用于操控机电式的驻车制动器的方法与流程

1.本发明涉及一种用来操控用于机电式的驻车制动器的电的输出级的方法。本发明还涉及用于机电式的驻车制动器的这种电的输出级以及控制器。本发明也涉及带有这种电的输出级的机电式的驻车制动器。


背景技术：

2.在现代机动车中，使用机电式的驻车制动器，以便特别是在停放于具有倾斜路面的道路上之后防止被停放的车辆溜走。为此，机电式的驻车制动器可以在锁定过程中调节到锁定位置，在该锁定位置中，驻车制动器将机动车的至少一个车轮锁止。
3.为此所需的制动力通过电动机—通常实现为直流电机—和传动机构直接在驻车制动器的制动钳上产生。在此，直流电机只需要为了调节机械的促动器而通电，该促动器能够实现调节制动钳。
4.为了给直流电机通电，在传统的机电式的驻车制动器中通常使用包括可控功率晶体管的电的输出级。在此通常使用具有四个功率晶体管的所谓h桥，其中，功率晶体管用作（半导体）开关，借助于这些开关能够控制对直流电机的通电。在此，四个功率晶体管如此布置在h桥中，从而使得当在h桥中彼此对角地对置的两个特定的功率晶体管被激活—即从截止状态切换到导通状态时—直流电机如此被通电，使得其旋转的输出轴将带有制动钳的促动器移动到锁定位置，在该锁定位置中机动车的相关车轮被与制动钳相连接的促动器锁止。
5.对功率晶体管的切换的控制在此借助—以下称为“控制/调整机构”的—微控制器来进行，该微控制器与功率晶体管的电的控制输入端电连接，并且还能够实现执行软件代码。
6.如此实现的借助微控制器对于h桥的功率晶体管进行的控制已表明是不利的：在微控制器中发生功能性故障时—尤其是当微控制器完全失效时—锁定过程甚至无法开始或至少无法再成功完成。在这两种情况下，都无法如所期望的那样来锁定驻车制动器。


技术实现要素：

7.因此，本发明的目的是，提出一种用于锁定电驻车制动器的改进方法，借助于该方法消除了上述缺点。
8.该目的通过独立权利要求的主题来实现。有利的实施方式是从属权利要求的主题。
9.因此，本发明的基本构思是，为了控制电驻车制动器的调节过程，除了开头提到的微控制器之外，还提供一种电子电路装置，该电路装置在微控制器发生功能干扰—包括完全失效在内—时，确保驻车制动器的调节过程仍予执行，或者—如果在已经开始的调节过程中发生功能干扰—成功完成或者结束。
10.以这种方式，在锁定和解锁机动车中的电驻车制动器时都改善了操作安全性。特
别地，防止由于微控制器中出现故障状态而不能执行或至少无法再成功完成锁定过程，从而导致驻车制动器没有如期望的那样被锁定。因此，在使用根据本发明的方法时，降低了机动车溜车的风险，特别是当它已经停在具有斜坡的道路上时。
11.相应地，在解锁过程中降低了驻车制动器无法被松开或至少无法被完全松开以及随之而来的无法将停放的车辆开走的风险。
12.在根据本发明的用来对于用于机电式的驻车制动器的具有至少四个电功率晶体管的电的输出级进行操控的方法中，在存在调节请求时，输出级由控制/调整机构—其包括上述“微控制器”或者是这种“微控制器”—来操控，并以这种方式进行驻车制动器的调节过程。根据本发明，在控制/调整机构失效时，调节过程—即对具有功率晶体管的输出级进行的操控—借助不同于控制/调整机构的电子电路装置来继续。控制/调整机构的术语“失效”在当前是指控制/调整机构中的任何如下功能干扰：借助控制/调整机构无法再以对于执行或者成功完成调节过程所需的方式来操控电的输出级。
13.电子电路装置能够包括至少两个优选多个电子元件。考虑集成的开关电路(ic)作为这种电子元件。所述集成的开关电路在此优选具有信号输出端，该信号输出端特别优选地通过欧姆电阻器来控制电晶体管，该电晶体管与四个功率晶体管之一的控制输入端电连接。因此能够借助于电子电路装置的集成的开关电路来控制该功率晶体管的激活和去除激活。
14.四个功率晶体管优选地布置在电的 h桥中，该电的h桥又被设计用于操控驻车制动器的直流电机。
15.在一个优选的实施方式中，调节过程是用于将被解锁的即被松开的驻车制动器锁定的锁定过程。在本实施方式中，调节请求是用于锁定驻车制动器的锁定请求。因此能够借助于该方法来改善驻车制动器在锁定时的操作安全性。
16.替代于此，调节过程也可以是用于对于被锁定的驻车制动器进行解锁即松开的解锁过程。通过这种方式，借助该方法在解锁时也能够提高驻车制动器的操作安全性。
17.当存在锁定请求时，合适地在锁定过程开始之前借助控制/调整机构来激活h桥的四个功率晶体管中的第一功率晶体管。以这种方式，准备好对直流电机通电。
18.特别优选地，当控制/调整机构正常工作时，在第一功率晶体管被激活之后，由控制/调整机构将另外的第二功率晶体管激活。通过激活该第二功率晶体管，使得在h桥内部从电源经由直流电机到电接地的电流路径闭合，并且以这种方式使得直流电机被通电并因此也被驱动。通过除了激活第一功率晶体管之外还激活第二功率晶体管，开始实际的锁定过程。
19.替代于此—如果控制/调整机构的失效在时间上在激活第一功率晶体管之后但在激活第二功率晶体管之前并因此在实际锁定过程开始之前才发生—第二功率晶体管由电子电路装置激活，从而开始锁定过程。
20.优选地，当控制/调整机构在锁定过程期间失效时，借助电子电路装置来保持至少第二功率晶体管的激活状态，直到锁定过程完成。以这种方式能够防止锁定过程提前中断和驻车制动器随之出现未被锁定的驻车制动器的情况。
21.根据本发明的有利改进方案，在控制/调整机构失效时，一旦驻车制动器被归类为锁定，就借助电子电路装置至少又将第二功率晶体管去除激活。由此确保了锁定过程正常
结束，特别是及时结束。由此避免了电的输出级、直流电机以及与直流电机配合作用的促动器的过载。
22.根据另一有利的改进方案，一旦在锁定过程期间流经直流电机的电流超过预定阈值，驻车制动器就被归类为锁定。在替代于此的变型方案中，一旦自从锁定过程开始起经过了预定的时间段，就把驻车制动器自动归类为锁定。也可考虑两种变型方案的“或”组合，即询问上述两个条件，并且一旦满足两个条件之一，就将驻车制动器归类为锁定。这两种变型方案能够单独地或组合地在技术上简单地实现。
23.本发明还涉及一种用于操控机电式的驻车制动器的电的输出级。该输出级包括电的h桥，在该h桥中布置了四个可激活的、用于对于驻车制动器的锁定过程进行控制的功率晶体管。输出级还包括控制/调整机构，借助于该控制/调整机构能够选择性地将四个功率晶体管中的每一个激活或去除激活。输出级还包括不同于控制/调整机构的电子电路装置，借助于该电子电路装置能够独立于控制/调整机构将四个功率晶体管中的至少一个激活或去除激活。
24.优选地，控制/调整机构和电子电路装置被设计并相互协调，以执行根据本发明的上述方法。因此，根据本发明的方法的上述优点也转用于根据本发明的电的输出级。
25.根据一种优选的实施方式，用于激活和去除激活的控制/调整机构与四个功率晶体管的相应的控制输入端电连接。在该实施方式中，用于激活和去除激活的电子电路装置与至少第二功率晶体管的控制输入端电连接。
26.本发明还涉及一种用于机电式的驻车制动器的控制器。该控制器包括根据本发明的输出级，从而输出级的上述优点也转用于控制器。除了包括输出级之外，所述控制器还包括通信接口，借助该通信接口，至少电的输出级的控制/调整机构—优选还有输出级的电子电路装置—能够为了数据传输而与机动车的现场总线尤其是lin总线或can总线相连接。因此能够通过现场总线来执行、监测和控制根据本发明的方法。
27.最后，本发明涉及一种用于机动车的机电式的驻车制动器。该驻车制动器包括可调节的促动器以及用于调节促动器的直流电机。驻车制动器还包括根据本发明的电的输出级。根据本发明，输出级的控制/调整机构和电子电路装置被设计用于执行根据本发明的上述方法。根据本发明的方法或者根据本发明的电的输出级的上述优点因此也转用于根据本发明的机电式的驻车制动器。
28.本发明的其它重要的特征和优点由从属权利要求、附图和借助附图的相关附图说明来得到。
29.不言而喻的是，在不脱离本发明的范围的情况下，上面提到的和下面还将要解释的特征不仅能够按分别给出的组合使用，而且能够按其他组合使用或单独使用。
30.本发明的优选实施例在附图中示出，并将在以下的描述中更详细地介绍，其中，相同的附图标记表示相同的或相似的或功能相同的组件。
附图说明
31.本发明的优选实施例在附图中示出，并且在以下描述中更详细地解释，其中，相同的附图标记表示相同的或相似的或功能相同的组件。
32.其中分别示意性地示出了：
图1为根据本发明的电的输出级的一种示例的线路图；图2为示范性的流程图，其示出了根据本发明的方法。
具体实施方式
33.图1以线路图示范性地示出了根据本发明的电的输出级1的构造，该电的输出级用来操控用于机动车的在图1中未示出的电的驻车制动器。图2以示意图示出一个图表，其示出了根据本发明的方法的流程。
34.电的输出级1包括h桥2，在其中布置了用于控制驻车制动器的锁定过程的第一、第二、第三和第四功率晶体管4a、4b、4c、4d，并且为此按已知方式与直流电机3电连接。功率晶体管4a-4d能够分别通过场效应晶体管(fet)构成。
35.此外，电的输出级1包括控制/调整机构5——对于本领域技术人员也已知为名称“微控制器”7 ——四个功率晶体管4a、4b、4c、4d中的每一个都能够借助于该控制/调整机构有选择地予以激活或去除激活。为此，控制/调整机构5与四个功率晶体管4a、4b、4c、4d的相应的控制输入端8a、8b、8c、8d电连接。
36.四个功率晶体管4a、4b、4c、4d在此如此相互电连接并与直流电机3电连接，使得当第一和第二功率晶体管4a、4b被激活时，由于直流电机3随之产生通电，驻车制动器的由直流电机3驱动的机械的促动器（未示出）运动到锁定位置中。当第一和第二功率晶体管4a、4b被激活时，电流从与h桥2电连接的电压源9经由第一功率晶体管4a、直流电机3和第二功率晶体管4b流动到电接地10。该电流路径在图1中用带有附图标记11a的箭头标出。
37.代替上面所解释的锁定过程v，根据本发明的方法的调节过程也可以是用于解锁驻车制动器的解锁过程。
38.相应地，当第三和第四功率晶体管4c、4b被激活并且直流电机3以相反的电流方向随之产生通电时，机械的促动器从锁定位置离开调节至解锁位置。在解锁过程中，电流从电压源9经由第三功率晶体管4c、直流电机3和第四功率晶体管4d流至电接地10的电流路径通过带有附图标记11b的箭头表示。
39.电的输出级1除了包括控制/调整机构5之外，还包括电子电路装置6，借助于该电子电路装置，第二功率晶体管4b以及第四功率晶体管4d也能够独立于控制/调整机构5被激活并且再次被去除激活。被激活的功率晶体管4a-4d处于导通状态，该导通状态对应于闭合的电开关。被去除激活的功率晶体管4a-4d处于截止状态，该截止状态对应于断开的电开关。
40.如图1中所示，电子电路装置6能够包括多个电子元件15。在图1的例子中，对于这些电子元件15，示出了仅大致示意性地被示出的开关电路(ic)12，该开关电路的信号输出端16通过欧姆电阻器13来控制电晶体管14，该电晶体管又与第二功率晶体管8b的控制输入端8b电连接。因此能够借助于电子电路装置6的集成的开关电路12来控制第二功率晶体管6b的激活和去除激活。
41.当电的输出级1作为机电式的驻车制动器的一部分安装在机动车中时，电的输出级1的上述结构使得能够执行根据本发明的方法。下面借助图2的流程图示例性地解释根据本发明的方法，并且该方法涉及用于锁定驻车制动器的锁定过程。
42.根据图2的流程图，为了对于能够由机动车的控制器自动生成或由机动车的驾驶
员手动生成的锁定请求fba做出反应，按照第一措施m1首先检查机动车的当前行驶速度v是否未超过最大允许的行驶速度v
max
。为了代替最大允许的行驶速度v
max
，作为标准，也能够要求并进而检查机动车完全停止，即最大行驶速度v
max
为0 km/h。只有当满足该标准时，该方法才以措施m2来继续，并开始实际的锁定过程v。否则，重复对当前行驶速度v的检查，或中断根据本发明的方法。
43.在实际锁定过程v开始之前，所有四个功率晶体管4a至4d均处于截止状态，该截止状态对应于断开的电开关。在该状态下，直流电机3没有通电。
44.为了准备锁定过程v，根据措施m2，h桥2的第一功率晶体管4a借助于控制/调整机构5通过相应的操控而被激活，即从截止状态切换到导通状态。然而，这还不足以给直流电机3通电，因为为此也还需要激活，即把第二功率晶体管4b切换到导通状态。然后才能使得电流从电压源9沿着第一电流路径11a经由第一功率晶体管4a、直流电机3和第二功率晶体管4b流到电接地10。
45.因此在控制/调整机构5正常工作时，在第一功率晶体管4a根据措施m3被控制/调整机构5激活之后，第二功率晶体管4b也通过切换到导通状态而被激活，从而使得直流电机3通电，进而开始锁定过程v。在通过措施m3开始的锁定过程v期间，与驻车制动器的机械促动器配合作用的直流电机3的输出轴（未示出）旋转，从而使得又与制动钳（未示出）连接的促动器朝向驻车制动器的锁定位置被调节。
46.如果在锁定过程v期间控制/调整机构5由于故障而失效，则电子电路装置6代替它，并且特别是接管对第二功率晶体管4b的控制，直到锁定过程v已经成功完成。在当前情况下，控制/调整机构5的术语“失效”是指控制/调整机构5中的任何如下功能干扰：借助激活控制/调整机构5无法再操控功率晶体管4a至4d，特别是第二功率晶体管4b，即无法分别在截止状态与导通状态之间切换。如果控制/调整机构5的这种失效在第一功率晶体管4a激活之后、尚在实际锁定过程开始之前才发生，则由电子电路装置6来激活第二功率晶体管4b。由于不仅第一而且第二功率晶体管4a、4b因此都处于导通状态，直流电机3通过第一电流路径11a被通电，正如将驻车制动器的促动器调节到锁定位置所必需的那样。
47.如果控制/调整机构5在锁定过程v期间即在第一和第二功率晶体管4a、4b被激活之后才失效，则借助电子电路装置6保持第一和第二功率晶体管4a、4b的激活状态，直到锁定过程v结束。
48.在示例情形中，在控制/调整机构5失效时，根据措施m4，借助电子电路装置6将第二功率晶体管4b再次去除激活，并且因此一旦驻车制动器被归类为锁定，锁定过程v就结束了。
49.在示例场景中，一旦用于驱动直流电机3的电流i已超过预定阈值i0，驻车制动器就被归类为锁定。一旦驻车制动器的促动器已到达锁定位置，从而锁定驻车制动器，就会发生这种情况。
50.作为替代方案，一旦从锁定过程v开始起经过的时间段t已超过预定阈值t0，则驻车制动器也能够被归类为锁定。
51.为了获知用于驱动直流电机3的电流i，能够在输出级1中或在直流电机3上或在其它合适的位置处设置电流传感器（未示出），借助于该电流传感器，既能够由控制/调整机构5又能够由电子电路装置6来确定和评估流经直流电机3的电流i。