PDF

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CN102458936B CN201080028084.XA CN201080028084A CN102458936B CN 102458936 B CN102458936 B CN 102458936B CN 201080028084 A CN201080028084 A CN 201080028084A CN 102458936 B CN102458936 B CN 102458936B
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Abstract

本发明涉及用于具有包括用于至少一个车轮制动器(2，3)的摩擦衬(4，5)的摩擦制动器并且具有至少一个电子控制装置(ESP+EPB-ECU)的电子制动系统(1)的装置和运行方法。本发明的目的在于提供一种改进的磨合装置和一种改进的磨合方法。为实现该目的而提出，设置有自动化的电子控制或电子调节的用于磨合摩擦制动器的摩擦副的程序；在验证之后、尤其是在输入解锁代码之后或者在制动系统(1)的电子控制装置(ESP+ESC-ECU)的接口与单独的控制装置(EST)电子连接之后完全处理所述自动化的磨合程序；将所述磨合程序的结果数据储存在电子控制装置(ESP+ESC-ECU)的存储区域中。

Description

具有摩擦制动器并且具有电子控制装置的电子制动系统
技术领域
本发明涉及一种具有摩擦衬的电子制动系统以及一种相关的用于电子制动系统的运行方法，尤其是可外部致动的驻车制动系统。
背景技术
电子制动系统原则上已经公知。使用具有摩擦衬的摩擦制动器，所述摩擦衬加载制动盘的摩擦环或制动鼓的摩擦面。摩擦衬安置在承载件上，例如安置在承载板上或制动蹄上。出于各种原因，新出厂的摩擦衬可设置有覆层或涂层。例如，涂层可用于例如在车轮制动器内安装好的状态中就可被看到的面而言改善摩擦衬或承载板的外观。在鼓式制动器中设置覆层的技术原因可在于，至少暂时避免摩擦衬的实际摩擦面与金属的制动鼓或制动盘的摩擦面之间的不期望的腐蚀过程。由于摩擦衬的摩擦特性受到影响，由此可得到涂料或覆层的技术缺点。完全与覆层或涂层无关，摩擦配对在一些制动操作之后就获得其完全的摩擦作用。其原因在于，必须进行所涉及的摩擦副的适配和整平过程，在其意义下，摩擦副的承载特性相互适应。根据行驶特性和制动操作特性，这种磨合过程可在机动车的通常制动运行中持续较长的时间段。通常，在更换摩擦衬之后，这种制动过程需要特别谨慎的行驶方式，其中，例如首先应避免紧急制动，以便避免摩擦衬发生点状的玻璃化。另一方面，在专用车间进行的服务可以包括，通过在将车辆交付给客户之前执行具有测试制动操作的测试行驶以及在制动器试验台上进行检验来执行所述磨合过程。
已知的处理方式的缺点在于，磨合过程在一定程度上逐个地并且因此不可再现地执行。因此，原则上可发生：不足地或者在没有所需细心的情况下执行磨合过程。原则上也可考虑，磨合过程被错误地完全没有进行。本发明的目的在于，保证符合规定的磨合过程，并且将新出厂的机动车或在专用车间中更换了摩擦衬的机动车的制动特性构造得可再现。
发明内容
对于所述类型的装置以及对于所述类型的方法而言，所述任务通过根据本发明的特征一起来实现。本发明的核心是至少一个集成的用于自动化地磨合摩擦制动器的摩擦副的电子器件。相应的运行方法的核心构思尤其是在于：设置有自动化的电子控制或电子调节的用于磨合摩擦制动器的摩擦副的程序；通过在验证之后、尤其是在输入解锁代码之后或者在制动系统的接口与单独的控制装置电子连接之后完全地处理所述程序来储存所述自动化的磨合程序；将磨合程序的结果数据储存在控制装置的存储区域中。本发明的优点在于，可在车辆中实现尤其是可通过软件基于电子制动系统的必不可少的组成部分实现的增值功能。
附图说明
参照附图可以由从属权利要求与说明书一起获知本发明的其他细节和有利构型。附图中：
图1示出示意性的方法步骤；
图2示出关于时间（t）的电流变化曲线（I）、速度变化曲线（W）和位移变化曲线（s）；
图3示出图2的关于时间（t）的电流-时间变化曲线的细节；
图4是包括集成的机电式驻车制动系统EPB的电子调节的机动车制动系统的后桥制动回路的示意性且示例性的视图。
具体实施方式
具有摩擦型的液压车轮制动器2、3的电子调节的机动车制动系统1还具有用于车辆驾驶者的电操作机构8、尤其是用于车轮制动器2、3的机电式致动机构AC的开关或按键以及液压制动操作单元9例如主缸制动助力单元，所述车轮制动器在摩擦环6、7或制动鼓的区域中原则上具有摩擦衬4、5以及所配置的摩擦面。另外，设置有用于外部操作的机构，包括用于产生能量的机构、尤其是被电动驱动的电机-泵组件HCU，所述被电动驱动的电机-泵组件尤其是也执行ESP行驶稳定功能，并且为此具有电子控制单元ESP-ECU，所述电子控制单元具有用于制动系统1的电子控制和调节程序。这尤其是涉及集成的制动系统，所述集成的制动系统使液压车轮制动致动机构和机电式车轮制动致动机构彼此连接。在此，机电式致动机构AC尤其是用于在集成的机电式驻车制动系统EPB内部尤其是实施外部致动功能。尽管图4在此示出了依车轮而定的致动机构AC，但机电式致动器AC原则上可构造成机电式拉索装置（EPB_CP）、具有机电式致动器且能够组合地致动的可液压和机电致动的制动钳（EPB_CI）、或者所谓的可机电致动的双伺服鼓式制动器（DSe），甚至可构造成纯机电致动的制动钳（EMB），由此，用附图进行的解释应理解为象征性的。
这种可机电致动的驻车制动器EPB的电子控制优选通过设置EPB控制装置而借助于行驶稳定系统的集成的电子控制单元ESP+EPB-ECU来进行。作为替换方案可考虑，EPB驻车制动系统（停车制动系统）具有单独设置的电子控制单元，其中，也可考虑，所述机电式致动器具有电子控制单元或电子控制单元的组成部分。原则上，机电式驻车制动系统EPB以例如大约17kN的预给定的最小夹紧力来工作，由此，机动车能够可靠地停住，并且该驻车过程按照规定相应于规定的预设值或最低标准。
尽管本发明原则上可用于所有可外部致动的电子制动系统，但本发明尤其适用于具有机电式驻车制动器EPB的制动系统，以便可实现新的摩擦衬4、5的磨合程序。在此本发明提出，制动系统1具有至少一个集成的用于自动化地磨合摩擦制动器的摩擦副的电子器件。据此，基于完全装配在车辆上的制动系统1电子地自动化地执行、调节和监测磨合过程，由此消除错误的或遗漏的磨合程序。因此可以标准化地可再现地执行磨合程序，由此实现增值功能性。产品品质由此得到改善。
原则上出发点在于，在所涉及的具有待磨合的摩擦副（摩擦衬4、5，摩擦环6、7）的车辆车轮由于测试行驶或由于外部驱动例如通过车辆制造商或专用车间处的制动器试验台而以恒定的速度转动期间执行磨合程序。在此尤其是可需要：磨合程序的启用使机电式驻车制动器EPB的在正常行驶工况中保证行驶稳定性的特定的安全或工作功能至少暂时被禁用。这尤其可以包括ESP行驶稳定功能，当确定的车辆参考速度vref或者说后桥的车轮的确定的车轮速度vRad被超过时，所述ESP行驶稳定功能原则上防止机电式后桥驻车制动器启动，以便防止侧滑过程。
在本发明的另一个构型中提出，磨合程序作为单独的过程以电子制动致动策略来实现并且通过软件技术存储在相关的电子单元尤其是ESP+EPB-ECU中。在此，磨合程序可至少半自动化地测量或求得参数尤其是致动制动器的类型和方式和/或磨合程序期间的车轮转速和/或磨合程序期间的车轮转矩，控制和/或调节尤其是改变所述参数和/或同时并且可再现地协调多个参数的变化。重点在于，在根据本发明的方法的范围内作为用于执行电子控制或调节的磨合程序的独立装置来设置完全装配在机动车上的电子制动系统1，由此，原则上可取消磨合过程和机动车外部的单独装置。因此，根据本发明，其他部位上的投入得到合理化。在此，控制装置ESP+EPB-ECU在磨合程序期间预给定至少一个间接或直接的磨合参数，如尤其是夹紧力、摩擦力矩、全部参数的组合或者可能情况下甚至其与时间相关的变化的曲线，这在细节方面示例性地从图2和图3获知。
根据本发明的磨合程序原则上还可包括设置自动监测磨合程序的持续时间tBedding的可能性，其中，可预给定以及匹配具体的持续时间t，以便允许灵活适配于不同的应用情况，如尤其是不同的摩擦制动器类型。
可设置特殊的人-机接口或本来就存在的操作机构8、9，用于启动自动的磨合程序。在一个优选实施形式中，以被保护或者经编码的方式设置磨合程序的启动，以便避免误用。出于验证的目的，可需要识别，这例如可通过电子控制装置ESP+EPB-ECU与汽车制造商或专用车间的附加的外部控制装置（主计算机、主机、服务终端）的附加联网以及通过基于经认证的协议数据的交换进行信号交换来实现。
可提出，电子控制装置ESP+ESC-ECU具有保存的经编址的存储区域，所述存储区域为机电式致动器AC保留，其中，在存储区域中储存数据尤其是磨合程序的结果数据。此外，可设置视觉的显示装置，其中，控制装置ESP+EPB-ECU具有与显示装置的接口，使得能够视觉地显示出所执行的磨合程序的有利或不利的结束。原则上也可视觉地显示出磨合过程何时完全停止。但可实现：自动地在特定的时刻例如在机电式致动器AC首次投入运行时执行磨合过程，以便附加提高制动系统1的产品品质和过程可靠性。
不言而喻，可受控制或调节地执行磨合过程，就此而言需要测量数据并且输送给控制装置ESP+ESC-ECU。为此目的，控制装置ESP+ESC-ECU与传感器和/或测量电路如尤其是与至少一个电流传感器和/或与至少一个位移传感器和/或与至少一个车轮速度传感器s/u和/或与至少一个力传感器或至少一个压力传感器p/u电连接。因此，可检测并且对于磨合程序进一步处理车轮制动器2、3和/或机电式致动器AC的工作状态。
如尤其是可从图2中获知的那样，根据本发明的磨合方法具有多个不同的阶段。在开始之后，进行用于识别致动器的后部止挡Mp（Mp=mountingposition，安装位置）的学习阶段L（L1、L2、L1a、L1b、L1c）。通过致动器的释放操作来识别、可能情况下重新学习并且可能情况下存储Mp。接着，实施夹紧运动，尤其是通过识别被机电地驱动的致动器AC的阶跃式或斜坡式上升的电流需求或通过致动器AC卡锁由控制装置ESP+ESC-ECU自动地识别参与的摩擦副的贴靠点（Ap），可能情况下学习并且可能情况下存储所述贴靠点（Ap）。在此之后是磨合阶段B（B1、B21、B2、B3），在所述磨合阶段期间逐渐地进行摩擦副的磨合。在此，在阶段B1、B21之后以基本上恒定的电流通过重新操作进行摩擦副的至少一次优选脉冲式增强的贴靠（图2，B2、B3），这表现在提高的位移增量dS2、dS3。夹紧力在磨合阶段期间可多次重复地脉冲式地增大和减小，以便附加地定量地增强磨合过程。已经进行的并且也成功结束的磨合程序或者未成功结束的磨合程序可通过显示装置视觉地显示。原则上同样情况适用于未成功的或停止的磨合过程，这可被解释为故障E。
作为磨合阶段B的结束，使致动器根据图2又自动地到达后部止挡Mp，并且所述方法终止（停止）。
与摩擦衬更换无关，或者与新车辆中制动系统1的首次投入运行无关，当例如被致动的（锁止的）机电式驻车制动系统EPB在较长的持续时间上未被释放，并且控制装置ESP+ESC-ECU接收到用于释放驻车制动系统的指令时，原则上也可自动地使用根据本发明的摩擦衬的可再现的磨合。通过这种措施完全有目的地以及按照需求实现：使摩擦接触面摆脱腐蚀产物，而不产生摩擦衬4、5的不必要的磨损。
本发明尤其是也涉及例如针对专用车间而确定的单独的控制装置EST，该控制装置被设置用于与电子控制装置ESC+EPB-ECU连接，并且尤其是可用于由经授权的人员来启动磨合程序。
附图标记清单
1制动系统
2、3车轮制动器
4、5摩擦衬
6、7摩擦环
8操作机构
9操作单元
AC机电式致动器
EPB+ESC-ECU控制装置
p/u压力传感器
s/u位移或转速传感器
HCU液压组件
EST控制装置
TMC主制动缸
Mp止挡
Ap贴靠点
t时间
s位移
I电流
dS、ds1、ds2位移增量
L1、L1a、L1b、L1c、L2学习阶段
B1、B2、B21、B3磨合阶段

Claims (14)

1.一种具有包括用于至少一个车轮制动器(2，3)的摩擦衬(4，5)的摩擦制动器并且具有至少一个电子控制装置的电子制动系统(1)，所述电子制动系统设置有至少一个集成的用于自动化地启动的、用于磨合所述摩擦制动器的摩擦副的电子控制装置，其中，所述制动系统(1)具有至少一个可外部电致动的机电式致动器(AC)，用于产生电子调节的夹紧力；所述电子控制装置与传感器或测量电路电连接，以便检测所述车轮制动器(2，3)或所述机电式致动器(AC)的工作状态；设置有用于启动磨合程序的机构，其特征在于：所述磨合程序具有多个阶段，即用于识别所述摩擦副的贴靠点(Mp)的学习阶段(2，2a，2b，2c)以及在时间上紧接着所述学习阶段的用于磨合所述摩擦副的磨合阶段(B1，B2，B3)，其中，通过识别被机电地驱动的致动器(AC)的阶跃式提高的电流上升或通过所述致动器(AC)卡锁而自动地通过所述电子控制装置来识别或学习所涉及的摩擦副的贴靠点(Mp)，其中，在紧接着的磨合阶段(B1，B2，B3)期间设置脉冲式提高的夹紧力。
2.根据权利要求1所述的具有包括用于至少一个车轮制动器(2，3)的摩擦衬(4，5)的摩擦制动器并且具有至少一个电子控制装置的电子制动系统(1)，其特征在于：所述制动系统具有单独的电子调节的磨合程序；所述磨合程序至少半自动化地检测所述磨合程序期间的磨合参数。
3.根据权利要求1或2所述的具有包括用于至少一个车轮制动器(2，3)的摩擦衬(4，5)的摩擦制动器并且具有至少一个电子控制装置的电子制动系统(1)，其特征在于：完全装配在机动车上的制动系统(1)被设置为用于电子控制或调节的磨合程序的装置，其中，所述磨合程序预给定至少一个间接或直接地预给定的磨合参数即夹紧力或摩擦力矩预设值，或者磨合参数(I，W，s)的与时间(t)相关的曲线。
4.根据权利要求2所述的具有包括用于至少一个车轮制动器(2，3)的摩擦衬(4，5)的摩擦制动器并且具有至少一个电子控制装置的电子制动系统(1)，其特征在于：设置所述磨合程序的持续时间(t)的自动监测；所述持续时间(t)是预给定的。
5.根据权利要求1或2所述的具有包括用于至少一个车轮制动器(2，3)的摩擦衬(4，5)的摩擦制动器并且具有至少一个电子控制装置的电子制动系统(1)，其特征在于：所述电子控制装置具有存储区域；在所述存储区域中储存数据即所述磨合程序的结果数据。
6.根据权利要求1或2所述的具有包括用于至少一个车轮制动器(2，3)的摩擦衬(4，5)的摩擦制动器并且具有至少一个电子控制装置的电子制动系统(1)，其特征在于：所述电子控制装置具有显示装置或与显示装置的接口；磨合程序的结果被视觉地显示。
7.一种用于具有包括用于至少一个车轮制动器(2，3)的摩擦衬(4，5)的摩擦制动器并且具有至少一个电子控制装置的电子调节的制动系统(1)的、用于运行根据权利要求1至6中任一项所述的电子制动系统(1)的运行方法，其特征在于：设置有自动化的电子控制或电子调节的用于磨合所述摩擦制动器的摩擦副的程序；在验证之后或者在所述制动系统(1)的电子控制装置的接口与单独的控制装置(EST)电子连接之后，开始并且自动处理所述自动化的磨合程序；将所述磨合程序的结果数据储存在所述电子控制装置的存储区域中；在所述磨合程序期间执行测量过程；将所述测量过程的测量数据传输给所述电子控制装置并且在所述电子控制装置中进行电子处理；所述磨合程序具有多个阶段，即用于识别所述摩擦副的贴靠点(Mp)的学习阶段(2，2a，2b，2c)以及在时间上紧接着所述学习阶段的用于磨合所述摩擦副的磨合阶段(B1，B2，B3)，其中，通过识别被机电地驱动的致动器(AC)的阶跃式提高的电流上升或通过所述致动器(AC)卡锁而自动地通过所述电子控制装置来识别或学习所涉及的摩擦副的贴靠点(Mp)，其中，在紧接着的磨合阶段(B1，B2，B3)期间设置脉冲式提高的夹紧力。
8.根据权利要求7所述的用于具有包括用于至少一个车轮制动器(2，3)的摩擦衬(4，5)的摩擦制动器并且具有至少一个电子控制装置的电子调节的制动系统(1)的运行方法，其特征在于：所述磨合程序被设置为储存在所述制动系统(1)的电子控制装置中的用于致动机电式致动器(AC)的方法的单独的组成部分。
9.根据权利要求7或8所述的用于具有包括用于至少一个车轮制动器(2，3)的摩擦衬(4，5)的摩擦制动器并且具有至少一个电子控制装置的电子调节的制动系统(1)的运行方法，其特征在于：报告并且视觉地显示成功地结束的磨合程序或未成功地结束的磨合程序。
10.根据权利要求7所述的用于具有包括用于至少一个车轮制动器(2，3)的摩擦衬(4，5)的摩擦制动器并且具有至少一个电子控制装置的电子调节的制动系统(1)的运行方法，其特征在于：所述夹紧力在所述磨合阶段(B1，B2，B3)期间重复地脉冲式地建立以及减退。
11.根据权利要求7或8所述的用于具有包括用于至少一个车轮制动器(2，3)的摩擦衬(4，5)的摩擦制动器并且具有至少一个电子控制装置的电子调节的制动系统(1)的运行方法，其特征在于：由于所述磨合程序的启用，自动地禁用所述制动系统(1)的在行驶工况中有助于保证行驶稳定性的运行功能；所述运行功能在磨合程序结束时自动地重新启用。
12.根据权利要求2所述的具有包括用于至少一个车轮制动器(2，3)的摩擦衬(4，5)的摩擦制动器并且具有至少一个电子控制装置的电子制动系统(1)，其特征在于：所述磨合参数是夹紧力和/或车轮转速和/或车轮转矩。
13.根据权利要求1所述的具有包括用于至少一个车轮制动器(2，3)的摩擦衬(4，5)的摩擦制动器并且具有至少一个电子控制装置的电子制动系统(1)，其特征在于：所述机电式致动器(AC)是组合的可机电致动的车轮制动器(2，3)，或机电式拉索装置。
14.根据权利要求7所述的用于具有包括用于至少一个车轮制动器(2，3)的摩擦衬(4，5)的摩擦制动器并且具有至少一个电子控制装置的电子调节的制动系统(1)的运行方法，其特征在于：所述验证指的是输入解锁代码。
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