CZ20011835A3

CZ20011835A3 - Způsob řízení točivého momentu hřídele navíječe pásu, spřaľené s elektromotorem

Info

Publication number: CZ20011835A3
Application number: CZ20011835A
Authority: CZ
Inventors: Rolf Dürrstein; Cornelius Peter
Original assignee: Trw Automotive Electronics & Components Gmbh & Co.
Priority date: 2000-05-24
Filing date: 2001-05-24
Publication date: 2002-01-16
Also published as: DE10025611A1; EP1157904A2; EP1157904B1; ES2257355T3; JP2002002449A; CN1189348C; KR20010107667A; EP1157904A3; DE50108427D1; CN1324741A; JP3837035B2; BR0102108A; US20020011537A1; US6595453B2

Description

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká způsobu řízení točivého momentu hřídele navíječe pásu, spřažené s elektromotorem.

Dosavadní stav techniky

DE 100 18 972 popisuje navíječ pásu, jehož hřídel není ovládána vinutou pružinou, ale elektromotorem.

' 10

Elektromotor je s hřídelí navíječe spřažen prostřednictvím ozubeného řemenu. Pokud bude elektromotor napájen konstantním proudem, pak v důsledku tření a pracovního chodu ozubeného řemenu vzniká hystereze sil v pásu, které budou odlišné, když je pás odvíjen nebo navíjen.

Cílem předkládaného vynálezu je v podstatě vyloučit hysterezní síly, aby tlak vyvíjený pásem na tělo cestujícího ve vozidle byl udržován v podstatě konstantní.

Podstata vynálezu

U způsobu podle předkládaného vynálezu se točivý moment, který se vytváří na hřídeli navíječe pásu, která je spřažena s elektromotorem, řídí tím, že se detekuje směr otáčení hřídele a v závislosti na detekovaném směru otáčení se mění do elektromotoru přiváděný elektrický proud z první

5 hodnoty na druhou hodnotu, která se od první hodnoty liší o velikost, která postačuje pro kompenzaci hysterezních sil.

Aby se tedy přizpůsobila síla pásu, nastaví se do elektromotoru přiváděný elektrický proud tak, se ve směru navíjení zvyšuje a ve směru odvíjení snižuje, což má za následek v podstatě stejné točivé momenty na hřídeli navíječe pásu a tudíž stejné síly pásu, když je pás navíjen nebo odvíjen.

Podle výhodného provedení předkládaného vynálezu se rovněž detekuje klidový stav hřídele navíječe. Síly pásu, která je postačující k tomu, aby udržela konstantní vytaženou délku pásu, jsou menší než síly postačující pro odvíjení. Proto se pro kompenzaci menších sil přivádí do elektromotoru vyšší elektrický proud.

V nouzové situaci, když na vozidlo působí velké zpomalovací síly, se tělo cestujícího ve vozidle v důsledku na něj působících setrvačných sil pohybuje dopředu ze sedadla, přičemž pás se spoluvytahuje a odvíjí s rychlostí, která je vyšší než při normálním běžném pohybu cestujícího ve vozidle. Aby byl cestující ve vozidle ochráněn, musí být zamezeno rychlému odvíjení pásu.

Podle dalšího výhodného provedení předkládaného vynálezu se měří rychlost otáčení hřídele navíječe ve směru odvíjení a, jakmile je překročena předem stanovená prahová hodnota rychlosti otáčení, zvýší se odpor proti vytahování pásu tím, že se lineárně s rychlostí vytahování zvýší do elektromotoru přiváděný elektrický proud. Teprve až je dosažena druhý prahová hodnota rychlosti otáčení, která odpovídá prahové hodnotě elektrického proudu, aktivuje se mechanický blokovací mechanismus na navíječi pásu. Jinak se omezení pásu dosahuje pouze s pomocí elektromotoru.

Výhodné využití způsobu podle předkládaného vynálezu je u navíječe pásu typu, který má rám, v rámu otočně uloženou hřídel navíječe pásu a elektromotor spřažený s hřídeli přes

Φ φ Φ φ φ φ φ · φ · • · φ ·· φ ··· · · • ·· φ φ φ ·· φ φ φ · hnací řemen, přičemž se zjišťuje směr otáčení a proud elektromotoru se přizpůsobuje vždy podle zjištěného směru otáčení.

Předkládaný vynález bude v následujícím popisu blíže vysvětlen na příkladných provedeních ve spojení s odkazy na připojené výkresy.

Přehled obrázků na výkresech

Obr.l znázorňuje pohled v příčném řezu na naviječ pásu;

Obr. 2 znázorňuje schematickou ilustraci rozdílných sil pro odvíjení a navíjení pásu, což má za následek hysterezi; a

Obr. 3 znázorňuje schematickou ilustraci síly pásu jako funkce rychlosti odvíjení.

Příklady provedení vynálezu

Naviječ pásu zahrnuje rám 10., v rámu 10 otočně uloženou hřídel 12 pro přijetí pásu a bezkartáčový elektromotor 14 spřažený s hřídelí 12 přes hnací řemen 16. K hřídeli 12 je na straně protilehlé vzhledem k hnacímu řemenu 16 přiřazen mechanický blokovací mechanismus. Tento blokovací mechanismus zahrnuje rohatku 18., západku 20 a elektromagnet

22. V nouzové situaci se západka 20 řízeně uvede do záběru s vnějším ozubením rohatky 18., takže se zablokuje hřídel 12.

Navíječ pásu navíc propojovací desku 24., která je uložena ve skříni 26 elektromotoru 14 . Tato propojovací deska 24 je osazena elektronickým mikrořadičem, který obsahuje permanentní paměť (ROM), a rovněž Hallovými snímači pro řízení komutace motoru.

Když se elektromotor 14 provozuje v režimu s konstantním proudem, vytváří naviječ pásu konstantní točivý moment, který přes hnací řemen 16 ovládá hřídel 12 . Protože, když se pás odvíjí a navíjí, vyvolává tření a pracovní chod hnacího řemenu 16 vždy podle směru pohybu odlišné síly pásu, jsou v takovému pracovním režimu vytvářeny hysterezní jevy.

Tato situace je znázorněna na obr. 2, na kterém jsou síly f pásu vyneseny v závislosti na tom, zda pás je navíjen nebo odvíjen, jako funkce délky S vytažení, a tyto situace je podrobně vysvětlena níže ve spojení s odkazy na čísla uvedená na tomto obrázku, která mají následující význam:

Síla f_x je ideální silou odvíjení/navijení pásu v tom smyslu, že nemá žádnou hysterezi, to jest síla f_xpásu je nezávislá na směru pohybu pásu. Označíme-li hnací moment elektromotoru 14 jako M_Motor, točivý moment přenášený přes hnací řemen 16 na hřídel 12 jako M_tatrieb, točivý moment vyvolaný třením a pracovním chodem jako M_Reibung, sílu pásu jako f a rameno páky síly pásu, která vyvolává jako r, pak je rozdíl mezi silou f₂ a silou f₃ (které budou dále blíže vysvětleny) 2M_relbung/r a f₃ = (f₂ + f₃) /2, jak je znázorněno na obr. 2.

a 3 Pokud je udržován konstantní proud motoru, pak je síla f₂ pásu při odvíjení pásu větší než síla f₃ pásu při navíjení.

Hysterezní síly. Síla pásu klesá, když pás byl silou f₂ vytažen o délku S = b, na moment s menší silou f₃, se kterou je opět navíjen. Síla pásu skokově narůstá, když pás byl silou f₃ navinut o délku S = b - a, na moment s větší silou f₂, se kterou je opět odvíjen.

·· ·· ·· ···· · • 9 · · ♦ · · · ·· · • · ··· · · ·· · 99 · 9 ··· ·· ··· ·· • · · 9 · · · · · ·· ·· ·· · · ·· ··9··

Rovněž je zádržná síla, když je pás se silou f₂vytažen o určitou délku a potom je v této poloze držen, menší než síla f₂.

Řešení navržené podle předkládaného vynálezu zahrnuje za účelem vyloučení hysterezního jevu v podstatě následující dva kroky:

a) Zjišťování směru otáčení hřídele 12.

S pomocí Hallových snímačů pro řízení komutace motoru se detekuje směr otáčení hřídele 12. Přídavně se zjišťuje klidový stav pásu na naviječi pásu, když poslední změna Hallova impulzu je stabilní déle než přibližně jednu sekundu. V závislosti na směru otáčení se velikost do elektromotoru 14 přiváděného elektrického proudu nastaví následovně:

b) Nastavení velikosti proudu motoru, aby byl vyloučen hysterezní jev.

Aby se připravil točivý moment pro kompenzování hysterezního jevu způsobeného hnacím řemenem 16, musí být přizpůsoben proud motoru. To se podle předkládaného vynálezu dosahuje prostřednictvím modulace trvání pulzu. Hodnoty prvního proudu I₂motoru a druhého proudu I₃ motoru, které vytvářejí stejné síly pásu při navíjení a při odvíjení, byly stanoveny experimentálně.

Pokud je detekován odvíjecí pohyb pásu, nastaví se první, nižší proud I₂ motoru tím, že se přizpůsobí β

·· »4 ·· ·· ··· • 99 9 9 9 9 9 ·99

9 9 99 9 9 99 9 99

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99

9 9 9 9 9 9 9 9 9·

99 9 9 99 9 999 9 poměr modulace trvání pulzů. Takto nastavený proud I₂odpovídá požadované síle odvíjení pásu.

Pokud se ale na druhou stranu zjistí navíjecí pohyb pásu, zvýší se poměr modulace trvání pulzů na hodnotu, která odpovídá druhému, vyššímu proudu I₃motoru. Hodnoty proudů I₂ a I₃ se nastaví tak, že hysterezní síly vznikající v bodech a a b na obr. 2 budou do značné míry kompenzovány.

Proud motoru bude rovněž nastaven na vyšší hodnotu, když se zjistí klidový stav pásu.

Podle dalšího provedení předkládaného vynálezu může být pro vždy odlišné teploty T₃ uložena v paměti mikrořadiče množina hodnot proudů (I₂, Ι₃)_χ, aby tak byla zohledněna teplotní závislost pracovního chodu a třecích sil. Teplotní informace, které mikrořadič upozorňují, aby zvolil odpovídající množinu hodnot proudů (I₂, I₃)i,, takže bude v podstatě eliminován hysterezní jev, mohou být buď měřeny lokálně integrovaným NTC-termistorem nebo mohou být zjišťovány přes CAN-sběrnicové rozhraní.

Podle ještě dalšího provedeni předkládaného vynálezu se měří rychlost otáčení hřídele 12 při odvíjení, přičemž se velikost do elektromotoru 14 přiváděného elektrického proudu zvyšuje, když je překročena předem stanovená první prahová hodnota V_x rychlosti otáčení, jak je znázorněno na obr. 3. Proud I motoru se zvyšuje jako funkce rychlosti odvíjení pásu. Teprve když je dosaženo druhé prahové hodnoty V₂

• · · · · · · · · · ·· ·· ·· ·· ·· rychlosti otáčení,· aktivuje se mechanický blokovací mechanismus na naviječi pásu.

Jinak řečeno, nebude prováděno žádné omezeni pásu, když rychlost otáčení hřídele 12 při odvíjení je menší než prahová hodnota ν_:. Když změřené hodnota rychlosti otáčení hřídele 12 leží v rozmezí mezi prahovými hodnotami V₁ a V₂, pak se provádí omezení pásu pouze s pomocí elektromotoru 14. Leží-li rychlost otáčení nad prahovou hodnotou V₂, pak se aktivuje mechanický blokovací mechanismus.

Zastupuje :

?ίΧ - ^oo/

• 9		• 9		99		• 9	99
9	9	*	*		*	9 9	•	9	9 9
•	*	*99	*		9	··	*	•
*
9	9	9 ·	9		9	9 9	9	9
* 9		99		99		99	* 9		* *

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob řízení točivého momentu hřídele (12) naviječe pásu, spřažené s elektromotorem (14), vyznačující se tím, že při otáčení hřídele (12) se detekuje směr otáčení; podle detekovaného směru otáčení se nastavuje do elektromotoru (14) přiváděný proud z první hodnoty na druhou, ve smyslu kompenzace hysterezních sil od první hodnoty odlišnou hodnotu.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že při otáčení hřídele (12) ve směru navíjení se přivádí vyšší proud, než při otáčení ve směru odvíjení.
3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že se rovněž detekuje klidový stav hřídele (12) a rovněž při klidovém stavu hřídele (12) se přivádí vyšší proud.
4. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že nastavení hodnoty proudu probíhá se zřetelem na změřenou teplotu okolí.
5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že teplotní závislost hodnoty proudu se vyvolá z permanentní paměti.
6. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se detekuje rychlost otáčení hřídele (12) ve směru odvíjení a při překročení předem nastavené prahové hodnoty se zvýší do elektromotoru (14) přiváděný proud.
7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že do elektromotoru (14) přiváděný proud se zvyšuje s přibývající rychlostí otáčení hřídele (12).

Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že při dosažení předem nastavené prahové hodnoty do elektromotoru (14) přiváděného proudu se prostřednictvím elektromagnetu aktivuje mechanický blokovací mechanismus naviječe pásu.

9.

Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že elektromotor (14) je s hřídelem (12) spřažen přes hnací řemen (16).
10. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že detekce pohybu hřídele naviječe pásu probíhá nepřímo přes Hallovy snímače elektromotoru (14).
11. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že nastavení přiváděného proudu probíhá prostřednictvím modulace trvání pulzů.

Zastupuje :