DE102005060022A1 - Method for determining an overload range of an electric brake - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Überlastbereichs (103) einer elektrischen Bremse, die von einem Elektromotor angetrieben wird, insbesondere Parkbremse, wobei der Überlastbereich (103) anhand einer Stromaufnahme (120) des Elektromotors bestimmt wird. Mittels der Erfindung kann ein Überlastbereich einer elektrischen Bremse schnell, einfach und sicher bestimmt werden.The invention relates to a method for determining an overload range (103) of an electric brake that is driven by an electric motor, in particular a parking brake, the overload range (103) being determined on the basis of a current consumption (120) of the electric motor. An overload range of an electric brake can be determined quickly, easily and reliably by means of the invention.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Überlastbereichs einer elektrischen Bremse, eine entsprechende Recheneinheit, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.The The invention relates to a method for determining an overload range an electric brake, a corresponding arithmetic unit, a corresponding computer program and a corresponding computer program product.
Stand der Technikwas standing of the technique
Insbesondere in Kraftfahrzeugen kommen vermehrt elektrische Bremsen, insbesondere Parkbremsen, zum Einsatz, bei denen die Bremse nicht mehr manuell vom Fahrer sondern elektrisch bzw. elektromechanisch von einem Elektromotor zugestellt bzw. festgestellt und gelöst wird. Derartige Bremssysteme bieten erhöhten Komfort und Sicherheit beim Parken und Halten.Especially In motor vehicles, more and more electric brakes, in particular Parking brakes, for use in which the brake is no longer manual by the driver but electrically or electromechanically by an electric motor delivered or found and resolved. Such brake systems offer increased Comfort and safety when parking and holding.
Die elektrischen Parkbremse (EPB, auch elektromechanische Feststellbremse EMF genannt) wird vom Fahrzeuginnenraum mittels eines Schalters oder Tasters bedient. Je nach Ausführungsform kann die elektrische Parkbremse in verschiedenen Situationen dem Fahrer eine nützliche Hilfe sein oder zu zusätzlicher Sicherheit beitragen. Die Elektrische Parkbremse kann dabei je nach Situation manuell oder automatisch aktiviert werden.The electric parking brake (EPB, also electromechanical parking brake EMF) is from the vehicle interior by means of a switch or Operated buttons. Depending on the embodiment The electric parking brake can be used in different situations Driver a useful Be help or to additional Contribute safety. The electric parking brake can vary depending on Situation manually or automatically activated.
Das Feststellen der Bremse erfolgt in der Regel mittels eines Elektromotors, der mit der Bremse direkt oder über Seilzüge verbunden sein kann. Zum Feststellen der Bremse wird das Seil mit einer vorbestimmten Kraft gespannt oder die Bremse mit einer vorbestimmten Kraft beaufschlagt. Unter bestimmten Umständen kann es notwendig sein, die Bremse mit erhöhter Bremskraft festzustellen, bspw. beim Halten oder Parken auf einer abschüssigen Straße. Um eine Überbelastung zu verzögern, sind elektrische Parkbremsen typischerweise mit einer Rutschkupplung ausgerüstet. Durch das Konstruktionsprinzip der Rutschkupplung rutschen bei Erreichen der vorgegebenen/einstellbaren Überlast Bauteile durch bzw. aneinander vorbei, womit eine Beschädigung der Bremse vermieden wird. In dieser Situation darf die Bremskraft nicht weiter erhöht werden, da ansonsten eine Beschädigung des Motors, des Seilzugs oder anderer mechanischer Komponenten zu erwarten ist.The Determining the brake is usually done by means of an electric motor, the one with the brake directly or over cables can be connected. To determine the brake, the rope with a predetermined force tensioned or the brake with a predetermined Force applied. In certain circumstances, it may be necessary the brake with increased Determine braking force, for example, while holding or parking on one downhill Street. To overload to delay, Electric parking brakes are typically equipped with a slip clutch. By The design principle of the slip clutch slip when reaching the predetermined / adjustable overload Components through or past each other, causing damage to the Brake is avoided. In this situation, the braking force must not further increased otherwise there is damage motor, cable or other mechanical components is expected.
Bei elektrischen Werkzeugen der Atlas Copco wird ein Rutschkupplungsbereich akustisch erkannt. Dafür sind Mikrophone im Werkzeug angeordnet, die zur Aufnahme des Rutschkupplungsgeräusches vorgesehen sind. Wird das Rutschkupplungsgeräusch erkannt, wird die Stromzufuhr zum Elektromotor unterbrochen. Für elektrische Parkbremsen ist ein derartiges Verfahren nicht geeignet, da es fehleranfällig und reaktionsträge ist.at Atlas Copco electric tools becomes a friction clutch area acoustically recognized. Therefore Microphones are arranged in the tool, which provided for receiving the slip clutch noise are. If the slip clutch noise is detected, the power supply interrupted to the electric motor. For electric parking brakes, such a method is not suitable because it is error prone and unresponsive is.
Es stellt sich daher das Problem, ein Verfahren zur Bestimmung eines Überlastbereichs einer elektrischen Bremse anzugeben, mit dem ein Überlastzustand schnell und zuverlässig erkannt werden kann, um eine Beschädigung der Bremsanlage möglichst zu vermeiden.It Therefore, the problem arises, a method for determining an overload range specify an electric brake, with an overload condition fast and reliable can be detected to damage the brake system as possible to avoid.
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zur Bestimmung eines Überlastbereichs einer elektrischen Bremse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie eine entsprechende Recheneinheit, ein Computerprogramm sowie ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention a method for determining an overload range of an electrical Brake with the features of claim 1 and a corresponding Arithmetic unit, a computer program and a computer program product proposed. Advantageous embodiments are the subject of under claims and the description below.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Überlastbereich einer elektrischen Bremse, insbesondere einer Parkbremse, anhand einer Stromaufnahme des Elektromotors, der die Bremse antreibt bzw. betätigt, bestimmt. Die Stromaufnahme ist bei einem Elektromotor besonders einfach feststellbar, da keine aufwendigen Messvorrichtungen nötig sind. Anhand der Stromaufnahme ist ein Rückschluss auf den Lastzustand möglich.at the method according to the invention becomes an overload area an electric brake, in particular a parking brake based a current consumption of the electric motor which drives the brake or actuated, certainly. The current consumption is special in an electric motor easy to detect, since no elaborate measuring devices are needed. Based on the current consumption is a conclusion on the load condition possible.
Bevorzugterweise wird der Überlastbereich anhand eines zeitlichen Verlaufs, d.h. einer zeitlichen Veränderung, der Stromaufnahme des Elektromotors bestimmt. Zur Vermeidung einer Beschädigung der Bremse ist diese herkömmlicherweise mit einer Überlastsicherung, beispielsweise einer Rutschkupplung, ausgestattet. Befindet sich die Bremse im Überlastbereich, führt die Überlastsicherung zu einem charakteristischen Verlauf der Stromaufnahme, wie es am bevorzugten Beispiel einer Rutschkupplung in der nachfolgenden Beschreibung detailliert erläutert wird. Das Verfahren ist aber nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt, sondern kann immer dann verwendet werden, wenn sich der Überlastbereich durch eine zeitliche Änderung der Stromaufnahme des Elektromotors bemerkbar macht. Mittels der erfindungsgemäßen Lösung kann deshalb ein Überlastzustand besonders einfach, zuverlässig und vor allem in Echtzeit bestimmt werden. Damit kann auch vorteilhaft auf die Messwerte eines vorhandenen Kraftsensors verzichtet werden, der in einem Überlastbereich oftmals inkorrekte Werte liefert, und daher nicht regelmäßig gesetzliche Bestimmungen erfüllt. Hingegen können mit der beschriebenen Lösung gesetzliche Sicherheitsbestimmungen erfüllt werden.preferably, the overload range is based on a time course, i. a temporal change, the current consumption of the electric motor determined. To avoid one damage the brake is this conventionally with an overload protection, For example, a slip clutch equipped. Is located the brake in the overload range, performs the overload protection to a characteristic course of the current intake, as it was preferred example of a slip clutch in the following description will be explained in detail. The method is not limited to this embodiment, but can always be used if the overload range is due to a change over time makes the current consumption of the electric motor noticeable. By means of solution according to the invention can therefore an overload condition especially easy, reliable and above all be determined in real time. This can also be beneficial to dispense with the measured values of an existing force sensor, in an overload area often provides incorrect values, and therefore not regular statutory Provisions met. On the other hand can with the solution described statutory safety requirements are met.
Es ist zweckmäßig, wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein erster Zeitraum nach einem Anlaufen, d.h. Starten, des Elektromotors nicht zur Bestimmung des Überlastbereichs verwendet wird. Beim Anlaufen eines Elektromotors kommt es zu einer erhöhten Stromaufnahme, die nicht mit dem Überlastbereich zusammenhängt. Daher kann durch diese Ausgestaltung das Verfahren einfacher durchgeführt werden. Es ist aber ebenso vorteilhaft, diesen Bereich bei entsprechend angepasster Wahl der Parameter auch zu berücksichtigen.It is expedient if, in the method according to the invention, a first period of time after starting, ie starting, of the electric motor is not used to determine the overload range. When starting an electric motor, there is an increased power consumption, which does not related to the overload range. Therefore, the method can be performed more easily by this configuration. However, it is also advantageous to take this area into account with a correspondingly adapted choice of the parameters.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Überlastbereich anhand wenigstens eines Parameters wenigstens eines Extrempunkts, d.h. eines lokalen Maximums oder Minimums, im zeitlichen Verlauf der Stromaufnahme des Elektromotors bestimmt. Der zeitliche Verlauf der Stromaufnahme kann besonders einfach anhand der auftretenden Extrempunkte charakterisiert werden.at A preferred embodiment of the invention is the overload range based on at least one parameter of at least one extreme point, i. a local maximum or minimum over time Current consumption of the electric motor determined. The time course The current consumption can be particularly easy on the basis of occurring Extreme points are characterized.
Es ist besonders zweckmäßig, wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der wenigstens eine Parameter ausgewählt ist aus der Gruppe:
- a) Art des Extrempunkts, wobei insbesondere zwischen Maximum und Minimum unterscheiden wird;
- b) Gültigkeit des Extrempunkts, wobei insbesondere zwischen einem gültigen und einem ungültigen oder zurückgezogenen Extrempunkt, wie weiter unten ausführlich beschrieben, unterschieden wird;
- c) Betrag der Differenz der Stromaufnahme zweier aufeinander folgender Extrempunkte;
- d) Anzahl der Extrempunkte innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums.
- a) type of extreme point, whereby in particular will distinguish between maximum and minimum;
- b) validity of the extreme point, distinguishing in particular between a valid and an invalid or retracted extreme point, as described in detail below;
- c) amount of the difference between the current consumption of two consecutive extremes;
- d) number of extreme points within a predetermined period.
Mittels dieser sorgfältig ausgewählten Parameter lässt sich die Stromaufnahme besonders zuverlässig charakterisieren.through this carefully chosen Parameter leaves the power consumption can be characterized particularly reliably.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Überlastbereich anhand der Anzahl gültiger Extrempunkte innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums im zeitlichen Verlauf der Stromaufnahme des Elektromotors bestimmt, wobei sich ein gültiger Extrempunkt durch den vorbestimmten Schwellwert der Stromdifferenz definiert. Bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung kann mittels nur dreier Parameter die Stromaufnahme schnell und zuverlässig charakterisiert werden. Die Grenzwerte, die für die Parameter verwendet werden, können vor Beginn des Verfahrens einmalig festgelegt werden. Sie sind beispielsweise aus einer Messung zu erhalten.According to the preferred Embodiment of Invention is the overload range based on the number of valid ones Extreme points within a predetermined period in time History of the current consumption of the electric motor determines, with a valid Extreme point by the predetermined threshold value of the current difference Are defined. In this advantageous embodiment, by means of only three parameters characterize the power consumption quickly and reliably become. The limit values for the Parameters can be used be determined once before the start of the procedure. They are for example to get from a measurement.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit weist Berechnungsmittel auf, um die Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Sie kann insbesondere als Steuergerät in einem Kfz ausgebildet sein.A Computing unit according to the invention comprises calculating means for the steps of a method according to the invention perform. It can be designed in particular as a control unit in a motor vehicle be.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Recheneinheit weist Mittel zum Empfangen von Messwerten, die eine Stromauf nahme des Elektromotors betreffen, und Mittel zum Bestimmen des Überlastbereichs anhand der Messwerte auf.One embodiment the computing unit according to the invention has means for receiving measured values which receive a current of the electric motor, and means for determining the overload range on the basis of the measured values.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Recheneinheit weist Mittel zum Bestimmen von Extrempunkten im zeitlichen Verlauf der Messwerte auf.A further advantageous embodiment of the computing unit according to the invention has means for determining extreme points over time Readings on.
Es ist von Vorteil, wenn ein erfindungsgemäßes Verfahren und/oder eine erfindungsgemäße Recheneinheit in einem Kraftfahrzeug verwendet werden.It is advantageous if a method according to the invention and / or a Computing unit according to the invention be used in a motor vehicle.
Ein erfindungsgemäßes Computer- bzw. Mikroprozessorprogramm enthält Programmcodemittel, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer, einem Mikroprozessor oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere der erfindungsgemäßen Recheneinheit, ausgeführt wird.One Computer computer according to the invention or microprocessor program contains Program code means for carrying out the method according to the invention, when the program on a computer, a microprocessor or a corresponding arithmetic unit, in particular the arithmetic unit according to the invention, accomplished becomes.
Ein erfindungsgemäßes Computer- bzw. Mikroprozessorprogrammprodukt beinhaltet Programmcodemittel, die auf einem maschinen- bzw. computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen, wenn das Programmprodukt auf einem Computer, einem Mikroprozessor oder auf einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere der erfindungsgemäßen Recheneinheit, ausgeführt wird. Geeignete Datenträger sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.One Computer computer according to the invention or microprocessor program product includes program code means, stored on a machine or computer readable medium are to a method according to the invention to perform, if the program product on a computer, a microprocessor or on a corresponding arithmetic unit, in particular of the arithmetic unit according to the invention, accomplished becomes. Suitable media In particular, floppy disks, hard disks, flash memories, EEPROMs, CD-ROMs, etc. Also a Download a program via Computer networks (Internet, Intranet, etc.) is possible.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further Advantages and embodiments of the invention will become apparent from the Description and attached drawing.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The Invention is based on an embodiment schematically shown in the drawing and is below under Referring to the drawings described in detail.
Figurenbeschreibungfigure description
In
Der
zeitliche Verlauf
In
einem zweiten Bereich
In
einem letzten Bereich
In
Das
Verfahren beginnt in einem Verfahrensschritt
Anschließend prüft das Verfahren,
ob es sich um einen gültigen
Extrempunkt handelt, d.h. ob die Stromdifferenz des aktuellen zum
vorhergehenden Extrempunkt einen Schwellwert ΔI überschreitet und ob sich die
Art des aktuellen Extrempunkts von der Art des vorhergehenden Extrempunkts
unterscheidet. Dazu wird in einem Verfahrensschritt
Anschließend fährt das
Verfahren mit einem Schritt
In
dem Verfahrensschritt
In
dem Schritt
In
der Extrempunkttabelle
In
dem Verfahrensschritt
Im
Verfahrensschritt
Wird
keine Überlast
festgestellt, wird zurück zu
Schritt
In
In
einem Verfahrensschritt
Ist
hingegen der vorbestimmte Schwellwert erreicht, wird in einem Verfahrensschritt
In
einem Verfahrensschritt
Ist
die Zeitspanne hingegen kleiner als der vorbestimmte Schwellwert,
wird in einem Schritt
In
Der
zeitliche Verlauf
In
dem zeitlichen Verlauf
Beim
Durchführen
der Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
die anhand der
Erreicht
das Verfahren den Messpunkt
Anschließend wird
der Betrag der Stromdifferenz zwischen den Extrempunkten
Anschließend werden
die weiteren Messpunkte der Reihe nach charakterisiert, bis schließlich der
Messpunkt
Anschließend wird
das Verfahren weiter durchgeführt,
bis ein Messpunkt
Bei
der weiteren Durchführung
des Verfahrens wird als nächstes
der Messpunkt
Bei den bisher beschriebenen Schritten wird immer im Anschluss auf das Erkennen eines gültigen Extrempunkts überprüft, ob sich die Bremse bereits in einem Überlastbereich befindet.at The previously described steps will always follow the Detecting a valid extreme point verifies that the brake already in an overload range located.
Dazu wird zunächst die Anzahl der gültigen Extrempunkte mit einem vorbestimmten Schwellwert verglichen. Ist die Anzahl größer als der vorbestimmte Schwellwert, wird anschließend der Zeitraum bestimmt, in dem diese Extrempunkte aufgetreten sind, und wiederum mit einem vorbestimmten Schwellwert verglichen. Ist die Zeitdauer kleiner als der vorbestimmte Schwellwert, wird ein Überlastbereich erkannt und der Elektromotor angehalten.To will be first the number of valid extreme points compared with a predetermined threshold. Is the number greater than the predetermined threshold, then the period is determined in which these extreme points have occurred, and again with one predetermined threshold value compared. Is the duration smaller? as the predetermined threshold, an overload area is detected and the electric motor stopped.
Mittels der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann ein Überlastbereich einer elektrischen Bremse schnell, einfach und sicher bestimmt werden.through the described preferred embodiment of the invention can an overload range of one electric brake can be determined quickly, easily and safely.
In
Der
zeitliche Verlauf der Stromaufnahme
Nach
dem Starten des Motors zum Zeitpunkt t = 0 durchläuft der
zeitliche Verlauf der Stromaufnahme
Bis
zu einem nächsten
Maximum
Im
zeitlichen Verlauf der Stromaufnahme
Der Extrempunkt
The extreme point
Anschließend wird
der Extrempunkt
Das
darauf folgende Minimum
Der
nachfolgende Extrempunkt
Claims (11)
Priority Applications (2)
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DE200510060022 DE102005060022A1 (en) | 2005-12-15 | 2005-12-15 | Method for determining an overload range of an electric brake |
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