[发明专利]用于操纵摩擦制动器的方法和制动控制器

说明书

本发明涉及一种用于操纵摩擦制动器的方法，将制动衬片向摩擦面推压，对于制动过程由操纵器驱动压紧装置，为了实现摩擦制动器的预定的作用尺度，摩擦制动器的制动衬片从起始位置到达摩擦制动器的摩擦面，制动衬片从在制动衬片与摩擦面之间的接触点起向摩擦面推压，方式为查明且通过压紧装置和操纵器调节摩擦制动器的与预定的作用尺度对应的操纵尺度，预定的作用尺度是制动作用的尺度，借助热学模型来查明摩擦制动器的热膨胀，由此查明接触点的与温度有关的位移，接触点的与温度有关的位移引起在开始操纵摩擦制动器时的操纵尺度与在接触点时的操纵尺度之间的气隙的改变且在查明摩擦制动器的操纵尺度时考虑接触点的温度有关的位移和改变的气隙。

技术领域

本发明涉及一种用于操纵摩擦制动器的方法，其中，对于制动过程将设置在摩擦制动器的压紧装置上的制动衬片向摩擦制动器的摩擦面推压并且对于制动过程由摩擦制动器的操纵器来驱动所述压紧装置，对于制动过程为了实现摩擦制动器的预定的作用尺度，所述摩擦制动器的制动衬片从起始位置在克服气隙的情况下到达摩擦制动器的摩擦面，并且制动衬片从在制动衬片与摩擦面之间的接触点起向摩擦面推压，其方式为：查明并且通过压紧装置和操纵器调节摩擦制动器的与预定的作用尺度对应的操纵尺度，其中，所述作用尺度是对于制动作用的尺度。此外，本发明涉及一种用于实施所述方法的制动控制器。

背景技术

摩擦制动器为了制动通过将摩擦衬片向摩擦面推压而产生预定的制动力矩或者类似地产生制动压紧力，通常产生确定的制动作用。通过摩擦制动器的已知的用于制动操纵的位移—力特性，可以使制动作用例如与必须经过的操纵位移(例如操纵角度)相关联，以便引起期望的制动作用。因为制动力矩等于摩擦力乘以已知的摩擦半径并且摩擦力等于制动压紧力乘以已知的摩擦系数，所以可以将这些值中的每个值等效地解释为制动作用。电气操纵的摩擦制动器使用电机来操纵摩擦制动器。在此，电机、也许经由中间传动装置或传递件如凸轮、偏心轮、杆、连杆、楔形件、滚珠坡道的旋转、螺钉、螺纹中的滚动体(例如滚珠丝杆)、液体、气体等来驱动压紧装置，所述压紧装置经过操纵位移，以便将制动衬片向到摩擦面推压，以便实现期望的制动作用。摩擦制动器的示例可以从EP 2 433 025 B1或WO2014/139919A1得出。

为了对摩擦制动器进行闭环控制，即，为了按照有序的方式调节所期望的制动作用，要么必须对制动作用(制动力矩、摩擦力、制动压紧力)进行闭环控制、要么等效地对操纵位移进行闭环控制、要么对两者进行闭环控制，这通常在电子闭环控制的摩擦制动器中借助于制动闭环控制单元、例如利用PID闭环控制器进行。

在操纵位移上对摩擦制动器进行闭环控制是简单的，但是对此是不可靠的，因为对此无法可靠地推断出达到所需要的制动作用。在此，例如不考虑制动衬片的磨损的影响或摩擦制动器在不同温度的情况下刚性改变的影响，并且不确保在达到预定的理论位置时也实际上实现所寻求的制动作用。而通过制动作用的闭环控制要求测量或估计当前的制动作用，以便将其作为实际制动作用提供在闭环控制的反馈中。特别是在电气操纵的制动器中，测量作为制动作用的制动力或制动力矩是困难且耗费的，如已经在WO 2014/170259 A2中所实施的那样。因为摩擦制动器是机器或车辆的安全关键的装置，所以必须确保高的功能安全性，这经常使得测量和控制单元的冗余实施方式是必要的。这也可能使得制动作用的常规测量是耗费且昂贵的，并且因此在实践中对于多种应用是不适合的或不实用的。

由DE 10 2011 004 772 A1得知一种用于在车辆中调节由驻车制动器施加的夹紧力的方法，其中如此程度地实施用于产生夹紧力的压紧过程，直至在此产生的机械加紧功达到阈值。因此，对操纵能量进行评估并且一直压紧直至达到了阈值。这是虽然简单、但非常不准确的制动操纵，其对于驻车制动器是足够的，但是对于特别是车辆的行车制动器在安全上是不适合的，因为在此重要的是准确且快速地达到理论制动作用，特别是与现代车辆中的制动和稳定系统(例如ABS、ESR等)相结合。制动器的非期望的过度控制、亦即非期望的过高的制动作用可能导致车轮的非期望的且危险的抱死，而非期望的不足控制、亦即非期望的过低的制动作用会导致未达到需要的制动作用。