[发明专利]用于测量制动执行器中的力的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于处理电子制动系统尤其是包括力传感器子组件与信号处理装置的车辆制动系统中的力信号的测力装置，该力传感器子组件包括制动执行器以及至少一个承压部件，无定形的类金刚石碳层涂敷于承压部件上作为力传感器。

背景技术

近期，新的电子机械制动系统(EMB)已为人所知，所述系统作为汽车外力制动单元，具有全线控制动功能而没有液压或气动元件。借助这些系统，踏板传感器系统检测到驾驶员的意愿，并且在中枢电子装置中，相应的控制命令被传递给车轮制动器。“干式”车轮组件(没有液压流体的制动执行器，带有车轮电子装置形式的“局部智能装置”)将这些控制命令转变为每个车轮的相应制动力矩。通过对来自内部传感器系统(制动应用力、行程)、环境传感器系统(驾驶员辅助设备)以及行驶动态传感器系统(车辆)的信息进行推算来实现控制力/制动力矩向不同车轮(前/后、右/左)的分配，因此所述分配基于最佳的单独车轮适应于正在进行的行驶状态、环境状况以及各种不同影响。所述EMB系统依赖具有冗余构造的可靠电源系统。控制技术信息与信号借助于特定的总线系统传送。为安全起见，都设置有双回路系统。电子锁式制动器(驻车制动器)集成在后车桥制动执行器处。

这种全EMB系统的改型表现为混合制动器，在所述混合制动器中，前车桥仍然以常规方式液压制动，但后车桥已经包括所述EMB执行器系统，所述EMB执行器系统包括电动驻车制动器。为此，因为液压装置是法律上规定的第二制动回路，所以仅需要单个随车携带的电源系统。

在每种情况下，为了能够连续控制，在所述制动系统内对制动盘上的制动衬片的张力进行力学测量都是必要的，尤其是在机电一体化的制动执行器系统中更是如此。

迄今为止已知的传感器系统不适用于这项作业。DE 10308798 A1中描述了一个实例，在该实例中，公开了用于电子制动系统中的压力信号冗余处理的压力测量装置及其应用。该文描述了包括多个电动压力测量元件的传感器子组件，所述元件一起置于隔膜上。

DE 10314798 A1中描述了从现有技术中已知的又一方案。该方案涉及用于电子机械地执行盘式制动的执行单元。

因此，车辆制动器中的制动测力装置的已知实施例，或者是借助于例如隔膜状传感器来测量液压力的间接测量系统，或者是根据金属丝应变原理应用的传感器，所述传感器提供底层的变形(变长或变短)，通常为专门成形的传感支架。所述已知的方案涉及分立的金属丝应变计，这些金属丝应变计粘贴在基本主体上并因此具有非常复杂的校准要求。另一个缺点就是欠缺系统刚性(在使用金属线应变计的情况下，需要变形)，并不能集成到小型化且轻质量的制动器单元中。

发明内容

因此从这些问题出发，本发明的目的是提出一种测力装置，该测力装置即使在机械及热负载的极限条件下，从成本方面来看，也适用于机动车辆中。

所述目的通过权利要求1的特定特征来实现。从属权利要求披露了有利的进步。

因此，根据本发明提供一种测力装置，所述测力装置具有至少一个力传感器子组件，所述力传感器子组件包括至少一个制动执行器以及摩擦连接至所述至少一个制动执行器的承压部件，至少一个作为力传感器的无定形碳层被涂敷在所述承压部件上。

本发明的优点可以从所述无定形碳层具有以下属性的事实得到了解：

极高刚度的力/压力传感器；

温度传感器；

摩擦性能极好、腐蚀稳定性。

对正在发生的力的测量借助于电阻测量来实现，电阻测量通过所述层来实现并且还能够在一段较长的时间上进行静态测量。对于高度动态测量，这种力传感器的优点在于它质量非常轻。

由于无定形碳层的硬度(15-40GPa)及在所述层法线上进行的测量原理，所述无定形碳层能够实现轻质且充分刚性的测量装置。因此，在该应用领域中，在不使系统的刚度及动态受到不利影响的情况下，能够形成例如旋转对称盘形状的力传感器。而且，所述层非常防磨损并且具有腐蚀稳定性，因而在车辆制动器中要求苛刻的应用情况下，它具有极好的适应性。对于这种薄膜传感器，力测量通过电阻的变化来实现，事实上是优选通过层法线的变化来实现。在这方面，类金刚石的传感器层可以直接集成到所述制动执行器的力流。