DE102014212604A1 - Start-up test of an electric motor - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Erkennen eines Anlaufs eines Elektromotors (40) offenbart, umfassend: – Bestimmen einer Drehzahl (ωmech) des Elektromotors (40) basierend auf einem vom Elektromotor (40) abgegebenen mechanischen Drehmoment (48) nach einer vorbestimmten Anlaufzeit (TAnlauf), – Bestimmen einer Drehzahl (ωelek) des Elektromotors (40) basierend auf einer elektrischen Energieversorgung (58) des Elektromotors (40) nach der vorbestimmten Anlaufzeit (TAnlauf), und – Erkennen des Anlaufs des Elektromotors (40) basierend auf einer Gegenüberstellung der mechanisch bestimmten Drehzahl (ωmech) und der elektrisch bestimmten Drehzahl (ωelek).A method for detecting a start-up of an electric motor (40) is disclosed, comprising: determining a rotational speed (ωmech) of the electric motor (40) based on a mechanical torque (48) output by the electric motor (40) after a predetermined start-up time (TAnlauf) Determining a rotational speed (ωelek) of the electric motor (40) based on an electric power supply (58) of the electric motor (40) after the predetermined startup time (TAnlauf), and detecting the startup of the electric motor (40) based on a comparison of the mechanical certain speed (ωmech) and the electrically determined speed (ωelek).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Feststellbremse eines Fahrzeuges mit der Feststellbremse und einer Betriebsbremse, eine Steuervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und die Feststellbremse.The invention relates to a method for controlling a parking brake of a vehicle with the parking brake and a service brake, a control device for carrying out the method and the parking brake.

Aus der WO 2004 / 054 862 A1 ist eine über einen Elektromotor schließbare Feststellbremse für ein Fahrzeug bekannt.From the WO 2004/054 862 A1 is a closable via an electric motor parking brake for a vehicle known.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung die bekannte Feststellbremse zu verbessern.It is an object of the present invention to improve the known parking brake.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object is solved by the features of the independent claims. Preferred developments are the subject of the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Erkennen eines Anlaufs eines Elektromotors die Schritte Bestimmen der Drehzahl des Elektromotors basierend auf einem Elektromotor abgegebenen mechanischen Drehmoment nach einer vorbestimmten Anlaufzeit, Bestimmen der Drehzahl des Elektromotors basierend auf einer elektrischen Energieversorgung des Elektromotors nach der vorbestimmten Anlaufzeit und Erkennen des Anlaufs des Elektromotors basierend auf einer Gegenüberstellung der mechanisch ermittelten Drehzahl und der elektrisch ermittelten Drehzahl.According to one aspect of the invention, a method of detecting a startup of an electric motor includes the steps of determining the rotational speed of the electric motor based on an electric motor output mechanical torque after a predetermined startup time, determining the rotational speed of the electric motor based on an electric power supply of the electric motor after the predetermined startup time and Detecting the start of the electric motor based on a comparison of the mechanically determined speed and the electrically determined speed.

Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass insbesondere in sicherheitsrelevanten Anwendungen festgestellt werden sollte, ob sich ein mit elektrischer Energie versorgter Elektromotor tatsächlich dreht und damit angelaufen ist, oder nicht. Beispielsweise kann so überprüft werden, ob in einer über den Elektromotor schließbaren Feststellbremse, wie der eingangs genannten Feststellbremse, ob die Feststellbremse über den Elektromotor auch tatsächlich geschlossen wird oder nicht.The invention is based on the consideration that, in particular in safety-relevant applications, it should be ascertained whether or not an electric motor supplied with electrical energy actually rotates and thus has started up. For example, it can be checked whether in a closable via the electric motor parking brake, such as the aforementioned parking brake, whether the parking brake on the electric motor is actually closed or not.

Gewöhnlich wird an einen Elektromotor eine Versorgungsspannung angelegt, die dann zu einem Stromfluss im Elektromotor führt. Befindet sich der Elektromotor aber im Leerlauf, dann ist der Stromfluss im Elektromotor so klein, dass sich allein hieraus keinerlei gesicherte Aussage darüber treffen lässt, ob der Elektromotor angelaufen ist, oder nicht. Insbesondere bei einer Feststellbremse befindet sich der Elektromotor jedoch zunächst im Leerlauf, weil der Elektromotor zunächst das Lüftspiel zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe schließen muss, bevor der Bremsbelag an die Bremsscheibe angedrückt wird, was dann zu einem messbaren Laststrom führt. Ob sich der Elektromotor dreht und damit angelaufen ist, sollte jedoch bereits vorher erkannt werden.Usually, a supply voltage is applied to an electric motor, which then leads to a current flow in the electric motor. However, if the electric motor is idling, then the current flow in the electric motor is so small that it alone can not make any reliable statement as to whether the electric motor has started or not. However, especially with a parking brake, the electric motor is initially idle, because the electric motor must first close the clearance between brake pad and brake disc before the brake pad is pressed against the brake disc, which then leads to a measurable load current. However, whether the electric motor rotates and has started up should already be detected beforehand.

Daher wird im Rahmen des angegebenen Verfahrens vorgeschlagen, die Drehzahl des Elektromotors einmal auf mechanische Weise und einmal auf elektrische Weise zu bestimmen und die mechanisch bestimmte Drehzahl mit der elektrisch bestimmten Drehzahl zu vergleichen. Dabei ist die elektrisch bestimmte Drehzahl die Drehzahl, die sich durch Betrachtung der elektrischen Zusammenhänge ergibt. Demgegenüber ist die mechanisch bestimmte Drehzahl die Drehzahl, die sich durch die Betrachtung der mechanischen Zusammenhänge ergibt.Therefore, it is proposed in the context of the specified method to determine the speed of the electric motor once in a mechanical manner and once in an electrical manner and to compare the mechanically determined speed with the electrically determined speed. Here, the electrically determined speed is the speed that results from consideration of the electrical relationships. In contrast, the mechanically determined speed is the speed that results from the consideration of the mechanical relationships.

Beide Drehzahlen sollten im lastfreien Zustand eigentlich annähernd gleich sein. Dies kann zur Erkennung des Anlaufs des Elektromotors dahingehend genutzt werden, dass zu Anlaufprüfung des Elektromotors geprüft werden kann, ob sich die mechanisch bestimmte Drehzahl gemeinsam mit der elektrisch bestimmten Drehzahl verändert oder nicht. Dies erfolgt durch einen Vergleich der beiden Drehzahlen im Rahmen der Gegenüberstellung in dem genannten Verfahren. Die Gegenüberstellung kann dabei beliebig ausgebildet sein. Beispielsweise könnte der Drehzahlverlauf der mechanisch bestimmten Drehzahl während der Anlaufzeit mit dem Drehzahlverlauf der elektrisch bestimmten Drehzahl basierend auf einer Korrelation der beiden Verläufe verglichen werden. Weitere Möglichkeiten werden weiter unten angegeben.Both speeds should be almost equal in the no-load condition. This can be used to detect the startup of the electric motor to the effect that can be tested to startup test of the electric motor, whether the mechanically determined speed changes together with the electrically determined speed or not. This is done by comparing the two speeds in the context of the comparison in the said method. The juxtaposition can be designed as desired. For example, the speed curve of the mechanically determined speed during the startup time could be compared with the speed profile of the electrically determined speed based on a correlation of the two courses. Further options are given below.

Daher kann im Rahmen des angegebenen Verfahrens sicher erkannt werden, ob ein mit elektrischer Energie versorgter Elektromotor angelaufen ist oder nicht. Besonders effizient lässt sich das angegebene Verfahren an Gleichstrommotoren nutzen.Therefore, it can be reliably recognized within the specified method whether or not an electric motor supplied with electric power has started. The specified method can be used particularly efficiently on DC motors.

In einer Weiterbildung des angegebenen Verfahrens wird die mechanisch bestimmte Drehzahl basierend auf einem Verlauf des vom Elektromotor abgegebenen mechanischen Drehmoments während der Anlaufzeit geschätzt. In das mechanische Drehmoment geht das Produkt aus der Massenträgheit der zu beschleunigenden Masse, also dem Läufer und der Winkelbeschleunigung des Läufers ein. Gleichzeitig kann das mechanische Drehmoment auch basierend auf dem zugeführten elektrischen Strom und der Motorkonstante bestimmt werden. Damit lassen sich durch Integrieren der Winkelbeschleunigung des Läufers des Elektromotors während der Anlaufzeit seine Winkelgeschwindigkeit und damit die Drehzahl mechanisch bestimmten.In a further development of the specified method, the mechanically determined rotational speed is estimated based on a course of the mechanical torque output by the electric motor during the starting time. In the mechanical torque, the product of the inertia of the mass to be accelerated, so the rotor and the angular acceleration of the rotor enters. At the same time that can mechanical torque also be determined based on the supplied electric current and the motor constant. This can be determined mechanically by integrating the angular acceleration of the rotor of the electric motor during the startup time its angular velocity and thus the speed.

In einer besonderen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens kann das vom Elektromotor abgegebene mechanische Drehmoment ein vom Elektromotor aufgebrachtes mechanisches Drehmoment sein, das beispielsweise in der zuvor genannten Weise über den zugeführten elektrischen Strom und die Motorkonstante geschätzt werden kann. Dieses vom Elektromotor aufgebrachte mechanische kann dann um ein vom Elektromotor zu überwindendes geschätztes Reibmoment bereinigt werden, um die mechanische Bestimmung der Drehzahl zu präzisieren.In a particular embodiment of the specified method, the mechanical torque output by the electric motor can be a mechanical torque applied by the electric motor, which can be estimated, for example, in the aforementioned manner via the supplied electric current and the motor constant. This applied by the electric motor mechanical can then be adjusted by an electric motor to be overcome estimated friction torque to specify the mechanical determination of the speed.

Dabei sollte das geschätzte Reibmoment in einer bevorzugten Weiterbildung des angegebenen Verfahrens kleiner gewählt werden, als das tatsächliche vom Elektromotor zu überwindende Reibmoment. Dieser Weiterbildung liegt die Überlegung zugrunde, dass die Reibung und damit das die Reibung überwindende Reibmoment nicht bekannt sind und damit nur geschätzt werden können. Um hier die Auswirkungen des Schätzfehlers so gering wie möglich zu halten, wird als geschätztes Reibmoment ein kleineres Reibmoment angenommen, als das tatsächlich vorliegende, um eine sinnvolle technische Auswertung zu ermöglichen.In this case, the estimated friction torque should be selected smaller in a preferred embodiment of the specified method, as the actual frictional torque to be overcome by the electric motor. This development is based on the consideration that the friction and thus the friction overcoming friction torque are not known and can therefore only be estimated. In order to keep the effects of the estimation error as low as possible, a smaller frictional torque is assumed as the estimated frictional torque, than the actually existing one, in order to enable a meaningful technical evaluation.

In einer anderen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens wird die elektrisch bestimmte Drehzahl basierend auf einem mathematischen Modell des Elektromotors berechnet. Das mathematische Modell kann beispielsweise ein bekanntes Motormodell beliebigen Detailgrades sein, wie sie für die einzelnen Motortypen bekannt sind. Dieses Motormodell resultiert unmittelbar in die elektrisch bestimmte Drehzahl an dem Zeitpunkt, zu dem der Anlauf des Elektromotors erkannt werden soll.In another development of the specified method, the electrically determined rotational speed is calculated on the basis of a mathematical model of the electric motor. For example, the mathematical model may be a known engine model of any degree of detail known to the individual engine types. This engine model results directly in the electrically determined speed at the time at which the start of the electric motor is to be detected.

Um den Anlauf letztendlich zu erkennen kann die Gegenüberstellung in beliebiger Weise ausgewertet werden. Im Rahmen einer weiteren Weiterbildung des angegebenen Verfahrens kann dazu zum Erkennen des Anlaufs des Elektromotors die der mechanisch bestimmten Drehzahl gegenübergestellte elektrisch bestimmte Drehzahl gegeneinander plausibilisiert werden. Wenn beispielsweise die oben genannte Korrelation der beiden Drehzahlverläufe als Gegenüberstellung zugrunde liegt, kann die Plausibilisierung beispielsweise dahingehend stattfinden, ob die beiden Drehzahlverläufe tatsächlich miteinander korrelieren oder nicht.To finally detect the startup, the comparison can be evaluated in any way. In the context of a further development of the specified method, the electrically determined rotational speed, which is compared with the mechanically determined rotational speed, can be made plausible against each other for detecting the startup of the electric motor. If, for example, the above-mentioned correlation of the two speed curves is the basis for a comparison, the plausibility check can take place, for example, as to whether the two speed curves actually correlate with one another or not.

In einer alternativen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens kann beim Gegenüberstellen der mechanisch bestimmten Drehzahl und der elektrisch bestimmten Drehzahl geprüft werden, ob die mechanisch bestimmte Drehzahl eine von der elektrisch bestimmten Drehzahl abhängige Schwelle übersteigt. Anhand dieser Schwelle kann messtechnisch in einfacher Weise ausgewertet werden, ob sich aus der Gegenüberstellung beider Drehzahlverläufe der Anlauf des Elektromotors plausibel ergibt.In an alternative development of the specified method can be checked when facing the mechanically determined speed and the electrically determined speed, whether the mechanically determined speed exceeds a dependent of the electrically determined speed threshold. On the basis of this threshold can be evaluated metrologically in a simple manner, whether it is plausible from the juxtaposition of both speed curves of the start of the electric motor.

Besonders bevorzugt sollte die Schwelle dabei von dem oben genannten geschätzten Reibmoment abhängig sein. Auf diese Weise kann ein durch das bewusst zu klein geschätzte Reibmoment vorhandener Fehler über die Schwelle bei der Plausibilisierung kompensiert werden.Particularly preferably, the threshold should be dependent on the above-mentioned estimated friction torque. In this way, it is possible to compensate for an error that exists through the intentionally undersized friction torque beyond the threshold during the plausibility check.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Steuervorrichtung ausgebildet, eines der zuvor genannten Verfahren auszuführen.According to a further aspect of the invention, a control device is designed to carry out one of the aforementioned methods.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die angegebene Vorrichtung einen Speicher und einen Prozessor auf. Dabei ist das angegebene Verfahren in Form eines Computerprogramms in dem Speicher hinterlegt und der Prozessor zur Ausführung eines der zuvor genannten Verfahren vorgesehen, wenn das Computerprogramm aus dem Speicher in den Prozessor geladen ist.In a development of the invention, the specified device has a memory and a processor. The specified method is stored in the form of a computer program in the memory and the processor is provided for carrying out one of the aforementioned methods when the computer program is loaded from the memory into the processor.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Feststellbremse zum Blockieren einer Bewegung eines Fahrzeuges mit einer Betriebsbremse im Stillstand eine angegebene Steuervorrichtung.According to a further aspect of the invention, a parking brake for blocking a movement of a vehicle with a service brake at a standstill comprises a specified control device.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Fahrzeug eine angegebene Feststellbremse.According to another aspect of the invention, a vehicle includes a specified parking brake.

Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines der angegebenen Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer der angegebenen Steuervorrichtungen ausgeführt wird.The invention also relates to a computer program comprising program code means for carrying out all the steps of one of the stated methods when the computer program is executed on a computer or one of the specified control devices.

Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode enthält, der auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, eines der angegebenen Verfahren durchführt. The invention also relates to a computer program product containing a program code stored on a computer-readable medium and which, when executed on a data processing device, performs one of the specified methods.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei:The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the exemplary embodiments, which are explained in more detail in conjunction with the drawings, in which:

1 eine Prinzipdarstellung eines Fahrzeuges mit einer Betriebsbremse und einer Feststellbremse, 1 a schematic diagram of a vehicle with a service brake and a parking brake,

2 eine perspektivische Ansicht der Feststellbremse aus 1, und 2 a perspective view of the parking brake 1 , and

3 ein Schaltbild der Feststellbremse aus 2 zeigen. 3 a circuit diagram of the parking brake 2 demonstrate.

In den Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben.In the figures, the same technical elements are provided with the same reference numerals and described only once.

Es wird auf 1 Bezug genommen, die eine Prinzipdarstellung eines Fahrzeuges 2 mit einer Betriebsbremse 4 und einer Feststellbremse 6 zeigt.It will open 1 Reference is made to a schematic diagram of a vehicle 2 with a service brake 4 and a parking brake 6 shows.

Das Fahrzeug 2 weist ein Chassis 8 auf, das auf einer nicht weiter dargestellten Straße auf vier Rädern 10 über einen nicht weiter dargestellten Motor angetrieben rollen kann. An den einzelnen Räder 10 sind in der vorliegenden Ausführung Bremsscheiben 12 drehfest befestigt, an denen noch zu beschreibende drehfest zum Chassis 8 befestigte Bremseffektoren angreifen können, um die Räder 10 in einer an sich bekannten Weise zu blockieren und das Fahrzeug 2 aus der Fahrt heraus abzubremsen oder im Stillstand festzuhalten.The vehicle 2 has a chassis 8th on, on a road not shown on four wheels 10 can be driven driven by a motor, not shown. At the individual wheels 10 are brake discs in the present embodiment 12 non-rotatably attached, to those still to be described rotatably to the chassis 8th attached brake effectors can attack the wheels 10 block in a manner known per se and the vehicle 2 to slow down while driving or to hold it stationary.

In der vorliegenden Ausführung weist die Betriebsbremse 4 je einen Betriebsbremseffektor 14, wie beispielsweise eine Bremsbacke, an jedem Rad 10 auf. Diese Betriebsbremseffektoren 14 werden von einer Betriebsbremssteuereinheit 16 über hydraulische Leitungen 18 basierend auf einer mit einem Bremspedal 20 vorgebbaren Betriebsbremsanforderung 22 in einer an sich bekannten Weise angesteuert.In the present embodiment, the service brake 4 one service brake effector each 14 , such as a brake shoe, on each wheel 10 on. These service brake effectors 14 are from a service brake control unit 16 via hydraulic lines 18 based on a with a brake pedal 20 predefinable service brake request 22 controlled in a known manner.

Demgegenüber weist die Feststellbremse 6 an den Rädern 10 einer bestimmten der nicht weiter dargestellten Achsen des Fahrzeuges 2 je einen Feststellbremseffektor 24 auf, die beispielsweise ebenfalls als Bremsbacken ausgebildet sein können. In der vorliegenden Ausführung werden die Feststellbremseffektoren 24 von einer Feststellbremssteuereinheit 26 über elektrische Leitungen 28 entweder basierend auf einer mit einem Feststellbremshebel 30 vorgebbaren Feststellbremsanforderung 32 in einer an sich bekannten Weise oder alternativ in einer weiteren Weise angesteuert, auf die an einer späteren Stelle näher eingegangen wird.In contrast, the parking brake 6 at the wheels 10 a particular of the not shown axes of the vehicle 2 one parking brake effect each 24 on, which may for example also be designed as brake shoes. In the present embodiment, the parking brake effectors become 24 from a parking brake control unit 26 via electrical lines 28 either based on one with a parking brake lever 30 predefinable parking brake request 32 in a known manner or alternatively in a further manner, which will be discussed in more detail at a later point.

Der Aufbau der Betriebsbremse 4 und der Feststellbremse 6 wurde zuvor in Form einer Scheibenbremse beschrieben. Der Aufbau beider Bremsen 4, 6 ist jedoch beliebig. So könnte beispielsweise eine der beiden Bremsen 4, 6 oder beide Bremsen 4, 6 in einer an sich bekannten Weise auch als Trommelbremse ausgeführt werden, worauf der Kürze halber nicht näher eingegangen werden soll.The structure of the service brake 4 and the parking brake 6 was previously described in the form of a disc brake. The construction of both brakes 4 . 6 is however arbitrary. For example, one of the two brakes 4 . 6 or both brakes 4 . 6 be carried out in a manner known per se as a drum brake, which will not be discussed in more detail for the sake of brevity.

Es wird auf 2 Bezug genommen, die die Feststellbremse 6 in einer perspektivischen Ansicht zeigt. Die Feststellbremse 6 ist als elektromechanische Bremse aufgebaut und soll ein Rad 10 des Fahrzeuges 2 über eine Bremsscheibe 34 festhalten. Dazu umfasst die Feststellbremse 6 zwei Reibelemente 36, die von der Bremsscheibe 34 aus gesehen axial beweglich auf einem Bremssattel 38 gehalten sind und durch einen als Gleichstrommotor 40 ausgeführten Elektromotor über ein erstes Getriebe 42, eine Rückstelleinheit 44 und ein zweites Getriebe 46 angetrieben werden. It will open 2 Referred to the parking brake 6 in a perspective view shows. The parking brake 6 is designed as an electromechanical brake and should be a wheel 10 of the vehicle 2 over a brake disc 34 hold tight. This includes the parking brake 6 two friction elements 36 coming from the brake disc 34 seen from axially movable on a caliper 38 are held and by a DC motor 40 executed electric motor via a first transmission 42 , a reset unit 44 and a second gear 46 are driven.

Der Gleichstrommotor 40 wird basierend auf der Feststellbremsanforderung 32 mit elektrischer Energie versorgt und bringt in die Bremse 6 ein Motormoment 48 ein. Das erste Getriebe 42 überträgt das Motormoment 48 basierend auf einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis zur Rückstelleinheit 44, so dass an der Rückstelleinheit ein übertragenes Drehmoment 50 anliegt. Die Rückstelleinheit 44 beaufschlagt das übertragene Drehmoment 50 in an sich bekannter Weise mit einem Rückstellmoment, um eine Öffnung der Rückstellung der Feststellbremse 6 beim Lösen zu gewährleisten. Das zweite Getriebe 46 umfasst ein Außengewinde 52, das drehbar in ein Innengewinde 54 eingreift, das ortsfest am Bremssattel 38 befestigt ist. Das Außengewinde 52 selbst ist mit einem Reibelemente 36 verbunden. Auf diese Weise wird das übertragene und mit dem Rückstellmoment beaufschlagte Drehmoment 50 in eine lineare Bewegung 56 der Reibelemente 36 umgesetzt, die so an die Bremsscheibe 34 angedrückt werden können.The DC motor 40 is based on the parking brake request 32 supplied with electrical energy and puts in the brake 6 an engine torque 48 one. The first transmission 42 transfers the engine torque 48 based on a predetermined gear ratio to the reset unit 44 such that at the reset unit a transmitted torque 50 is applied. The reset unit 44 acts on the transmitted torque 50 in a conventional manner with a restoring torque to an opening of the provision of the parking brake 6 to ensure the release. The second transmission 46 includes an external thread 52 , which rotates in an internal thread 54 engages, the stationary on the caliper 38 is attached. The external thread 52 itself is with a friction elements 36 connected. In this way, the transmitted and with the restoring torque applied torque 50 in a linear motion 56 the friction elements 36 implemented, so to the brake disc 34 can be pressed.

Im Rahmen der vorliegenden Ausführung soll sichergestellt werden, dass der Gleichstrommotor 40a auf eine Feststellbremsanforderung 32 auch wirklich angelaufen ist. In the present embodiment, it is to be ensured that the DC motor 40a on a parking brake request 32 really started.

Dies wird anhand von 3 näher erläutert. Das nachstehend beschriebene Verfahren zur Erkennung des Anlaufes lässt sich am besten dann umsetzen, wenn der Gleichstrommotor 40 über eine H-Brücke angesteuert wird, eine beispielsweise von der Feststellbremssteuereinheit 26 abgegebene Versorgungsspannung 58 für den Gleichstrommotor 40 und der entsprechende Motorstrom 60 gemessen werden und der Innenwiderstand 62 des Gleichstrommotors 40 bekannt ist.This is based on 3 explained in more detail. The start-up detection procedure described below is best implemented when the DC motor is used 40 is controlled via an H-bridge, for example, from the parking brake control unit 26 delivered supply voltage 58 for the DC motor 40 and the corresponding motor current 60 be measured and the internal resistance 62 of the DC motor 40 is known.

Zur Durchführung des Verfahrens wird das vom Gleichstrommotor 40 abgegebene Motormoment 48 zunächst verwendet, um auf mechanischem Weg die Drehzahl 64 des Elektromotors 40 zu berechnen. Dies soll nachstehend als mechanische Drehzahl ωmech bezeichnet werden. Dabei wird die folgende Gleichung zugrunde gelegt: θ·ω .mech(t) = Mmot(t) – MR·sign(ωmech) = i(t)·kt – iReib·ktsign(ωmech) To carry out the method is that of the DC motor 40 delivered engine torque 48 initially used to mechanically speed up the speed 64 of the electric motor 40 to calculate. This will be referred to below as mechanical speed ω mech . The following equation is used as a basis: θ · ω. mech (t) = M mot (t) - M R · sign (ω mech ) = i (t) · k t - i friction · k t sign (ω mech )

In der Formel steht θ für das vom Gleichstrommotor 40 zu überwindende Massenträgheitsmoment, ωmech für die Winkelgeschwindigkeit des Gleichstrommotors 40 und damit für die schlussendlich gesuchte mechanische Drehzahl ωmech, Mmot für das gesamte vom Gleichstrommotor 40 zur Erzeugung des Motormomentes 48 aufzubringende Motorgesamtmoment, MR ein Reibmoment, das im Gleichstrommotor 40 zu überwinden ist, um das Motormoment 48 auszugeben, i der Motorstrom 60, kt die Motorkonstante des Gleichstrommotors 40 und iReib der Anteil des Motorstromes 60, der zur Überwindung des Reibmomentes notwendig ist.In the formula, θ stands for that of the DC motor 40 to be overcome mass moment of inertia, ω mech for the angular velocity of the DC motor 40 and thus for the finally sought mechanical speed ω mech , M mot for the whole of the DC motor 40 for generating the engine torque 48 total torque to be applied, M R a friction torque, in the DC motor 40 is to overcome the engine torque 48 output, i the motor current 60 , k t is the motor constant of the DC motor 40 and i friction the proportion of the motor current 60 , which is necessary to overcome the friction torque.

Das iReib ist erfahrungsgemäß 1A groß. iReib sollte jedoch zur Erzielung sinnvoller Ergebnisse auf einen Wert von ca. 0,5A gesetzt werden, weil das Verfahren sonst in einem Messbereich unterhalb der Sensivitätsgrenze der verwendeten Sensoren durchgeführt werden müsste, was fehleranfällig wäre.The i friction is according to experience 1A great. However, friction should be set to a value of approx. 0.5A in order to achieve meaningful results, otherwise the procedure would have to be carried out in a measuring range below the sensitivity limit of the sensors used, which would be prone to error.

Um die mechanische Drehzahl 64 zu bestimmen, wird die oben genannte Formel nach der mechanischen Drehzahl ωmech aufgelöst und zu einem Zeitpunkt berechnet an dem der Anlauf des Gleichstrommotors 40 abgeschlossen sein sollte:

Figure DE102014212604A1_0002
To the mechanical speed 64 To determine, the above-mentioned formula according to the mechanical speed ω mech dissolved and calculated at a time at which the start of the DC motor 40 should be completed:
Figure DE102014212604A1_0002

In der Regel werden die zur Auswertung des Integrals notwendigen Werte jedoch nicht analog erfasst sondern digital mit einem Abtastabstand T0 abgetastet. Dann könnte die mechanische Drehzahl ωmech rechnerisch wie folgt bestimmt werden:

Figure DE102014212604A1_0003
As a rule, however, the values necessary for evaluating the integral are not recorded analogously but are sampled digitally with a sampling interval T 0 . Then the mechanical speed ω mech could be calculated as follows:
Figure DE102014212604A1_0003

Dabei ergibt TAnlauf/T0 die Anzahl aller Abtastwerte im Anlaufzeitraum des Gleichstrommotors.In this case, T startup / T 0 results in the number of all sampling values in the startup period of the DC motor.

Zusätzlich wird die Drehzahl 64 des Gleichstrommotors 40 auf elektrischem Weg berechnet. Diese Drehzahl soll nachstehend der Einfachheit halber elektrische Drehzahl ωelek bezeichnet werden.In addition, the speed 64 of the DC motor 40 calculated by electrical means. This speed will be hereinafter referred to simply electrical speed ω elek for simplicity.

Hierbei wird zunächst die am Gleichstrommotor 40 abfallende Motorspannung 66 über am Innenwiderstand 62 abfallende Verlustspannung 68 und die mit u bezeichnete Versorgungsspannung 58 berechnet wird. Danach kann über das an sich bekannte Betriebsverhalten des Gleichstrommotors 40 auf die elektrische Drehzahl ωelek geschlossen werden:

Figure DE102014212604A1_0004
Here, first, the DC motor 40 declining motor voltage 66 over at the internal resistance 62 decreasing loss voltage 68 and the supply voltage designated u 58 is calculated. After that, it is possible to know about the per se known operating behavior of the DC motor 40 be closed to the electrical speed ω elek :
Figure DE102014212604A1_0004

Dabei stellt R den Wert des Innenwiderstandes 62 dar. Die Gleichung wird zum Zeitpunkt TAnlauf ausgewertet:

Figure DE102014212604A1_0005
Here, R represents the value of the internal resistance 62 The equation is evaluated at time T startup :
Figure DE102014212604A1_0005

Im Anschluss werden die beiden berechneten Drehzahlen ωmech, ωelek einander gegenübergestellt. Hierzu wird basierend auf ωelek ein Schwellwert ωSchwell gebildet, den die mechanische Drehzahl ωmech überschreiten sollte, damit der Anlauf des Gleichstrommotors 40 sicher erkannt wird. Dieser Schwellwert sollte in Abhängigkeit von iReib vorgegeben werden, wofür sich unter der oben angegebenen Annahme als Schwellwert ωSchwell = 1 / 2ωelek(TAnlauf) am sinnvollsten erwiesen hat, um die grobe Schätzung von iReib zu kompensieren.The two calculated rotational speeds ω mech , ω elek are then compared with one another. For this purpose, a threshold value is based on elec ω ω threshold formed by the mechanical speed ω should exceed mech, so that the start-up of the DC motor 40 is reliably detected. This threshold value should be specified as a function of friction , which is based on the above assumption as a threshold value ω threshold = 1 / 2ω elek (T startup ) has made the most sense to compensate for the rough estimate of friction i.

Um den Anlauf des Gleichstrommotors 40 daher zu erkennen sollte daher folgende Bedingung gelten: ωmech ≥ ωSchwell To start the DC motor 40 Therefore, the following condition should apply: ω mech ≥ ω threshold

Sollte ωmech zum Zeitpunkt TAnlauf unter die Schwelle ωSchwell fallen, dann kann ein Fehler gesetzt und entsprechende Fehlermaßnahmen, wie beispielsweise den Fahrer auf die nicht funktionierende Feststellbremse 6 hinweisen, eingeleitet werden.If ω mech T at the time starting below the threshold ω swell fall, an error can be set and error measures such as the driver to the non-functioning parking brake 6 be initiated.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2004/054862 A1 [0002] WO 2004/054862 A1 [0002]

Claims (10)

Verfahren zum Erkennen eines Anlaufs eines Elektromotors (40), umfassend: – Bestimmen einer Drehzahl (ωmech) des Elektromotors (40) basierend auf einem vom Elektromotor (40) abgegebenen mechanischen Drehmoment (48) nach einer vorbestimmten Anlaufzeit (TAnlauf), – Bestimmen der Drehzahl (ωelek) des Elektromotors (40) basierend auf einer elektrischen Energieversorgung (58) des Elektromotors (40) nach der vorbestimmten Anlaufzeit (TAnlauf), und – Erkennen des Anlaufs des Elektromotors (40) basierend auf einer Gegenüberstellung der mechanisch ermittelten Drehzahl (ωmech) und der elektrisch ermittelten Drehzahl (ωelek).Method for detecting a startup of an electric motor ( 40 ), comprising: - determining a rotational speed (ω mech ) of the electric motor ( 40 ) based on one of the electric motor ( 40 ) delivered mechanical torque ( 48 ) after a predetermined start-up time (T start-up ), - determining the rotational speed (ω elek ) of the electric motor ( 40 ) based on an electrical energy supply ( 58 ) of the electric motor ( 40 ) after the predetermined startup time (T startup ), and - detecting the startup of the electric motor ( 40 ) based on a comparison of the mechanically determined rotational speed (ω mech ) and the electrically determined rotational speed (ω elek ). Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mechanisch ermittelte Drehzahl (ωmech) zum Bestimmen basierend auf einem Verlauf des vom Elektromotor (40) abgegebenen mechanischen Drehmoments (48) während der Anlaufzeit (TAnlauf) geschätzt wird.The method of claim 1, wherein the mechanically determined rotational speed (ω mech ) for determining based on a course of the of the electric motor ( 40 ) delivered mechanical torque ( 48 ) is estimated during the start-up time (T start-up ). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das vom Elektromotor (40) abgegebene mechanische Drehmoment (48) ein vom Elektromotor (40) aufgebrachtes mechanisches Drehmoment (Mmot) ist, das um ein vom Elektromotor (40) zu überwindendes geschätztes Reibmoment (MR) bereinigt ist.The method of claim 1 or 2, wherein the electric motor ( 40 ) delivered mechanical torque ( 48 ) one from the electric motor ( 40 ) applied mechanical torque (M mot ) is that of a by the electric motor ( 40 ) to be overcome estimated friction torque (M R ) is adjusted. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das geschätzte Reibmoment (MR) kleiner gewählt ist, als das tatsächliche vom Elektromotor (40) zu überwindende Reibmoment. Method according to claim 3, wherein the estimated friction torque (M R ) is chosen to be smaller than that of the actual electric motor ( 40 ) to be overcome friction torque. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die elektrisch ermittelte Drehzahl (ωelek) basierend auf einem mathematischen Modell des Elektromotors (40) berechnet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the electrically determined rotational speed (ω elek ) based on a mathematical model of the electric motor ( 40 ) is calculated. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zum Erkennen des Anlaufs des Elektromotors (40) die der mechanisch ermittelte Drehzahl (ωmech) gegenübergestellte elektrisch ermittelte Drehzahl (ωelek) gegeneinander plausibilisiert werden.Method according to one of the preceding claims, wherein for detecting the starting of the electric motor ( 40 ) the electrically determined rotational speed (ω elek ) compared with the mechanically determined rotational speed (ω mech ) are plausibilized against each other. Verfahren nach Anspruch 6, wobei beim Gegenüberstellen der mechanisch ermittelten Drehzahl (ωmech) und der elektrisch ermittelten Drehzahl (ωelek) geprüft wird, ob die mechanisch ermittelte Drehzahl (ωmech) eine von der elektrisch ermittelten Drehzahl (ωelek) abhängige Schwelle (ωSchwell) übersteigt.A method according to claim 6, wherein, when comparing the mechanically determined rotational speed (ω mech ) and the electrically determined rotational speed (ω elek ), it is checked whether the mechanically determined rotational speed (ω mech ) is dependent on the electrically determined rotational speed (ω elek ) threshold ( ω threshold ). Verfahren nach Anspruch 7, wobei die von der elektrischen Drehzahl abhängige Schwelle (ωSchwell) vom geschätzten Reibmoment (MR) bei der Bestimmung der mechanisch ermittelten Drehzahl (ωmech) abhängig ist.The method of claim 7, wherein the electrical speed dependent on the threshold (ω threshold) from the estimated friction torque (M R) in determining the speed mechanically determined (ω mech) depends. Steuervorrichtung, die eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche auszuführen. Control device adapted to carry out a method according to one of the preceding claims. Feststellbremse (6) zum Blockieren einer Bewegung eines Fahrzeug (2) mit einer Betriebsbremse (4) im Stillstand umfassend eine Steuervorrichtung nach Anspruch 9.Parking brake ( 6 ) for blocking a movement of a vehicle ( 2 ) with a service brake ( 4 ) at standstill comprising a control device according to claim 9.
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