用于确定制动钳装置的压力体积特性曲线的方法与流程

本发明涉及一种用于确定制动钳装置的压力体积特性曲线的方法，其中，该压力体积特性曲线由一定数量的压力体积数据对形成，其中，在每个压力体积数据对中，压力节点值/压力插值被分配给体积节点值/体积插值。

背景技术：

1、这样的制动钳装置可以例如在机动车辆中使用。通过压力体积特性曲线，针对液压控制来描述制动钳装置在机动车辆制动过程中的行为。这表示体积与压力之间的关系。压力体积特性曲线因此规定了为了在制动钳装置的制动钳的制动活塞上产生期望的压力，必须将哪个体积移位到制动钳装置的制动钳中。

2、压力体积特性曲线在这里通常基于多个压力体积数据对来人工确定。例如，借助于制动钳装置中的外部测量装置人工应用十个压力体积数据对，以确定压力体积特性曲线。一方面，这种压力体积特性曲线的人工应用涉及大量的工作。这很耗时，容易出错，并且可能需要不断重复。另一方面，人工应用也不能适应在制动钳装置的使用寿命内压力体积特性曲线的可能的个体变化和改变。

3、压力体积特性曲线的人工确定通常作为预定类型的制动钳装置的开发项目的一部分来执行。于是，在该制动钳装置中，在开发项目接近尾声时，基于所测量的制动钳装置的所应用的压力体积特性曲线、或开发项目内的规范，明确定义压力体积特性曲线。然而，对于许多相同设计的制动钳装置，这种压力体积特性曲线可能由于制造公差而变化。结果，在制动钳装置的操作期间，压力体积特性曲线的准确度于是可能会比在开发项目期间确定的更差。

4、此外，在开发项目之后，制动钳装置的制动块以及制动盘在制动钳装置的操作期间也存在磨损。这进而也改变了压力体积特性曲线；制动钳的体积吸收通常减少(即，制动钳的刚度增加)。随着制动钳装置的日益磨损，压力体积特性曲线中会出现额外的不准确性。

5、总的来说，所描述的压力体积特性曲线中的不准确性导致压力控制质量的劣化、以及制动钳装置的稳健性的劣化。这里还应记住，压力体积特性曲线也用于机动车辆的软件的其他部分，比如用于基于体积的安全监视器或基于体积的控制。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是，提供一种用于自动确定压力体积特性曲线的方法，该方法可以减少由于制动钳装置的磨损和制造公差而导致的压力体积特性曲线的不准确性。

2、根据本发明，借助于对一定数量的压力体积辅助数据对的拟合计算来确定体积节点值，从而实现该目的。

3、压力体积辅助数据对可以是预定义的。这可以消除人工选择压力体积辅助数据对的需要。标准化减少了人工应用压力体积特性曲线所涉及的工作量。压力体积特性曲线的确定也通过对压力体积辅助数据执行拟合计算而被自动化。这总体上简化了压力体积特性曲线的应用。因此，根据本发明的方法也适用于两种基本应用。一方面，作为开发项目(生产线末端、车间或系列应用)的一部分，该方法可以用于执行压力体积特性曲线的标定。另一方面，该方法可以用于在制动钳装置在操作期间磨损的情况下执行压力体积特性曲线的自动适配。在确定压力体积特性曲线时，制动钳装置或其制动盘的制动流体的温度的影响在这里可以忽略，或者通过仔细选择的环境条件来排除。这是因为与磨损相比，这些参数仅导致压力体积特性曲线的暂时变化。总的来说，这可以抵消控制质量下降以及液压监控器的稳健性劣化的问题。

4、这里有利的是，压力体积辅助数据对在与体积节点值相对应的压力节点值的局部邻域中具有的压力辅助节点值小于和/或大于该相对应的压力节点值。

5、作为该方法的一部分，因此首先选择一定数量的压力体积数据对，利用这些压力体积数据对来确定压力体积特性曲线。为此，例如选择并预定义压力体积特性曲线的压力节点值。这些压力节点值优选地覆盖用于制动钳装置的压力的软件信号值的整个范围。压力节点值可以例如被选择并定义为0巴(bar)、1.25巴、2.5巴、5巴、10巴、20巴、40巴、80巴、160巴、327巴。在下一步骤中，然后为这些预定义的压力节点值中的每一个形成压力辅助节点值。为此，例如，可以在低于指定压力节点值的局部邻域中选择十个压力辅助节点值。附加地或替代地，可以在高于指定压力节点值的局部邻域中选择另外十个压力辅助节点值。局部邻域在此应尽可能地被规划到指定压力节点值的紧邻区域。因此，如果例如选择1.25巴的压力节点值，则低于该指定压力节点值的局部邻域可以被设置为例如压力区间[0.75巴，1.25巴]。高于指定压力节点值的局部邻域可以在区间[1.25巴，1.75巴]中。获取并存储这些压力体积辅助数据对。

6、此外，优选地，该拟合计算优选地通过最小二乘法来确定这些压力体积辅助数据对的拟合函数，该拟合函数将体积作为该局部邻域中的压力的函数给出。

7、使用所获取的压力体积辅助数据对来执行针对相对应的压力节点值的相应体积节点值的确定。为此，确定压力体积辅助数据对的拟合函数，以滤除测量数据中的异常值。该拟合函数可以例如使用最小二乘法来确定。例如，该拟合函数可以是二次多项式。拟合函数因此以尽可能好的方式将所确定的压力体积辅助数据对组合在一起。

8、还有利的是，体积节点值被确定为拟合函数在相对应的压力节点值的位置处的函数值。拟合函数以尽可能好的方式将所确定的压力体积辅助数据对组合在一起，并且可以可靠地从测量数据中滤除异常值。因此，通过使用在相应压力节点值的位置处的拟合函数的函数值作为基础来确定预定义的压力节点值的体积节点值。因此，压力体积特性曲线的确定总体上不易出错。可以减少确定它所需的时间。

9、在所有这些中，还有利的是，所述压力体积辅助数据对借助于该制动钳装置上的传感器装置来测量和/或借助于估计来确定。

10、压力体积特性曲线的确定理论上需要制动钳装置中高达327巴(包括327巴)的压力建立，以便尽可能准确。然而，仅就制动钳的强度而言这便是不可能的。从载荷循环(交变弯曲应力)的角度来看，进行这种高压建立也是不可取的。因此，通常只能通过制动钳装置上的传感器装置在最大160巴的范围内确定压力体积辅助数据对。因此，建议在压力体积特性曲线的标定中使用不高于160巴的压力体积辅助数据对，因为该标定更像是用于一次性确定压力体积特性曲线的静态工具。然而，这在使压力体积特性曲线适配于制动钳装置的磨损时是不可能的，因为在那里数据对是从制动钳装置的正常运行中获得的，其中通常存在明显较低的压力。然而，尽管缺乏来自传感器装置的数据，在两种类型的操作中的压力体积特性曲线应能够尽可能地映射压力节点值的整个范围，即，例如高达327巴的压力。为此，可以借助于对压力体积辅助数据对的估计在不能实现测量的压力范围内补充缺失的传感器数据。

11、这里优选的是，在压力体积特性曲线的线性区域中，借助于对一定数量的在该线性区域中测量的压力体积辅助数据对的外插值进行所述估计。压力体积辅助数据对的估计分别针对低压和高压进行。这里利用制动钳装置的制动钳的以下性质。在高压范围内(从大约80巴起)，压力体积特性曲线几乎完全由制动钳的“硬”部件(制动钳壳体的材料)的影响决定。这导致压力体积特性曲线在这些高压范围内几乎呈线性关系。因此，如果进入高压范围中的传感器数据是可用的，则由于线性关系，所寻求的体积节点值的线性外插值可以在甚至更高的压力(对此没有测量数据可用)下进行。

12、替代地，有利地规定，在压力体积特性曲线的非线性区域中，借助于对压力体积辅助特性曲线的平行移位进行所述估计，该压力体积辅助特性曲线由一定数量的在该非线性区域中测量的压力体积辅助数据对形成。这种类型的估计对于低压范围是有利的。这是因为在低压范围内(不高于约80巴)，制动钳的“软”部件(密封件、制动衬片等)的影响占主导地位。这导致在该低压范围内的压力体积特性曲线的非线性关系；制动钳的软部件和硬部件的影响是重叠的。因此，如果只有传感器装置在低压范围内的测量数据可用，则由于非线性关系，这些测量数据不能简单地外插值。然而，在该范围中，可能存在已经通过传感器装置(例如在先前的标定中)从先前的测量中测量的数据，该数据在该范围中形成压力体积辅助特性曲线。该压力体积辅助特性曲线然后可以在估计中使用，并且根据所需的(但不是所测量的)数据对平行移位适当的体积差。这允许在低压下确定压力体积特性曲线，并且即使在制动钳装置的操作期间也适配于制动钳装置的磨损。然而，这里，该适配不应被制动钳装置的使用者注意到。因此，压力体积特性曲线在短时间内不能改变太多。由于这个原因，最大学习增量可以用于压力体积特性曲线的适配，使得压力体积特性曲线在几次适配内仅缓慢地而不是突然地接近实际压力体积特性曲线。

13、最后但并非最不重要的是，有利的是，该压力体积特性曲线被确定为，使得该压力体积特性曲线具有严格单调递增的线型和/或具有凹线型，和/或使该压力体积特性曲线的导数在压力节点值的整个范围中仅具有一个最大值。

14、在特定压力体积特性曲线最终能够用于制动钳装置之前，必须检查该特定压力体积特性曲线是否满足某些数学标准。这些标准是压力体积特性曲线的严格单调线型、压力体积特性曲线在制动钳装置的使用寿命内由于磨损而产生的最大30％的偏差、压力体积特性曲线的凹线型、以及压力体积特性曲线的导数在压力节点值的整个范围内(例如，从0巴到327巴)仅具有一个最大值。这些标准可以从最常见的体积消耗器(盘式制动器、低阻力制动钳、鼓式制动器和弹簧消耗器)的经验数据导出。

15、最后，有利的是，压力体积特性曲线的确定在制动钳装置的操作期间进行，并且用于补偿制动钳装置的磨损效应。

16、这可以确保压力体积特性曲线的准确度，而不管制动钳装置在其使用寿命内磨损。确保了提高液压控制质量以及液压监控器在操作期间的稳健性。