DE102018130764A1 - Method for reducing the power consumption of a parking lock actuator - Google Patents

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DE102018130764A1
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Daniel Horn
Utku Karakas
Martin Zimmermann
Tim Herrmann
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung einer Leistungsaufnahme eines Parksperrenaktors, welcher von einer Leistungselektronik, die von einem Mikrocontroller angesteuert wird, mit einem Strom versorgt wird, wobei die Leistungselektronik und der Mikrocontroller eine Leistungseinheit bilden. Bei einem Verfahren, bei welchem die Leistungsaufnahme des Parksperrenaktors reduziert wird, wird der Parksperrenaktor in einen Niedrigleistungsmodus versetzt, aus welchem er in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit zurückgeholt wird.The invention relates to a method for reducing the power consumption of a parking lock actuator, which is supplied with current by power electronics which are controlled by a microcontroller, the power electronics and the microcontroller forming a power unit. In a method in which the power consumption of the parking lock actuator is reduced, the parking lock actuator is put into a low-power mode, from which it is retrieved depending on a vehicle speed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung einer Leistungsaufnahme eines Parksperrenaktors, welcher von einer Leistungselektronik, die von einem Mikrocontroller angesteuert wird, mit einem Strom versorgt wird, wobei die Leistungselektronik und der Mikrocontroller eine Leistungseinheit bilden.The invention relates to a method for reducing the power consumption of a parking lock actuator, which is supplied with current by power electronics which are controlled by a microcontroller, the power electronics and the microcontroller forming a power unit.

Fahrzeuge weisen normalerweise eine Parksperre auf, die über eine Parkklinke und ein Parksperrenrad verfügt. Durch Einrasten der Parksperre in eine Zahnlücke des Parksperrenrades wird ein Formschluss zwischen dem Antriebsstrang des Fahrzeuges und dem Getriebegehäuse hergestellt. Somit ist das Fahrzeug abgesichert. Durch Auslegen der Parkklinke aus der Zahnlücke ist der Antriebsstrang des Fahrzeuges und somit das Fahrzeug entsperrt. Eine solche Parksperre ist beispielhaft aus der DE 102 59 893 A1 bekannt.Vehicles usually have a parking lock, which has a parking pawl and a parking lock wheel. By engaging the parking lock in a tooth gap of the parking lock wheel, a positive connection between the drive train of the vehicle and the transmission housing is produced. The vehicle is thus secured. By removing the parking pawl from the tooth gap, the drive train of the vehicle and thus the vehicle are unlocked. Such a parking lock is exemplary from the DE 102 59 893 A1 known.

Darüber hinaus ist es bekannt, dass der Parksperrenaktor eine Powermanagement-integrierte Einheit aufweist, in welcher eine Leistungseinheit und ein Mikrocontroller integriert sind. Allein aufgrund der Verlustleistung der Leistungseinheit ohne Motorbewegung überschreitet die Siliziumtemperatur des Mikrocontrollers und der Leistungseinheit, bei maximalen Umgebungstemperaturen eine zulässige Obergrenze. Diese Erwärmung wird über eine thermische Anbindung der Elektronik an ein Metallgehäuse abgeleitet.In addition, it is known that the parking lock actuator has a power management integrated unit in which a power unit and a microcontroller are integrated. The silicon temperature of the microcontroller and the power unit exceeds a permissible upper limit at maximum ambient temperatures solely due to the power unit's power loss without motor movement. This heating is derived via a thermal connection of the electronics to a metal housing.

In bestimmten Fällen kann die Selbsterwärmung der Leistungseinheit und des Mikrocontrollers aufgrund einer hohen Stromaufnahme im Betriebsmodus des Parksperrenaktors die jeweilige Junction-Temperatur der Bauteile überschreiten.In certain cases, the self-heating of the power unit and the microcontroller can exceed the respective junction temperature of the components due to a high current consumption in the operating mode of the parking lock actuator.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reduzierung einer Leistungsaufnahme eines Parksperrenaktors anzugeben, bei welchem die Stromaufnahme reduziert wird und so die Eigenerwärmung der Leistungseinheit und des Mikrocontrollers verringert wird.The invention has for its object to provide a method for reducing the power consumption of a parking lock actuator, in which the current consumption is reduced and thus the self-heating of the power unit and the microcontroller is reduced.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Parksperrenaktor in einen Niedrigleistungsmodus versetzt wird, aus welchem er in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit zurückgeholt wird. Dies hat den Vorteil, dass der Parksperrenaktor nur zu Beginn und am Ende der Fahrt des Fahrzeuges betätigt wird. Während sich das Fahrzeug bewegt, darf die Parkklinke nicht einraste, weshalb der Parksperrenaktor nicht aktiviert wird. Dadurch, dass der Parksperrenaktor in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit in einen Niedrigleistungsmodus versetzt wird, wird die Verlustleistung der kritischen Bauteile, wie Mikrocontroller und Leistungseinheit, deutlich reduziert, weshalb die Bauteiltemperaturgrenzen eingehalten werden können.According to the invention, the object is achieved in that the parking lock actuator is put into a low-power mode, from which it is retrieved as a function of a vehicle speed. This has the advantage that the parking lock actuator is only actuated at the beginning and at the end of the journey of the vehicle. The parking pawl must not engage while the vehicle is moving, which is why the parking lock actuator is not activated. The fact that the parking lock actuator is put into a low-power mode as a function of the vehicle speed significantly reduces the power loss of the critical components, such as the microcontroller and power unit, which is why the component temperature limits can be maintained.

Vorteilhafterweise wird ein Wake-up-Timer in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt. Dies erfolgt durch den Mikrocontroller, welcher die Fahrzeuggeschwindigkeit misst und somit den Zeitraum für den Niedrigleistungsmodus vorgibt.A wake-up timer is advantageously set as a function of the vehicle speed. This is done by the microcontroller, which measures the vehicle speed and thus specifies the period for the low-power mode.

In einer Ausgestaltung wird der Mikrocontroller in einen Sleep-Mode versetzt, aus welchem dieser nach Ablauf des Wake-up-Timers zurückgeholt wird. Während des Sleep-Modes wird davon ausgegangen, dass das Fahrzeug sich in Fahrt befindet und somit keine Aktivierung des Parksperrenaktors notwendig ist. Erst wenn aus der Fahrzeuggeschwindigkeit darauf geschlossen wird, dass ein Stillstand des Fahrzeuges bevorsteht, wird der Mikrocontroller automatisch durch den Wake-up-Timer geweckt.In one embodiment, the microcontroller is put into a sleep mode, from which it is retrieved after the wake-up timer has expired. During sleep mode, it is assumed that the vehicle is in motion and therefore no activation of the parking lock actuator is necessary. The microcontroller is only automatically woken up by the wake-up timer if the vehicle speed indicates that the vehicle is about to come to a standstill.

In einer Variante bleibt der Mikrocontroller unterhalb einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit aktiv. Damit wird sichergestellt, dass der Mikroprozessor den Parksperrenaktor immer betätigen kann, wenn ein Stillstand des Fahrzeuges bevorsteht.In one variant, the microcontroller remains active below a predetermined vehicle speed. This ensures that the microprocessor can always operate the parking lock actuator when the vehicle is about to come to a standstill.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figur näher erläutert werden.The invention permits numerous embodiments. One of these will be explained in more detail with reference to the figure shown in the drawing.

Es zeigt:

  • 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
It shows:
  • 1 an embodiment of the method according to the invention.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, welches im Block 100 gestartet wird. Im Block 110 wird ein Mikrocontroller einer die Parksperre ansteuernden Powermanagementeinheit in einen Normalbetrieb versetzt. Anschließend wird im Block 120 geprüft, ob sich das Fahrzeug in Bewegung befindet. Ist dies nicht der Fall, wird zum Block 110 zurückgegangen. Wird im Block 120 festgestellt, dass das Fahrzeug sich bewegt, wird geprüft, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit v größer als ein vorgegebener Schwellwert S ist (Block 130). Ist dies nicht der Fall, wird zum Block 110 zurückgegangen. Überschreitet die Fahrzeuggeschwindigkeit v den Schwellwert S im Block 130, so wird im Block 140 ein Wake-up-Timer in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit v eingestellt. Je schneller das Fahrzeug fährt, desto länger darf das Time-out tWAKE , welches durch den Wake-up-Timer vorgegeben wird, sein. Anschließend wird im Block 150 der Mikrocontroller in einen Sleep-Mode versetzt, da aufgrund der Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit festgestellt wurde, dass das Fahrzeug sich in Fahrt befindet und eine Aktuierung des Parksperrenaktors nicht notwendig ist. Nach Ablauf des Wake-up-Timers wird der Mikrocontroller automatisch geweckt und ist wieder aktiv, um seine Peripherie bzw. die auf einem CAN-Bus anliegenden Botschaften, unter anderem die Fahrzeuggeschwindigkeit, zu analysieren. In Abhängigkeit von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit beginnt der Ablauf des beschriebenen Verfahrens von vorne.In 1 An embodiment of the method according to the invention is shown, which in block 100 is started. In the block 110 a microcontroller of a power management unit controlling the parking lock is put into normal operation. Then in the block 120 checked whether the vehicle is in motion. If this is not the case, it becomes a block 110 declined. Will be in the block 120 determined that the vehicle is moving, it is checked whether the vehicle speed v greater than a predetermined threshold S is (block 130 ). If this is not the case, it becomes a block 110 declined. Exceeds the vehicle speed v the threshold S in the block 130 , so in the block 140 a wake-up timer depending on the vehicle speed v set. The faster the vehicle travels, the longer the time-out may take t WAKE , which is specified by the wake-up timer. Then in the block 150 the microcontroller is put into sleep mode, since it was determined on the basis of the measurement of the vehicle speed that the vehicle is in motion and actuation of the parking lock actuator is not necessary. After the wake-up timer has expired, the microcontroller is automatically woken up and is active again around its periphery or the to analyze messages on a CAN bus, including the vehicle speed. Depending on the current vehicle speed, the process described begins again.

Unterhalb einer Mindestgeschwindigkeit des Fahrzeuges bleibt der Mikrocontroller aktiv. Zusätzlich ist es möglich, den Mikrocontroller auch über den CAN-Bus mittels eines Receive-Interrupts zu wecken, was in Abhängigkeit von der Systemarchitektur erfolgen kann.The microcontroller remains active below a minimum speed of the vehicle. It is also possible to wake up the microcontroller via the CAN bus using a receive interrupt, which can be done depending on the system architecture.

Mit dem vorgeschlagenen Verfahren wird der Time-out tWAKE des Wake-up-Timers nach folgender Formel berechnet: t WAKE = 2 * s / v ,

Figure DE102018130764A1_0001
wobei s den Anhalteweg bei einer Vollbremsung des Fahrzeuges und v die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt.With the proposed method, the time-out t WAKE of the wake-up timer is calculated using the following formula: t WAKE = 2nd * s / v ,
Figure DE102018130764A1_0001
where s is the stopping distance when the vehicle brakes fully and v represents the current vehicle speed.

In einer beispielhaften Berechnung der Anhaltezeit s des Fahrzeuges werden bei der mittleren Geschwindigkeit von 30 km/h etwa 8,3 m/s zurückgelegt. Daraus ergibt sich ein Anhalteweg s bei einer Vollbremsung von 9 m. Die Anhaltezeit beträgt dabei 2,16 s. Ein sich daraus ergebendes Aktiv-/Pause-Verhältnis beträgt 1:20, was bedeutet, dass der Mikrocontroller nur etwa 5% der kompletten Zeit aktiv sein muss, wodurch die Leistungsaufnahme stark des Parksperrenaktors reduziert wird.In an exemplary calculation of the stopping time s of the vehicle, approximately 8.3 m / s are covered at the average speed of 30 km / h. This results in a stopping distance s at full braking of 9 m. The stopping time is 2.16 s. The resulting active / pause ratio is 1:20, which means that the microcontroller only has to be active for about 5% of the total time, which greatly reduces the power consumption of the parking lock actuator.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 10259893 A1 [0002]DE 10259893 A1 [0002]

Claims (4)

Verfahren zur Reduzierung einer Leistungsaufnahme eines Parksperrenaktors, welcher von einer Leistungselektronik, die von einem Mikrocontroller angesteuert wird, mit einem Strom versorgt wird, wobei die Leistungselektronik und der Mikrocontroller eine Leistungseinheit bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Parksperrenaktor in einen Niedrigleistungsmodus versetzt wird, aus welchem er in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit zurückgeholt wird.Method for reducing the power consumption of a parking lock actuator, which is supplied with current by power electronics which are controlled by a microcontroller, the power electronics and the microcontroller forming a power unit, characterized in that the parking lock actuator is switched to a low-power mode, from which it is retrieved depending on a vehicle speed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wake-up-Timer in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit gestellt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a wake-up timer is set depending on the vehicle speed. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrocontroller in einen Sleep-Mode versetzt wird, aus welchem dieser nach Ablauf des Wake-up-Timers zurückgeholt wird.Procedure according to Claim 1 or 2nd , characterized in that the microcontroller is put into a sleep mode, from which it is retrieved after the wake-up timer has expired. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrocontroller unterhalb einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit aktiv bleibt.Procedure according to Claim 1 , 2nd or 3rd , characterized in that the microcontroller remains active below a predetermined vehicle speed.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10259893A1 (en) 2001-12-27 2003-07-17 Luk Lamellen & Kupplungsbau Actuating parking lock of automated gearbox, involves activating parking lock by means of gear selector for automatic gearbox with vehicle stationary or moving at low speed

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10259893A1 (en) 2001-12-27 2003-07-17 Luk Lamellen & Kupplungsbau Actuating parking lock of automated gearbox, involves activating parking lock by means of gear selector for automatic gearbox with vehicle stationary or moving at low speed

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