DE102010043158A1 - Electromechanical actuatable motor car brake system, has electronic control unit providing support request to electrical power supply, and direct current motor that is switched off automatically using signal sent to electronic control unit - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Aktuatorsystem, insbesondere elektromechanisches Bremssystem mit den Merkmalen vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Betriebsverfahren dazu.The invention relates to an actuator system, in particular electromechanical brake system with the features of the preamble of
Eine elektromechanisch betätigbare Kraftfahrzeugbremse mit einem Aktuator ist grundsätzlich bekannt, und umfasst einen Elektromotor, der durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) anzusteuern ist. Die Fahrzeugbremse hat ein Betätigungselement (Bremskolben), der auf wenigstens einen Reibbelag wirkt und aus einer Ruhestellung in eine Betätigungsstellung verschiebbar ist, in der das Betätigungselement den Reibbelag gegen einen Reibring anlegt. Das Betätigungselement (Bremskolben) ist durch eine Elektromotor-Getriebeeinheit betätigbar. Der Reibbelag kann dadurch dosiert an einen Reibring angelegt werden.An electromechanically actuated motor vehicle brake with an actuator is basically known, and comprises an electric motor, which is to be controlled by an electronic control unit (ECU). The vehicle brake has an actuating element (brake piston), which acts on at least one friction lining and is displaceable from a rest position into an actuating position in which the actuating element applies the friction lining against a friction ring. The actuating element (brake piston) can be actuated by an electric motor-gear unit. The friction lining can thereby be metered applied to a friction ring.
Aktuatoren in Kraftfahrzeugen, insbesondere Aktuatoren zur Betätigung von Kraftfahrzeugbremsen, sind stark unterschiedlichen Beanspruchungen und Betriebstemperaturen ausgesetzt. Weil eine definierte Bestromung des Aktuators im Rahmen von einer zuspannkraftabhängige Steuerung oder Regelung des Aktuators von aktuellen Betriebsparametern abhängig ist, soll eine präzise Datenerfassung und Einbezug in der implementierten Regelstrategie erfolgen. Insbesondere ist eine elektrische Nennleistung eines Aktuatorsystems nicht ohne weiteres mit einer mechanischen Ausgangsleistung gleichzusetzen. Beispielsweise ist der elektrische Widerstand eines Aktuatorsystems eine temperaturabhängig veränderliche Größe, die sich aus Teilwiderständen nämlich einem Widerstand von Versorgungsleitungen zwischen Elektronikeinheit und Elektromotor sowie aus einem Widerstand eines Elektromotors zusammensetzt. Die erzielte mechanische Wellenausgangsleistung/Zuspannkraft des Aktuatorsystems ist folglich von der Temperatur abhängig, so dass insbesondere präzise Kenntnis von Temperatur und elektrischem Gesamtwiderstand des Systems hilfreich ist, um die Regelstrategie der Steuereinheit zu verbessern. Es ist zwar grundsätzlich denkbar, dass die Steuereinheit zu diesem Zweck eine allgemein verfügbare Information über eine Umgebungstemperatur von einem CAN-Bussystem vom Kraftfahrzeug abgreift. Diese Information wird grundsätzlich von einem Außentemperaturfühler des Kraftfahrzeugs geliefert und in das Bussystem eingespeist. Weil eine lokale Temperatur eines Elektromotors jedoch betriebszustandsabhängig stark von der allgemeinen Umgebungstemperatur abweichen kann, ist dieses Verfahren für eine präzise Bewertung des Gesamtsystems nicht ausreichend.Actuators in motor vehicles, in particular actuators for actuating motor vehicle brakes, are exposed to very different stresses and operating temperatures. Because a defined energization of the actuator in the context of a clamping force-dependent control or regulation of the actuator is dependent on current operating parameters, a precise data acquisition and inclusion in the implemented control strategy should take place. In particular, an electrical rating of an actuator system is not readily equated with a mechanical output. For example, the electrical resistance of an actuator system is a temperature-dependent variable, which is composed of partial resistors namely a resistance of supply lines between the electronics unit and the electric motor and a resistor of an electric motor. The achieved mechanical shaft output / clamping force of the actuator system is therefore dependent on the temperature, so that in particular precise knowledge of temperature and total electrical resistance of the system is helpful to improve the control strategy of the control unit. Although it is in principle conceivable that the control unit for this purpose picks up a generally available information about an ambient temperature of a CAN bus system from the motor vehicle. This information is basically supplied by an outside temperature sensor of the motor vehicle and fed into the bus system. However, because a local temperature of an electric motor can vary greatly depending on the operating state from the general ambient temperature, this method is not sufficient for a precise assessment of the overall system.
Zur Ermittlung einer Temperaturinformation von Elektromotoren ist es grundsätzlich bekannt, eine Aktuatortemperaturabschätzung – beispielsweise auf Grundlage von Einschaltfrequenz und/oder Einschaltdauer – jeweils in Abhängigkeit von der Zeit vorzusehen. Derartige Abschätzungen genügen den gestellten Anforderungen jedoch nicht. Eine zeitnahe, direkte und genaue Ermittlung des Gesamtwiderstands scheidet aus, weil die elektrischen Spulen ein zeitabhängiges Widerstandsverhalten aufweisen, das Bestimmungen oder Widerstandsmessungen unmittelbar nach dem Einschalten des Elektromotors prinzipbedingt verfälscht. Es ist deshalb vorgeschlagen worden, den Aktuator mit einem gesonderten Temperaturfühler zu versehen, der gesondert mit der Steuereinheit verbunden wird, was Herstellungskosten und Verkabelungsaufwand im Kraftfahrzeug erhöht.In order to determine a temperature information of electric motors, it is generally known to provide an actuator temperature estimation-for example based on switch-on frequency and / or switch-on duration-in each case as a function of time. However, such estimates do not meet the requirements. A timely, direct and accurate determination of the total resistance is ruled out because the electrical coils have a time-dependent resistance behavior, which falsifies determinations or resistance measurements immediately after switching on the electric motor by principle. It has therefore been proposed to provide the actuator with a separate temperature sensor, which is separately connected to the control unit, which increases manufacturing costs and wiring complexity in the motor vehicle.
Obwohl die Problematik vorrangig am Beispiel einer Temperaturerfassung geschildert worden ist, gilt die Datenerfassungs- und Datenübermittlungsproblematik grundsätzlich auch für andere Daten eines Aktuatorsystems, wie beispielsweise eine Drehzahl vom Elektromotor, eine Position, eine Zuspannkraft oder ähnliches mehr entsprechend.Although the problem has been described primarily with the example of a temperature detection, the data acquisition and data transmission problem generally applies to other data of an actuator system, such as a speed of the electric motor, a position, a clamping force or the like more.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Aktuatorsystem und ein verbessertes Betriebsverfahren für ein Aktuatorsystem bei reduziertem Hardwareaufwand bereitzustellen, und gleichzeitig eine verbesserte Systemfunktionalität unter Berücksichtigung von aktuell ermittelten oder gemessenen Aktuatorinformationen bei problematischer Bordnetzsituation zu ermöglichen.The invention is based on the object to provide an improved actuator system and an improved operating method for an actuator system with reduced hardware complexity, and at the same time to allow improved system functionality taking into account currently determined or measured actuator information in a problematic electrical system situation.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale vom Patentanspruch 1 gelöst. Demnach wird vorgeschlagen, dass ein Strom-Istwert mit einem oder mit mehreren abgespeicherten Strom-Sollwerten verglichen und bewertet wird, und dass die Steuereinheit in Abhängigkeit von der Bewertung wenigstens eine Unterstützungsanfrage an eine andere Energiequelle aussendet, falls der Istwert von dem, oder von den, Sollwert(en) abweichen sollte. Des Weiteren ist vorgesehen, dass der Gleichstrommotor im Wesentlichen zeitgleich mit einem ausgesendeten Unterstützungssignal automatisch, zumindest kurzzeitig, abgeschaltet wird. Im Unterschied zu dem nächstkommenden Stand der Technik wird also nicht einfach eine Stromvorgabe anders definiert, sondern es wird erfindungsgemäß das Verhalten des Aktuator bewertet, und es wird in Abhängigkeit von dieser Bewertung eine andere Energiequelle angefragt. Des Weiteren wird der Elektromotor des elektromechanischen Aktuators erfindungsgemäß – zumindest vorläufig – abgeschaltet.The object is solved by the characterizing features of
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung anhand der Zeichnung hervor. In der Zeichnung zeigt jeweils schematisch:Further details of the invention will become apparent from dependent claims in connection with the description with reference to the drawings. In the drawing shows each schematically:
Ein bekanntes Kraftfahrzeugbremssystem
Eine universelle Anwendung eines elektronisch angesteuerten Aktuators
Die
Zu Beginn befindet sich der Aktuator
Zum Zeitpunkt t5 erreicht die Stromaufnahme I den maximalen Strompegel Imax. Gleichzeit findet keine weitere Weg-Verschiebung bzw. Anlage von Bremsbelägen
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass während dem Zeitraum t0 bis t2 ein Strom-Istwert mit einem oder mit mehreren abgespeicherten Strom-Sollwerten verglichen und bewertet wird, und dass die Steuereinheit (
Das Unterstützungssignal kann demzufolge einer weiteren elektrischen Steuereinheit zur automatischen Betätigung von einem Motor-Pumpen-Aggregat MPA vom elektrohydraulischen Bremssystem zugeführt werden.The assistance signal can therefore be supplied to a further electrical control unit for automatic actuation of a motor-pump unit MPA from the electro-hydraulic brake system.
Der Eingriff der anderen Energiequelle wird vorteilhafterweise überwacht. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der eingesteuerte hydraulische Druck mit Hilfe von einem Drucksensor beobachtet wird. Im Anschluss an den Eingriff der anderen Energiequelle ist vorgesehen, dass der Gleichstrommotor
Es versteht sich, dass der Aktuator
Ganz grundsätzlich ist die Erfindung jedoch für das Energiemanagment bei jedwedem Aktuator oder elektromechanisch betätigbaren Fahrzeugbremsen prinzipiell geeignet.In principle, however, the invention is in principle suitable for the energy management in any actuator or electromechanically actuated vehicle brakes.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- KraftfahrzeugbremssystemAutomotive brake system
- 2, 32, 3
- Reibpartner (Reibbelag)Friction partner (friction lining)
- 44
- Reibpartner (Bremsscheibe/Reibring)Friction partner (brake disk / friction ring)
- 55
- Aktuatoractuator
- 66
- Datenleitungdata line
- 77
- Versorgungsleitungsupply line
- 88th
- Elektronikeinheit (Aktuator)Electronic unit (actuator)
- 99
- Elektronikeinheit (ECU)Electronic unit (ECU)
- 1010
- Steuereinheit (ECU)Control unit (ECU)
- 1111
- Entstörmittelnoise suppressors
- 1212
- Versorgungsleitungsupply line
- 1313
- Hydraulikleitunghydraulic line
- 1414
- Betätigungsschalteractuating switch
- 1515
- Spannungsversorgungpower supply
- 20–2420-24
- Markierungspunktemarkers
- 2828
- Elektromotorelectric motor
- MPAMPA
- Motor Pumpen AggregatMotor pumping unit
- II
- Stromelectricity
- nn
- Drehzahl (Aktuatoraktivität)Speed (actuator activity)
- tt
- ZeitTime
- t0 bis tit0 to ti
- Zeitpunkttime
- SS
- Sensorsensor
- νν
- Temperaturtemperature
- FF
- Zuspannkraftclamping force
- ss
- Wegpath
- UU
- Spannungtension
- GG
- Getriebetransmission
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10361042 B3 [0006] DE 10361042 B3 [0006]
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