專利名稱：用于確定制動器的性能參數(shù)的方法和計(jì)算單元的制作方法
用于確定制動器的性能參數(shù)的方法和計(jì)算單元
本發(fā)明涉及用于確定制動器的性能參數(shù)的方法、相應(yīng)的計(jì)算單元、 相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序和相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
現(xiàn)有技術(shù)
在現(xiàn)有技術(shù)中存在許多不同的制動器。例如在這里舉出的制動器可 以用鋼繩牽拉、拉桿、液壓或者壓縮空氣動作。特別是汽車中，除傳統(tǒng) 的液壓動作的制動器以外，還有電氣的或機(jī)電的制動器在使用，其中該 制動器不再由駕駛員手動操作，而是用電動機(jī)以電氣或電機(jī)的方式傳 遞、確認(rèn)和解決的，例如(自增強(qiáng)的)機(jī)電式圓盤制動器。在這樣的圓 盤制動器中， 一個電動的執(zhí)行器產(chǎn)生操作力，把該制動器的摩擦片襯里 壓在旋轉(zhuǎn)的制動盤上。 一種可以附加設(shè)置的采取楔子裝置形式的自增強(qiáng) 裝置利用包含在旋轉(zhuǎn)的制動盤上的動能，進(jìn)一步施加在摩擦片襯里上， 亦即，摩擦片襯里以一個比執(zhí)行器的力明顯增強(qiáng)的力，并非由電執(zhí)行器
施加的力壓在制動盤上。這樣一種制動器的基本原理可從DE 198 19 564查知。
上列所有制動器的共同點(diǎn)是固定不能旋轉(zhuǎn)的第 一 制動件與可以旋 轉(zhuǎn)的第二制動件相互作用，例如摩擦片村里-制動盤、制動抱閘-制動 缸等等，以便產(chǎn)生摩擦力矩NR。該相互作用產(chǎn)生一個垂直于兩個制動 件的接觸面的法向力FN，和一個對抗兩個制動件之間相對運(yùn)動的摩擦力 FR。摩擦力通過作用點(diǎn)離旋轉(zhuǎn)軸的距離r與摩擦力矩NR有關(guān)，NR = r'FR, 并通過摩擦系數(shù)ja與法向力有關(guān)FR二^FN (庫倫摩擦)。要說明的是，對 于浮動鞍座圓盤制動器，存在FR二2pFN的關(guān)系。
這里明確地引用DE 101 51 950的/>開內(nèi)容，其中描述了如何求出 機(jī)電的楔形制動器的摩擦力矩和如何確定摩擦系數(shù)(摩擦值)。該結(jié)果 用于制動力的調(diào)節(jié)，例如用以防止制動器抱死。
在制動裝置中，特別是汽車制動器，存在這樣的問題，即制動特性， 亦即，特別是所施加的力和有效力之間的比率隨著時間而改變，特別是 惡化。制動特性的下降在某段時間內(nèi)可以通過增大制動力或執(zhí)行器力加 以補(bǔ)償，直至最后該制動器無法再可靠運(yùn)行并喪失運(yùn)行能力為止。在制動器的現(xiàn)場使用中，亦即，例如該汽車交付客戶之后，通常只有當(dāng)出現(xiàn) 危險情況或者甚至發(fā)生事故時，才知道制動性能下降。通常車間或者測 試中心的測試不可能查出在剎車時可能出現(xiàn)的全部功能缺陷。這樣的測 試通常隔很長時間才進(jìn)行一次。
因此提出的問題是，特別要在現(xiàn)場準(zhǔn)確地和提前確定制動裝置的性 能參數(shù)。
這個任務(wù)通過具有獨(dú)立權(quán)項(xiàng)的特征的用于確定制動器的性能參數(shù) 的方法、計(jì)算單元、計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品解決。
只要不明確指出，以下進(jìn)行的闡述和優(yōu)點(diǎn)均涉及所有按照本發(fā)明的 解決方案。按照本發(fā)明的計(jì)算單元具有實(shí)施所描述的步驟的相應(yīng)裝置。
按照本發(fā)明確定制動器的性能參數(shù)，特別是操作能力和工作能力。 該制動器具有相互作用時可以產(chǎn)生摩擦力和摩擦力矩的第一制動件和 第二制動件。在現(xiàn)場確定第 一制動件和第二制動件之間的第 一組摩擦系
數(shù)(滑動摩擦系數(shù))。"現(xiàn)場確定"這個特征應(yīng)理解為不是由制造廠家進(jìn) 行的確定。按照本發(fā)明確定不是由制造廠家進(jìn)行，而是例如在一般汽車 行使時、在車間或者在檢測中心，例如在汽車檢測中心進(jìn)行。在本公開 中，"確定"的概念應(yīng)理解為"求出"、"測量"、"估計(jì)"、"計(jì)算"等等 的上位概念，亦即提供結(jié)果的每一種措施的上位概念。第一組摩擦系數(shù) 與預(yù)先確定的第二組摩擦系數(shù)比較。下面該第一組量亦稱為"實(shí)際指紋，，
(Ist-Fingerprint)或"實(shí)際值"，而第二組量亦稱為"額定指紋"或"額 定值"。該性能參數(shù)最后根據(jù)第一組和第二組的偏差確定，其中該偏差 通過比較獲得。
如前所說，摩擦值原則上可以從摩擦力和法向力之間的比較確定。 法向力例如可以用力流中的傳感器確定。摩擦力例如可以用布置在制動 器的摩擦片襯里和 一 個剎車時支持摩擦片襯里的組件之間的傳感器測 量。相關(guān)專業(yè)人員還會想出其他可能性。
下面陳述額定指紋和偏差之間的相互關(guān)系。額定指紋(與汽車類型 和汽車軸有關(guān))應(yīng)理解為制動器尚能可靠運(yùn)行的摩擦系數(shù)(摩擦值)下 限，相應(yīng)地應(yīng)使用小偏差或者零偏差。反之，若使用新的制動件，例如 摩擦片襯里/制動盤的組合的額定指紋，則允許偏差可以相應(yīng)地設(shè)置得高 一些。
在一個簡單的實(shí)施例中，指紋由聯(lián)系其(相對)出現(xiàn)頻率進(jìn)行觀察
5的一組摩擦系數(shù)組成。通常由此獲得一個接近高斯函數(shù)的分布函數(shù)。在 另 一個實(shí)施例中，指紋由與溫度、速度和力相關(guān)的第 一組摩擦系數(shù)組成，
正如例如，在Tim Duncan和Otto Schmitt在200410月美國加利福尼亞 Anaheim舉行的22屆制動器年會和展覽會(22nd Annual Brake Colloquium & Exhibition )上的"利用SAE J2681提取全鐠系摩擦材料性 能(指鄉(xiāng)丈)的方法"的才良告(SAE Technical Papers Document Number:2004-01-2768)中所描述的。明確參照該發(fā)行物，因?yàn)槠渲性诒?申請書的意義上公開了在其它實(shí)施例中如何可以形成指紋。借助于這種 方法重新求出摩擦值的頻率分布。該頻率分布一般對應(yīng)于(高斯的)鐘 形曲線。從實(shí)際指紋對額定指紋的偏差可以得出制動器能力(性能)的 結(jié)-論。在上列示例中，該偏差可以，例如作為面積量或面積偏差確定， 亦即，它確定曲線下面有多大一部分面積重疊。在SAE J2681中描述的 這個求出指紋的方法是一個求出摩擦值用的非常詳盡的方法。在汽車正 常行駛中通常不會出現(xiàn)與按照這個方法求取摩擦值的摩擦片襯里測試 對應(yīng)的所有制動情況。因此，例如可以只應(yīng)用可與上述性能方法比較的 測試方法。然而同才羊可以在才企-瞼臺(例如，滾動測試臺)上，例如在車 間中或汽車檢測中心進(jìn)行，其中可能包括指紋測試。以此可以有利地進(jìn) 行包括全面的因而非常準(zhǔn)確的測試。
但同樣可能和希望做到的是，在汽車正常行駛時執(zhí)行該方法。為了 確定第一組摩擦值，應(yīng)該在汽車正常行駛時收集各個摩擦值。在每次剎 車操作時把摩擦片襯里上的摩擦值連同當(dāng)時的溫度、輪速和所施加的力
(法向力) 一起存入存儲器(例如，微芯片)。為了獲得溫度、速度和 法向力的其他組合下的補(bǔ)充摩擦值，可以由制動系統(tǒng)自動進(jìn)行制動，以 便在確定的工作狀態(tài)下建立缺失的第一組摩擦值。最好，例如可以在汽 車的加速階段短時間地以小的摩擦力矩引入這樣的制動。在這種情況下 只是汽車的加速度減小， 一般沒有潛在危險。此外，適當(dāng)進(jìn)行時駕駛員 還感覺不到該制動作用。
本發(fā)明考慮，預(yù)先給定的指紋和求出的指紋之間的額定值和實(shí)際值 的比較最好以均勻的間隔進(jìn)行。額定值的預(yù)先給定儲存在制動器中，例 如，儲存在一個微芯片中，并可以隨時讀出。因?yàn)槊枯v汽車(每個汽車 軸)用的制動系統(tǒng)、制動器以及制動件(制動片襯里、制動瓦、制動缸、 制動鼓、制動盤等等)是分別由汽車或制動器制造廠家(或一般地說由
6OEM)設(shè)計(jì)的，原則上可以為每個制動件組合求出其額定指紋。就是說， 每個制動器附屬的制動件組合可以(由制造廠家)根據(jù)汽車類型和汽車 軸給出固定的預(yù)先定義的摩擦值頻率分布特征。
按照本發(fā)明，汽車每個制動器的(例如，由制造廠家預(yù)先給定的) 額定指紋保存在一個存儲器中，并且可以隨時調(diào)出?，F(xiàn)在為了能夠進(jìn)行 額定值和實(shí)際值的比較，該車輛或該制動器必須能夠?yàn)槊總€制動件組合 求出一個實(shí)際指紋。為此最好根據(jù)所施加的力、溫度和相對速度求出制 動件之間的摩擦值。
若制動器的性能降低到 一個確定的額定值以下，最好能夠自動采取 一定的措施。例如，可以通知駕駛員，他/她的制動器處于一種并非完美 的狀態(tài)。借助于按照本發(fā)明的解決方案，可以獲知不再能夠達(dá)到要求性 能的不能令人滿意的制動件，例如襯里。除正常磨損以外，其他物理事 件，諸如老化或玻璃化都會導(dǎo)致日益嚴(yán)重的(緩慢的)退化。即使在維 修時也可以簡單地獲知裝入了冒牌的襯里和/或制動盤等等，以此顯著地 提高乘客的安全性。在即將來臨的大檢修或維護(hù)之前，預(yù)先進(jìn)行制動器 的自診，這可以節(jié)省時間和成本。安裝新的制動件(制動片襯里、制動 盤、制動瓦、制動缸等等)之后可以對其進(jìn)行識別和監(jiān)視。若性能不能 滿足額定指紋判據(jù)，則可以采取必要的措施。
除額定值和實(shí)際值的比較外，作為補(bǔ)充或替代，還可以對汽車的所 有制動件進(jìn)行實(shí)際值比較。這里可以確認(rèn)， 一個軸上的制動件是否具有 不同的質(zhì)量(剎車時汽車斜向牽拉)或者前、后軸的制動比是否正確。
借助于該性能測試可以確定制動器一定的工作點(diǎn)，例如，衰落起點(diǎn)、 最小和最大摩擦值等等。
另外，可以類似于飛機(jī)的黑匣子，保存所有制動器的指紋，并在發(fā) 生事故時進(jìn)行事故分析。
有利的擴(kuò)展是從屬權(quán)項(xiàng)的要點(diǎn)并在下面描述。
最好對每個摩擦系數(shù)都確定作用在第 一和第二制動件之間的法向 力Fn、制動件的溫度和笫一和第二制動件之間的相對速度。于是，第一 組和第二組摩擦值便與上列參數(shù)相聯(lián)系。在理論上滑動摩擦系數(shù)與滑動 速度無關(guān)，因而是恒定的。但在實(shí)踐中可以確定，它與溫度、速度和力 或壓力有關(guān)。因此，摩擦系數(shù)最好聯(lián)系這些參數(shù)進(jìn)行確定，以便能夠?qū)?摩擦系數(shù)進(jìn)行比較準(zhǔn)確的比較。最好計(jì)算或者估計(jì)或利用傳感器測量溫度，特別是兩個制動件界面 上的溫度。計(jì)算或估算可以簡單地通過溫度模型取得和進(jìn)行。摩擦熱可 以借助于摩擦力和摩擦行程計(jì)算。此外，制動件的材料參數(shù)，特別是熱 容量等等同樣是已知的。摩擦行程由覆蓋的距離給出。總而言之，以此 可以估計(jì)出該制動器中制動摩擦帶來的熱量，并由此算出溫度。同樣可 以簡單地，例如在制動盤上預(yù)先設(shè)置溫度傳感器。
相對速度宜用傳感器測量。為此，例如可以確定制動盤的旋轉(zhuǎn)速度， 由此可以簡單地通過半徑算出相對速度。使用現(xiàn)有的傳感器特別有利。
例如速度同樣可以用ABS系統(tǒng)的傳感器或速度計(jì)確定。于是，沒有必要
補(bǔ)充傳感器，這是特別有利的。
法向力宜用布置在法向力的力流中的力傳感器測量。從確定中特別 是，例如在笛卡爾坐標(biāo)、圓柱形坐標(biāo)或球形坐標(biāo)獲得法向力的分力及其 數(shù)值。例如可以在摩擦片襯里本身或者襯里的支持物上，還可以在楔子 裝置的楔子支持面上，在抓住制動盤的鞍形座內(nèi)或者還在圓盤制動器的 框架內(nèi)進(jìn)行法向力的測量。為了防止慣性質(zhì)量使測量信號失真， 一般在 接近發(fā)生處進(jìn)行力的測量比較有利。但是，法向力還可以，例如，從楔 形制動器楔子裝置對給定制動的楔子移動量間接確定。在制動過程中， 法向力導(dǎo)致圓盤制動器鞍形座的擴(kuò)大，并導(dǎo)致摩擦片襯里的壓縮，在較 小的程度上導(dǎo)致制動盤的壓縮。制動器的這個彈性通過楔子在動作方向 上的相應(yīng)移動補(bǔ)償。若用"零位"的概念來表示摩擦片襯里的這樣一個 位置，即剛好克服所謂氣隙，因而摩擦片襯里以此不受力地貼在制動盤 上的位置，則可以直接從楔子在動作方向移動程度算出法向力。若制動 器系統(tǒng)的彈性是線性的，則該法向力與楔子移動行程成正比。楔子的移 動行程可以直接測量，或者從執(zhí)行器的運(yùn)行數(shù)據(jù)求出。例如，可以從屬 于電動機(jī)執(zhí)行器的馬達(dá)的轉(zhuǎn)角算出楔子的移動行程，特別是當(dāng)該電動機(jī) 通過螺距可靠的進(jìn)給系統(tǒng)作用在楔子上時。作為替代或補(bǔ)充，可以用商 售的位置測量系統(tǒng)測出制動器鞍形座的擴(kuò)大。因?yàn)橹苿悠靼靶巫臄U(kuò)大 和作用的法向力之間的相互關(guān)系對實(shí)際目的而言是線性的，測量制動器 鞍形座的擴(kuò)大提供了求出法向力的另 一 種可能性。
按照另一個優(yōu)選的實(shí)施例，摩擦系數(shù)從摩擦力和法向力算出，而摩 擦力專門用力傳感器測量，特別是測量制動時該制動器出現(xiàn)的支持力。 如上所述，該摩擦系數(shù)與摩擦力通過法向力相關(guān)。通過確定摩擦力和法向力來確定摩擦系數(shù)，本發(fā)明在原則上幾乎可以應(yīng)用于每一種機(jī)械摩擦 制動器。
在 一 個優(yōu)選的實(shí)施例中，確定自增強(qiáng)或自減弱的制動器的性能參 數(shù)，此時預(yù)先設(shè)置產(chǎn)生執(zhí)行器力的執(zhí)行器，它作用在第一制動件上，以 便把第一制動件壓在第二制動件上，其中存在該執(zhí)行器力與法向力和摩 擦值的關(guān)系。在這種情況下確定摩擦值、法向力分力和執(zhí)行器力的分力 之間的函數(shù)關(guān)系，并從確定的執(zhí)行器力分力和確定的法向力分力的函數(shù) 關(guān)系算出摩擦系數(shù)。通過這個優(yōu)選的實(shí)施例，可以確定每個存在執(zhí)行器 力和摩擦值的關(guān)系的自減弱的或自增強(qiáng)的制動器的摩擦系數(shù)。因此，本 發(fā)明不限于楔形制動器，還可以應(yīng)用于伺服制動器、雙伺服制動器等等。 執(zhí)行器(執(zhí)行機(jī)構(gòu))通常把控制信號轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功。該執(zhí)行器可以形成 為電動機(jī)、液壓或(氣動)汽缸、壓電執(zhí)行器等等。
按照一個優(yōu)選的配置，執(zhí)行器力或其分力用一個布置在執(zhí)行器力的 力流中的力傳感器測量，或者從執(zhí)行器的運(yùn)行數(shù)據(jù)求出，特別是從一個 該制動器動作時屬于電動執(zhí)行器的電動機(jī)的電流求出。該力傳感器例 如，可以測量屬于該執(zhí)行器的電動機(jī)支持在該執(zhí)行器或該制動器的反作 用力。該反作用力對應(yīng)于該執(zhí)行器力，只是符號相反。但是該力傳感器 還可以布置在執(zhí)行器力引入該楔子裝置的楔子的位置上。同樣，力傳感 器可以布置在執(zhí)行器的力的支持件里或其上，例如在螺桿上或者拉桿或 壓桿上。但是該執(zhí)行器力不一定要直接測量，而是可以間接地，例如， 乂人屬于該4丸4亍器的電動才幾的電流求出。電動才幾電流是一 個4軒量電動才幾所 釋放的轉(zhuǎn)矩，例如通過蝸桿傳動變?yōu)檩S向力的量度。因而，電動機(jī)電流 與所產(chǎn)生的執(zhí)行器力成正比。精度要求不太高時，這樣間接地求出執(zhí)行 器力是一個適當(dāng)和有利的解決方案。力傳感器可以作為直接力或拉伸傳
感器，例如電容(壓電)、電阻(DMS)或者通過液壓壓力接收器工作。 它同樣可以借助于通過渦流、電感、電容、磁性的行程測量工作。這樣 的力傳感器可能是耐用的，盡管體型小，但因此容易安裝在制動器上。
在另一個配置中，該執(zhí)行器是電氣的，該第二制動件形成為可旋轉(zhuǎn) 的制動盤，而該第一制動件形成為摩擦片襯里，電氣執(zhí)行器以作用角p 通過一個帶有楔角為a的楔子裝置作用于其上，以便使摩擦片襯里壓在 制動盤上。作用角理解為執(zhí)行器力和法向力之間的角度。所建議的這個 方法在楔形制動器的P = 90。的特殊情況下使用特別簡單，其中該執(zhí)行器從而平行于摩擦力，摩擦系數(shù)可以特別簡單地根據(jù)執(zhí)
行器力和楔角確定。在上列德國專利DE 101 51 950上詳盡地闡述這種 計(jì)算方法，這里再次明確引用此文。為了在這里不再重復(fù)整個德國專利 DE 101 51 950,只簡短地引證其重要的結(jié)果。相關(guān)專業(yè)人員可以參閱 DE 101 51 950，以便澄清所提出的問題。'按照DE 101 51 950,摩擦系 數(shù)可以根據(jù)楔角a、法向力Fn和拭行器力FA確定^i=tana-FA/FN。例如， 執(zhí)行器力可以從執(zhí)行器的電流吸收量算出，法向力用力傳感器確定。另 外，按照上列優(yōu)選的實(shí)施例，為了確定摩擦系數(shù)，確定制動盤和摩擦片 襯里之間界面的溫度，近似地碎見為制動盤的溫度和制動盤的轉(zhuǎn)速。正如 每個相關(guān)專業(yè)人員熟知的，制動盤的轉(zhuǎn)速CD與制動盤上摩擦片襯里的滑 動速度v (切線速度)成正比v = r。 R表示摩擦片襯里離旋轉(zhuǎn)軸的距 離。以下將根據(jù)圖3闡述任意角度p下摩擦系數(shù)的確定方法。 有利地，把該函數(shù)關(guān)系確定為
—tan a -(sin " + cos " tan a) /, 二
式中n表示摩擦系數(shù)，F(xiàn)n表示法向力的數(shù)但，而Fa表示拔行器力的數(shù) 值。因而，可以特別簡單地計(jì)算任意作用角的楔形制動器的摩擦系數(shù)。
按照本發(fā)明的計(jì)算單元具有計(jì)算裝置，用以進(jìn)行按照本發(fā)明的方法 的步驟，特別是在現(xiàn)場確定第 一和第二制動件之間的第 一組摩擦系數(shù)的 裝置；存儲裝置，包含預(yù)先確定的第二組摩擦系數(shù)；比較第一組摩擦系 數(shù)和第二組摩擦系數(shù)用的裝置；根據(jù)第 一組摩擦系數(shù)和第二組摩擦系數(shù) 的比較，計(jì)算偏差用的裝置；和根據(jù)該偏差確定性能參數(shù)用的裝置。該 計(jì)算單元特別是可以形成為汽車中的控制裝置。
最好把按照本發(fā)明的方法和按照本發(fā)明的計(jì)算單元用于汽車中的 嵌入系統(tǒng)、控制裝置或者ECU。
程序編碼設(shè)施包含按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)或微處理器程序，用以進(jìn)行 按照本發(fā)明的方法，當(dāng)在計(jì)算機(jī)、微處理器或者相應(yīng)的計(jì)算單元上，特 別是在按照本發(fā)明的計(jì)算單元上執(zhí)行該程序時，進(jìn)行按照本發(fā)明的方 法。
按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)或微處理器程序產(chǎn)品包含程序編碼設(shè)施，它儲存在機(jī)器或計(jì)算機(jī)可讀信息載體上，以便當(dāng)在計(jì)算機(jī)、微處理器或相應(yīng) 的計(jì)算單元，特別是按照本發(fā)明的計(jì)算單元上執(zhí)行時，進(jìn)行按照本發(fā)明
的方法。適當(dāng)?shù)男畔⑤d體可以具體是軟盤、硬盤、閃存、EEPROM (電 可擦除可編程只讀存儲器)、CD-ROM (光盤)等。通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) (Internet, Intranet等等)和汽車網(wǎng)(Body-Bus, Infotainment-Bus等)
下載都是可能的。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和結(jié)構(gòu)配置將在描述和附圖中給出。
中使用，而且在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以在其他結(jié)合中或單 獨(dú)使用。
本發(fā)明就一些實(shí)施例示意地顯示在附圖中并在下面參照附圖給予 詳盡的描述。


圖1對于簡單形式的第一組或第二組摩擦系數(shù)，示意地表示摩擦系 數(shù)頻率圖2a表示第 一組和第二組摩擦系數(shù)之間偏差的第 一種可能性； 圖2b表示第一組和第二組摩擦系數(shù)之間一個可能的偏差的第二示 例；而
圖3示意地表示應(yīng)用本發(fā)明的自增強(qiáng)的機(jī)電式制動器的楔子裝置。
圖l是一個示意圖，表示第一組或第二組摩擦值和相關(guān)的相對頻率 之間的相互關(guān)系，整體用100表示。在示意圖100中，描述了法向力、 溫度和速度一個預(yù)先確定的組合下的摩擦值。摩擦值fa畫在x軸101上， 其數(shù)值包括O-l,相應(yīng)的相對頻率畫在y軸102上。
在所示的附圖中摩擦值是不連續(xù)的，而是用1/15的臺階103描述的。 例如，從fi-11/30 ( 0.37 )至13/30 ( 0.43 )的所有摩擦值用一些臺階表 示。|u=0.4這個摩擦值相應(yīng)的頻率約為0.14。
臺階寬度，例如在所顯示的附圖中為1/15，例如是測量精度或繪圖 類型引起的，正如每個相關(guān)專業(yè)人員都很清楚的。摩擦值的臺階形畫法 可以用包絡(luò)曲線104近似。該曲線104的曲線形狀基本上對應(yīng)于高斯的 鐘形。在當(dāng)前的示例中，最大值約在|11=0.42摩擦值處。
在圖2和2b中，顯示第一組偏離第二組摩擦值的兩個可能的偏差。
ii除此之外，還可能有許多其他偏差，正如對每個專業(yè)人員都顯而易見的。
在圖2a中，摩擦值再次和它們各自的相對出現(xiàn)頻率一起顯示在示 意圖201上。預(yù)先確定的第二組摩擦值，實(shí)際指紋，用曲線204標(biāo)示。 確定的第一組摩擦值用曲線204a標(biāo)示。在該附圖中，可以明顯地看出， 第一組偏離第二組。在所顯示的示例中，第一組iu值在約0.25和0.52之 間的摩擦值出現(xiàn)的頻率低于第二組，反之第一組中約小于0.25和約大于 0.52的摩擦值出現(xiàn)的頻率高于第二組。由所顯示的偏差可知，用過的摩 擦片襯里不符合求出該額定指紋的規(guī)定的摩擦片襯里。這可能是類型不 同，或者是假貨。
在圖2b中，示意圖202顯示預(yù)先確定的第二組摩擦值204和確定 的第一組摩擦值204b及其相應(yīng)的相對出現(xiàn)頻率。在所示的附圖中，在 確定的第 一 組中的相對出現(xiàn)頻率最大值向較小的摩擦值p偏移。曲線 204b的曲線形狀基本上和曲線204的相同。這個所示偏差，例如是摩擦 片襯里磨損引起的。 ，
圖3表示一個楔子裝置，正如在德國專利DE 101 51 950公開的， 宜用于自增強(qiáng)的電機(jī)制動器。電動執(zhí)行器，通常包括電動機(jī)和蝸桿傳動， 產(chǎn)生操作力或執(zhí)行器力FA,它以作用角p引入楔子300，以便使楔子在x 方向(附圖中向右)移動。摩擦片襯里311處于一個側(cè)面上，支承楔子 的支座312處于楔子300的另 一個側(cè)面上。執(zhí)行器力Fa在x方向移動具 有楔角oc的楔子300,以此使摩擦片襯里311直接與以速度v旋轉(zhuǎn)的制動 盤313接觸。 一旦摩擦片襯里311與制動盤313接觸，便出現(xiàn)一個其方 向垂直于制動盤的反作用力或法向力FN以及作用在制動盤313圓周方 向上的摩擦力Fr。這個力最大部分引入支座，例如該制動器的外殼，并 在那里得到支持，逸又引起支持力Fb。
注意在x方向上作用在楔子上的力便可以得到
<formula>formula see original document page 12</formula> ( 1 )
注意在y方向作用在楔子上的力，便得到
<formula>formula see original document page 12</formula> (2)從方程式(2)解出FB:
Kc一 (3)
cos or
并代入(1 )式得:
sin/ —-F^ cos/ )tana = 0
得到p的函數(shù)關(guān)系:
_ (Fw -cos/ )tana -sin "
〃= ^
// = ta認(rèn)——^(sin P + cos/ ta認(rèn))
在這兩個特定情況下:
(3=0。
// 二 tan"
卜^
尺,
P=90。// = tana-
這樣便可以由執(zhí)行器力和法向力的數(shù)值確定出任意角度a和p的楔 形制動器的第 一組摩擦值。
1權(quán)利要求
1. 用于確定制動器的性能參數(shù)的方法，該制動器具有可以相互作用以產(chǎn)生摩擦力(FR)和摩擦力矩(NR)的第一制動件(311)和第二制動件(313)，該方法包括下列步驟在現(xiàn)場確定第一制動件(311)和第二制動件(313)之間的第一組(204a，204b)摩擦系數(shù)(μ)；把第一組(204a，204b)摩擦系數(shù)(μ)與預(yù)先確定的第二組(204)摩擦系數(shù)(μ)比較；并根據(jù)該第一組(204a，204b)和第二組(204)的偏差確定性能參數(shù)，其中該偏差從該比較中獲得。
2. 按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，其中對于每個摩擦系數(shù)(p) 都確定作用在第一制動件和第二制動件之間的法向力(FN)、溫度和/或 第一制動件(311)和第二制動件(313)之間的相對速度。
3. 按照權(quán)利要求2的方法，其特征在于，計(jì)算或者估計(jì)或用溫度傳 感器測量該溫度。
4. 按照權(quán)利要求2或3的方法，其特征在于，該相對速度特別是用 已經(jīng)存在的傳感器測量。
5. 按照上列權(quán)利要求中一個的方法，其特征在于，該法向力(FN) 用布置在該法向力的力流中的力傳感器測量。
6. 按照上列權(quán)利要求中之一的方法，其特征在于，該摩擦系數(shù)(p) 從摩擦力(Fr)和該法向力(Fn)中確定。
7. 按照權(quán)利要求2至5中之一的方法，其特征在于，確定自增強(qiáng)的 或自減弱制動器的性能參數(shù)，其中設(shè)置產(chǎn)生執(zhí)行器力(Fa)的執(zhí)行器， 它作用在該第一制動件(311)上，以便使該第一制動件(311)壓在該 第二制動件(313)上，其中法向力(FN)與該執(zhí)行器力(Fa)和摩擦 值(p)存在一個關(guān)系，確定摩擦值()Ll)和法向力(FN)的各分力和執(zhí) 行器力(FA)的各分力之間的函數(shù)關(guān)系，確定該法向力(FN)的各分力 和該執(zhí)行器力(FA )的各分力，并從該函數(shù)關(guān)系、所確定的執(zhí)行器力(FA ) 的各分力和所確定的法向力(FN)的各分力確定摩擦系數(shù)(p)。
8. 按照權(quán)利要求7的方法，其特征在于，該執(zhí)行器力(Fa)或其分 力用布置在該執(zhí)行器力的力流中的力傳感器測量或者從執(zhí)行器的運(yùn)行 數(shù)據(jù)求出，特別是從屬于電動的執(zhí)行器的電動機(jī)在操作制動器時的電動才幾電5充^l出。
9. 按照權(quán)利要求7或8中之一的方法，其特征在于，該執(zhí)行器是電 動的，該第二制動件形成為可旋轉(zhuǎn)的制動盤(313)，該第一制動件形成 為摩擦片襯里(311),電動的執(zhí)行器以作用角(3通過具有楔角a的楔子裝 置(300)作用在該摩擦片襯里上，以便使摩擦片襯里(311)壓在該制 動盤(313)上。
10. 按照權(quán)利要求9的方法，其特征在于，該函數(shù)關(guān)系確定為—Fw tan or -(sin " + cos / tan a) ^ ,其中ILl表示摩擦系數(shù)，F(xiàn)N表示該法向力的數(shù)值，而FA表示該執(zhí)行器力的數(shù)值。
11. 用于制動器的性能參數(shù)的計(jì)算單元，該制動器具有可以相互作用以產(chǎn)生摩擦力(FR)和摩擦力矩(NR)的第一制動件(311)和第二 制動件(313),該計(jì)算裝置具有用于現(xiàn)場確定第一制動件(311)和第二制動件(313)之間的第一 組(204a, 204b)摩擦系數(shù)(|li )的裝置；存儲裝置，其包含預(yù)先確定的第二組(204)摩擦系數(shù)(p);用于對第一組(204a, 204b)摩擦系數(shù)(p )和第二組(204)摩擦 系數(shù)(|li)進(jìn)行比較的裝置；用于在該比較的基礎(chǔ)上確定偏差的裝置和用于根據(jù)該偏差確定性能參數(shù)的裝置。
12. 帶有程序編碼機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)或微處理器程序，用以當(dāng)該程序在 計(jì)算機(jī)、微處理器或相應(yīng)的計(jì)算裝置上，特別是按照權(quán)利要求11的相 應(yīng)計(jì)算單元上運(yùn)行時，實(shí)施按照權(quán)利要求1至10中之一的方法的所有步驟。
13. 帶有存儲在機(jī)器或計(jì)算機(jī)可讀的信息載體上的程序編碼機(jī)構(gòu)的 計(jì)算機(jī)或微處理器程序產(chǎn)品，以便當(dāng)該程序產(chǎn)品在計(jì)算機(jī)、微處理器或 相應(yīng)的計(jì)算裝置上，特別是在按照權(quán)利要求11的相應(yīng)計(jì)算單元上運(yùn)行 時，實(shí)施按照權(quán)利要求1至10中之一的方法的所有步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及確定制動器性能用的方法，該制動器具有第一制動件(311)和第二制動件(313)，以便在它們的相互作用中產(chǎn)生摩擦力(F_A)和摩擦力矩(F_A)，其中在現(xiàn)場確定第一制動件(311)和第二制動件(313)之間的第一組(204a，204b)摩擦系數(shù)(μ)，把第一組(204a，204b)摩擦系數(shù)(μ)與預(yù)先確定的第二組(204)摩擦系數(shù)(μ)進(jìn)行比較，根據(jù)第一組(204a，204b)和第二組(204)的偏差確定該性能參數(shù)，其中該偏差從該比較中獲得。另外，提出了相應(yīng)的計(jì)算單元、計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
文檔編號B60T13/74GK101460347SQ200780020185
公開日2009年6月17日 申請日期2007年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月31日
發(fā)明者H·哈特曼, L·克勞森 申請人:歐陸汽車有限責(zé)任公司