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Die Erfindung schafft eine Elektromotorsteuervorrichtung für eine motorisierte Kolben-Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs und ein Verfahren zum Betreiben einer motorisierten Kolben-Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik, wie beispielsweise der
EP 3 299 231 A1 , ist eine Steuervorrichtung bekannt, welche eine Wärmeentwicklung von Spulen eines Elektromotors eines Bremssystems aufgrund von durch die Spulen fließenden Spulenströmen, welche mittels eines Stromsensors ermittelt werden, abschätzt. Zusätzlich sollen die Spulenströme mittels der Steuervorrichtung so begrenzbar sein, dass eine Überhitzung von Teilen des Elektromotors vermeidbar ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung schafft eine Elektromotorsteuervorrichtung für eine motorisierte Kolben-Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine motorisierte Kolben-Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer motorisierten Kolben-Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
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Vorteile der Erfindung
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Die Erfindung schafft Möglichkeiten zum Verhindern und Ausgleichen ungleichmäßiger Temperaturentwicklungen in einem Elektromotor einer motorisierten Kolben-Bremsvorrichtung. Somit können Temperaturspitzen an den Spulen des Elektromotors vermieden werden, womit ein Risiko für einen Ausfall des Elektromotors aufgrund von dessen Überhitzung reduziert wird. Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass ein angestrebter Temperaturausgleich und damit eine homogene Wärmeverteilung in dem Elektromotor sowohl dann erreicht werden kann, wenn ein verstellbarer Kolben innerhalb eines Positionsbereichs gehalten werden soll, als auch während ein verstellbarer Kolben in eine Soll-Position verstellt werden soll. Somit kann eine Nutzung der vorliegenden Erfindung einen Temperaturausgleich in (nahezu) jeder Fahr- und Bremssituation im Betrieb des verstellbaren Kolbens erreichen.
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Ein Anwenden der vorliegenden Erfindung setzt keine Kenntnis von ermittelten oder geschätzten Spulenströmen der Spulen des Elektromotors voraus. Die vorliegende Erfindung ist deshalb vergleichsweise einfach und mit einer relativ kostengünstigen und wenig Bauraum benötigenden Elektronik ausführbar.
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Mittels der vorliegenden Erfindung können nicht nur die Temperaturen der Spulen des Elektromotors, sondern auch die Temperaturen von Schaltelementen einer Elektronikeinrichtung zur Steuerung der Spulen des Elektromotors ausgeglichen werden.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass durch unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten der verschiedenen Betriebsmodi des Elektromotors eine mechanische Hysterese, welche zum Beispiel von einem an dem Elektromotor angeschlossenen Getriebe verursacht ist, zur Abkühlung des Elektromotors genutzt werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Elektromotorsteuervorrichtung ist die Elektronikeinrichtung dazu ausgelegt, die Stromsignale so an die Spulen des Elektromotors auszugeben, dass, während der verstellbare Kolben mittels des bewirkten Betriebs innerhalb des Positionsbereichs haltbar ist, der Elektromotor abwechselnd in den ersten Betriebsmodus für n 180°-Phasendrehungen des Elektromotors mit der ersten Drehgeschwindigkeit in eine erste Rotationsrichtung des Elektromotors und in den zweiten Betriebsmodus für n 180°-Phasendrehungen des Elektromotors mit der zweiten Drehgeschwindigkeit in eine der ersten Rotationsrichtung entgegengesetzte zweite Rotationsrichtung des Elektromotors versetzt ist. Mit den entgegengesetzten Rotationsrichtungen des Elektromotors in den jeweiligen Betriebsmodi ist es möglich, insbesondere bei einer Bremsung mit konstanter Bremskraft durch eine geringe Hin-und-Her-Bewegung des Elektromotors einen verbesserten Temperaturausgleich der Spulen des Elektromotors und der Schaltelemente der Elektronikeinrichtung zu erreichen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Elektromotorsteuervorrichtung ist die Elektronikeinrichtung dazu ausgelegt, die Stromsignale so an die Spulen des Elektromotors auszugeben, dass, während der verstellbare Kolben mittels des bewirkten Betriebs innerhalb des Positionsbereichs haltbar ist, eine zeitlich gemittelte Position des Kolbens gleich seiner Soll-Position ist. Somit kann insbesondere bei einem gleichmäßig starken Bremsen, beispielsweise einer Vollbremsung, eine homogene Wärmeverteilung im Elektromotor und in der Elektronikeinrichtung erreicht werden. Das reduziert das Risiko eines Ausfalls des Elektromotors oder der Elektronikeinrichtung aufgrund von Überhitzung durch Temperaturspitzen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Elektromotorsteuervorrichtung ist die Elektronikeinrichtung dazu ausgelegt, die Stromsignale so an die Spulen des Elektromotors auszugeben, dass, während der verstellbare Kolben mittels des bewirkten Betriebs in die Soll-Position verstellbar ist, der Elektromotor abwechselnd in den ersten Betriebsmodus mit der ersten Drehgeschwindigkeit in eine Rotationsrichtung des Elektromotors für n 180°-Phasendrehungen des Elektromotors und in den zweiten Betriebsmodus mit der zweiten Drehgeschwindigkeit in die gleiche Rotationsrichtung des Elektromotors für n 180°-Phasendrehungen des Elektromotors versetzt ist. Auf diese Weise kann auch bei einer Bremsung mit unterschiedlicher Bremskraft ein Temperaturausgleich erreicht werden. Dabei kann eine Funktion der Bremskraftänderung beliebig sein, womit die Elektronikeinrichtung flexibel und in vielen Fahrsituationen besser einsetzbar ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Elektromotorsteuervorrichtung ist die Elektronikeinrichtung dazu ausgelegt, unter Berücksichtigung einer Soll-Verstellgeschwindigkeit des Kolben als der mindestens einen bereitgestellten oder selbst-festgelegten Soll-Größe die Stromsignale so an die Spulen des Elektromotors auszugeben, dass, während der verstellbare Kolben mittels des bewirkten Betriebs in die Soll-Position verstellbar ist, eine zeitlich gemittelte Verstellgeschwindigkeit des Kolbens gleich seiner Soll-Verstellgeschwindigkeit ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Soll-Verstellgeschwindigkeit des verstellbaren Kolbens im zeitlichen Mittel eingehalten wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Elektromotorsteuervorrichtung ist n gleich 1. Auf diese Weise werden die Drehung des Elektromotors und damit die Änderung der Bremskraft zum Temperaturausgleich der Spulen des Elektromotors und der Elektronikeinrichtung minimiert. Somit bleibt die gemittelte Position des verstellbaren Kolbens oder die Verstellgeschwindigkeit des verstellbaren Kolbens besonders nahe an den entsprechenden Soll-Werten.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Elektromotorsteuervorrichtung umfasst die Elektronikeinrichtung eine Brückenschaltung. Insbesondere kann es sich hierbei um eine B6-Brückenschaltung handeln. Brückenschaltungen eignen sich besonders gut für die Steuerung von Elektromotoren. Mit der durch die Erfindung bewirkten Temperaturverteilung auf der Elektronikeinrichtung können auch diese Schaltungen für die Ansteuerung selbst eines stärkeren Elektromotors verwendet werden, ohne ein Risiko eines Ausfalls eines oder mehrerer Schaltelemente der B6-Brückenschaltung durch Überhitzung einzugehen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der motorisierten Kolben-Bremsvorrichtung ist die motorisierte Kolben-Bremsvorrichtung ein einem Hauptbremszylinder vorlagerbarer oder vorgelagerter elektrischer Bremskraftverstärker. Da elektrische Bremskraftverstärker an Bremssystemen in Fahrzeugen häufig eingesetzt sind, kann die hier beschriebene motorisierte Kolben-Bremsvorrichtung als auch die erfinderische Elektromotorsteuervorrichtung oft eingesetzt werden.
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Des Weiteren schafft auch ein Ausführen eines entsprechenden Verfahrens zum Betreiben einer motorisierten Kolben-Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs die vorausgehend beschriebenen Vorteile.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert.
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Es zeigen:
- 1A und 1B schematische Gesamt- und Teil-Darstellungen einer Ausführungsform einer Elektromotorsteuervorrichtung; und
- 2A und 2B zwei Diagramme zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer motorisierten Kolben-Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.
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1A und 1B zeigen schematische Gesamt- und Teil-Darstellungen einer Ausführungsform einer Elektromotorsteuervorrichtung.
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Die in 1A gezeigte Elektromotorsteuervorrichtung 1 ist für eine Steuerung einer motorisierten Kolben-Bremseinrichtung 4 eines Fahrzeugs ausgelegt. Dazu umfasst die Elektromotorsteuervorrichtung 1 eine Elektronikeinrichtung 2. Bei der Elektronikeinrichtung 2 kann es sich um jegliche für die im Weiteren beschriebene Funktion geeignete Vorrichtung handeln. So kann die Elektronikeinrichtung 2 zum Beispiel ein Minicomputer, ein FPGA (Field Programmable Gate Array) oder eine elektronische Baugruppe sein.
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Dabei ist die Elektronikeinrichtung 2 dazu ausgelegt, unter Berücksichtigung mindestens einer bereitgestellten oder selbst-festgelegten Soll-Größe X bezüglich einer Soll-Position eines verstellbaren Kolbens 3 der motorisierten Kolben-Bremsvorrichtung 4 jeweils ein Stromsignal I1, I2, I3 an jede Spule S1, S2, S3 eines Elektromotors 5 der motorisierten Kolben-Bremsvorrichtung 4 auszugeben. Die Ausgabe der Stromsignale I1, I2, I3 erfolgt dabei derart, dass der verstellbare Kolben 3 mittels eines durch die mit dem jeweiligen Stromsignal I1, I2, I3 bestromten Spulen S1, S2, S3 bewirkten Betriebs des Elektromotors 5 zumindest innerhalb eines um die Soll-Position liegenden Positionsbereichs haltbar oder in die Soll-Position verstellbar ist. In dieser Ausführungsform ist die Elektromotorsteuereinrichtung 1 beispielhaft eine von der motorisierten Kolben-Bremseinrichtung 4 separat angeordnete Komponente des Fahrzeugs. In einer anderen Ausführungsform der Elektromotorsteuereinrichtung 1 kann die Elektromotorsteuereinrichtung 1 in die motorisierte Kolben-Bremseinrichtung 4 integriert sein.
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Die Elektronikeinrichtung 2 ist zusätzlich dazu ausgelegt, die Stromsignale I1, I2, I3 so an die Spulen S1, S2, S3 des Elektromotors 5 auszugeben, dass, während der verstellbare Kolben 3 mittels des bewirkten Betriebs innerhalb des Positionsbereichs haltbar oder in die Soll-Position verstellbar ist, der Elektromotor 5 abwechselnd in einen ersten Betriebsmodus B1 mit einer ersten Drehgeschwindigkeit V1 des Elektromotors 5 für n 180°-Phasendrehungen des Elektromotors 5 und in einen zweiten Betriebsmodus B2 mit einer zweiten Drehgeschwindigkeit V2 des Elektromotors 5 ungleich der ersten Drehgeschwindigkeit V1 für n 180°-Phasendrehungen des Elektromotors 5 versetzt ist, wobei n eine natürliche Zahl größer-gleich 1 ist. Mittels dieser Ausbildung der Elektronikeinrichtung 2 lassen sich die Stromsignale I1, I2, I3 bezüglich einer Temperaturverteilung der Spulen S1, S2, S3 des Elektromotors 5 sowie der Elektronikeinrichtung 2 optimieren. Je nachdem welche der Drehgeschwindigkeiten V1 oder V2 eine stärkere Bestromung der Spulen S1, S2, S3 erfordert, wird in dem zugehörigen Betriebsmodus B1 oder B2 mehr Wärme erzeugt, so dass sich der Elektromotor 5 in dem anderen Betriebsmodus B1 oder B2 wieder abkühlen kann. Die Dauer jedes Betriebsmodus B1 und B2 für genau n 180°-Phasendrehungen des Elektromotors 5, d.h. n halbe (360°-)Phasendrehungen des Elektromotors 5, stellt zudem sicher, dass sich die in jeweiligen Betriebsmodus B1 und B2 erzeugte Wärme gleichmäßig verteilt. Sofern man den Betriebsmodus B1 oder B2 mit dem höheren Betrag der Drehgeschwindigkeit V1 oder V2 als einen „geringfügig wärmeren Betriebsmodus B1 oder B2“ umschreibt, wird insbesondere auch die in dem „geringfügig wärmeren Betriebsmodus B1 oder B2“ erzeugte Wärme gleichmäßig verteilt. Somit wird ein Risiko eines Ausfalls des Elektromotors 5 durch Überhitzung einer der Spulen S1, S2, S3 des Elektromotors 5 deutlich reduziert, womit auch ein Fahrkomfort und die Sicherheit eines Fahrers des Fahrzeugs, welches die Elektromotorsteuerung 1 enthält, verbessert wird. Unter den „Phasendrehungen“ können „elektrische Umdrehungen“ der Stromsignale I1, I2, I3, und nicht (nur) mechanische Umdrehungen eines Rotors des Elektromotors verstanden werden.
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Vorteilhafterweise erfordert das Betreiben des Elektromotors 5 abwechselnd in dem ersten Betriebsmodus B1 mit der ersten Drehgeschwindigkeit V1 des Elektromotors 5 für n 180°-Phasendrehungen des Elektromotors 5 und in dem zweiten Betriebsmodus B2 mit der zweiten Drehgeschwindigkeit V2 des Elektromotors 5 ungleich der ersten Drehgeschwindigkeit V1 für n 180°-Phasendrehungen des Elektromotors 5 kein Ermitteln oder Abschätzen einer Spulentemperatur mindestens einer der Spulen S1, S2, S3 des Elektromotors 5 und kein Ermitteln oder Abschätzen einer Stromstärke der Stromsignale I1, I2, I3. Stattdessen kann die oben erläuterte Ansteuerung des Elektromotors 5 in jeder Bremssituation „aufaddiert“ werden, ohne dass dazu unter Verwendung von gemessen oder geschätzten Daten eine Berechnung für eine optimale Temperaturverteilung durch geeignete Bestromung der Spulen S1, S2, S3 des Elektromotors 5 auszuführen ist. Deshalb kann die Elektromotorsteuerungsvorrichtung 1 mit einer geringen Komplexität und einem vergleichsweise kleinen Bauraumdarf ausgebildet sein. Entsprechend kann die Elektromotorsteuerungsvorrichtung 1 auch relativ kostengünstig hergestellt werden.
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Die motorisierte Kolben-Bremsvorrichtung 4 ist vorzugsweise ein einem (nicht gezeigten) Hauptbremszylinder vorlagerbarer oder vorgelagerter elektrischer/elektromechanischer Bremsverstärker. Da elektrische Bremsverstärker häufig in Fahrzeugen verwendet werden, ist die motorisierte Kolben-Bremsvorrichtung 4 auf diese Weise flexibel und oft anwendbar. Alternativ kann die motorisierte Kolben-Bremsvorrichtung 4 auch eine motorisierte Kolben-Zylinder-Vorrichtung, wie insbesondere eine in eine Hydraulik eines fahrzeugeigenen Bremssystems integrierte IPB-Vorrichtung (Integrated Power Brake), sein.
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Unter der an die Elektronikeinrichtung 2 bereitgestellten Soll-Größe X bezüglich der Soll-Position des verstellbaren Kolbens 3 der motorisierten Kolben-Bremsvorrichtung 4 kann beispielsweise mindestens ein Bremsvorgabesignal einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerautomatik des jeweiligen Fahrzeugs, wie beispielsweise eines Abstandsregeltempomats (ACC, Adaptive Cruise Control) oder einer Steuerung zum autonomen/fahrerlosen Fahren, verstanden werden. Ebenso kann die Soll-Größe X mittels mindestens eines Sensorsignals eines Bremsbetätigungssensors, wie beispielsweise eines Stangenwegsensors und/oder eines Differenzwegsensors, an die Elektronikeinrichtung 2 bereitgestellt sein, um einen von dem Fahrer des jeweiligen Fahrzeugs mittels einer Betätigung eines zugeordneten Bremsbetätigungselements/Bremspedals geäußerten Bremswunsch an die Elektronikeinrichtung 2 zu übermitteln. Als vorteilhafte Weiterbildung kann die Elektronikeinrichtung 2 oder eine andere Einheit der Elektromotorsteuervorrichtung 1 auch dazu ausgelegt sein, die Soll-Größe X unter Berücksichtigung zumindest einer von mindestens einer fahrzeugeigenen Umgebungsermittlungssensorik bereitgestellten Umgebungsinformation selbst festzulegen.
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In 1B ist die Elektronikeinrichtung 2 beispielhaft als B6-Brückenschaltung ausgebildet. Die B6-Brückenschaltung weist elektronische Schaltelemente 6a, 6b, 6c auf, welche zur Ansteuerung der Stromsignale I1, I2, I3 der Spulen S1, S2, S3 des Elektromotors 5 ausgelegt sind. In einer solchen Schaltung sind für gewöhnlich elektronische Schaltelemente 6a, 6b, 6c, welche dieselbe Spule S1, S2, S3 des Elektromotors 5 ansteuern, benachbart angeordnet. So kann die B6-Brückenschaltung derart ausgelegt sein, dass zwei erste elektronische Schaltelemente 6a das Stromsignal I1 für eine erste Spule S1, zwei zweite elektronische Schaltelemente 6b das Stromsignal I2 für eine zweite Spule S2 und zwei elektronische Schaltelemente 6c das Stromsignal I3 für eine dritte Spule S3 des Elektromotors 5 ansteuern. Ein Temperatursensor 7 kann beispielsweise zwischen den ersten elektronischen Schaltelementen 6a auf der Elektronikeinrichtung 2 angeordnet sein. Die oben beschriebene vorteilhafte Ausbildung der Elektronikeinrichtung 2 stellt sicher, dass eine durch Bestromung der Spulen S1, S2, S3 des Elektromotors 5 erzeugte Wärme gleichmäßig verteilt wird, und deshalb die Position des Temperatursensors 7 relativ frei gewählt werden kann. Im Gegensatz zum Stand der Technik, gemäß welchem der verstellbare Kolben 3 vergleichsweise häufig und relativ lange in einer zeitlich konstanten Soll-Position gehalten werden würde, bewirkt die vorteilhafte Ausbildung der Elektronikeinrichtung 2 eine abwechselnde Folge des ersten Betriebsmodus B1 und des zweiten Betriebsmodus B2 jeweils für n 180°-Phasendrehungen des Elektromotors 5, und damit eine homogene Wärmeverteilung. Somit ist ausgeschlossen, dass eine von dem Temperatursensor 7 an einen Prozessor 8 übermittelte Temperatur T aufgrund einer inhomogenen Erwärmung der Elektronikeinrichtung 2 in Verhältnis zu dem tatsächlichen Zustand der Elektronikeinrichtung 2 zu hoch oder zu niedrig ist. Damit ist nicht nur das Risiko eines Ausfalls eines der elektronischen Schaltelemente 6a, 6b, 6c durch Überhitzung reduziert, sondern auch eine korrekte Überwachung der Temperaturentwicklung auf der Elektronikeinrichtung 2 sichergestellt.
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Die Elektronikeinrichtung 2 kann beispielsweise dazu ausgelegt sein, die Stromsignale I1, I2, I3 so an die Spulen S1, S2, S3 des Elektromotors 5 auszugeben, dass, während der verstellbare Kolben 3 mittels des bewirkten Betriebs innerhalb des Positionsbereichs haltbar ist, der Elektromotor 5 abwechselnd in den ersten Betriebsmodus B1 für n 180°-Phasendrehungen des Elektromotors 5 mit der ersten Drehgeschwindigkeit V1 in eine erste Rotationsrichtung des Elektromotors 5 und in den zweiten Betriebsmodus B2 für n 180°-Phasendrehungen des Elektromotors 5 mit der zweiten Drehgeschwindigkeit V2 in eine der ersten Rotationsrichtung entgegen gesetzte zweite Rotationsrichtung des Elektromotors 5 versetzt ist. Auf diese Weise ist bewirkbar, dass eine zeitlich gemittelte Position des Kolbens 3 gleich seiner Soll-Position ist. Im Gegensatz zu einem „starren“ Halten des Kolbens 3 in seiner Soll-Position mittels einer stärkeren Bestromung einer der Spulen S1, S2, S3 im Vergleich zu den anderen Spulen S1, S2, S3 des Elektromotors 5 bewirkt die hier beschriebene Ausbildung der Elektronikeinrichtung 2, da alle Spulen S1, S2, S3 über die Zeit integriert mit den gleichen Gesamtstromstärken bestromt werden, eine homogene Wärmeverteilung an den Spulen S1, S2, S3 des Elektromotors 5.
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Alternativ oder ergänzend kann Elektronikeinrichtung 2 auch dazu ausgelegt sein, die Stromsignale I1, I2, I3 so an die Spulen S1, S2, S3 des Elektromotors 5 auszugeben, dass, während der verstellbare Kolben 3 mittels des bewirkten Betriebs in die Soll-Position verstellbar ist, der Elektromotor 5 abwechselnd in den ersten Betriebsmodus B1 mit der ersten Drehgeschwindigkeit V1 in eine erste Rotationsrichtung des Elektromotors 5 für n 180°-Phasendrehungen des Elektromotors 5 und in den zweiten Betriebsmodus B2 mit der zweiten Drehgeschwindigkeit V2 in die gleiche Rotationsrichtung des Elektromotors 5 für n 180°-Phasendrehungen des Elektromotors 5 versetzt ist. Insbesondere können mit dieser Technik die Stromsignale I1, I2, I3 von der Elektronikeinrichtung 2 so an die Spulen S1, S2, S3 des Elektromotors 5 ausgegeben werden, dass, während der verstellbare Kolben 3 mittels des bewirkten Betriebs in die Soll-Position verstellbar ist, eine zeitlich gemittelte Verstellgeschwindigkeit des Kolbens 3 gleich seiner Soll-Verstellgeschwindigkeit ist. Auf diese Weise ist es möglich, auch bei einem dynamischen Bremsen, bei welchem sich die gewünschte Bremskraft zeitlich verändert, einen Temperaturausgleich zwischen den Spulen S1, S2, S3 des Elektromotors 5 und in der Elektronikeinrichtung 2 zu erreichen. Das erhöht die Einsetzbarkeit der Elektronikeinrichtung 2.
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Der Elektromotor 5 ist in 1A und 1B nur beispielhaft und zur besseren Verständlichkeit dreiphasig und mit drei Spulen S1, S2, S3 ausgebildet. Häufig enthält der Elektromotor 5 ein Vielfaches von 3 Spulen, beispielsweise 12 Spulen S1, S2, S3, ... , S12. So würde in diesem Falle eine ganze Phasendrehung in dem dreiphasig ausgebildeten und 12 Spulen aufweisenden Elektromotor einer Viertel mechanischen Umdrehung eines Rotors des Elektromotors entsprechen. Grundsätzlich kann der Elektromotor mit einem beliebigen Vielfachen von 3 Spulen oder auch einer beliebigen Anzahl von Spulen S1, S2, S3, ... , Sm ausgebildet sein. Auch ist die Elektronikeinrichtung 2 in 1B nur beispielhaft eine B6-Brückenschaltung. Die Elektronikschaltung 2 kann in Form einer beliebigen Schaltung, die für die oben beschriebenen Funktionen geeignet ist, ausgebildet sein. Beispielsweise kann es sich bei der Elektronikeinrichtung 2 auch um eine Mittelpunktschaltung oder um eine andere Form einer Brückenschaltung handeln. Weiterhin kann die Elektronikeinrichtung 2 eine andere niedrigpulsige oder höherpulsige Schaltung, wie beispielsweise eine B12- oder B18-Brückenschaltung oder eine M3-, M12- oder M18-Mittelpunktsschaltung. Auch kann die B6-Brückenschaltung beispielsweise eine B6U-, B6H- oder B6C-Brückenschaltung sein.
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Die Elektronikeinrichtung 2 kann insbesondere zum Ausführen des im Weiteren beschriebenen Verfahrens ausgebildet sein.
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2A und 2B zeigen zwei Diagramme zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer motorisierten Kolben-Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs.
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Beim Betreiben einer motorisierten Kolben-Bremsvorrichtung 4 eines Fahrzeugs wird zunächst jeweils ein Stromsignal I1, I2, I3 an jede Spule S1, S2, S3 eines Elektromotors 5 der motorisierten Kolben-Bremsvorrichtung 4 unter Berücksichtigung mindestens einer Soll-Größe X bezüglich einer Soll-Position eines verstellbaren Kolbens 3 der motorisierten Kolben-Bremsvorrichtung 4 derart ausgegeben, dass der verstellbare Kolben 3 mittels eines durch die mit dem jeweiligen Stromsignal 11, I2, I3 bestromten Spulen S1, S2, S3 bewirkten Betriebs des Elektromotors 5 zumindest innerhalb eines um die Soll-Position liegenden Positionsbereichs gehalten oder in die Soll-Position verstellt wird. Die Stromsignale I1, I2, I3 werden so an die Spulen S1, S2, S3 des Elektromotors 5 ausgegeben, dass, während der verstellbare Kolben 3 mittels des bewirkten Betriebs innerhalb des Positionsbereichs gehalten oder in die Soll-Position verstellt wird, der Elektromotor 5 abwechselnd in einen ersten Betriebsmodus B1 mit einer ersten Drehgeschwindigkeit V1 und in einen zweiten Betriebsmodus B2 mit einer zweiten Drehgeschwindigkeit V2 ungleich der ersten Drehgeschwindigkeit V1 versetzt wird, wobei n eine natürliche Zahl größer-gleich 1 ist.
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In 2A ist die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 5, welche in dieser Ausführungsform der Betriebsmodi B1, B2 anfallen, auf der Ordinatenachse gegen die Zeit auf der Abszissenachse aufgetragen. In 2B ist die Position des Elektromotors 5, bzw. der Winkel eines Rotors der Elektromotors 5, auf der Ordinatenachse gegen die Zeit auf der Abszissenachse aufgetragen.
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Wie in 2A dargestellt, wird der Elektromotor 5, während der verstellbare Kolben 3 mittels des bewirkten Betriebs innerhalb des Positionsbereichs um seine Soll-Position gehalten wird, in dem ersten Betriebsmodus B1 mit der ersten Drehgeschwindigkeit V1 in eine erste Rotationsrichtung des Elektromotors 5 und in dem zweiten Betriebsmodus B2 mit der zweiten Drehgeschwindigkeit V2 in eine der ersten Rotationsrichtung entgegengesetzten zweiten Rotationsrichtung des Elektromotors 5 versetzt.
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So bewegt sich der Elektromotor 5, wie in 2B gezeigt, in dem ersten Betriebsmodus B1 von einer ersten Position P1 mit der ersten Drehgeschwindigkeit V1 zu einer zweiten Position P2, wobei der Kolben 3 entgegen einer Druckkraft verstellt wird. In dem ersten Betriebsmodus B1 wird somit in der Regel Wärme erzeugt, wobei die in dem ersten Betriebsmodus B1 erzeugte Wärme jedoch aufgrund eines Gesamt-Rotationswegs D des Elektromotors 5 von n 180°-Phasendrehungen des Elektromotors 5 gleichmäßig verteilt wird.
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In dem zweiten Betriebsmodus B2 bewegt sich der Elektromotor 5 von der zweiten Position P2 mit der zweiten Drehgeschwindigkeit V2 wieder zurück zu der ersten Position P1, wobei jedoch in der Regel eine in dem Elektromotor 5 auftretende Reibung der Druckkraft so entgegen wirkt, dass die Bewegung des Elektromotor 5 von der zweiten Position P2 zu der ersten Position P1 im Vergleich zur seiner vorausgehenden Bewegung von der ersten Position P1 zu der zweiten Position P2 zeitlich verzögert ist. Insbesondere ein Getriebe des Elektromotors 5 kann die der Druckkraft während der Bewegung des Elektromotor 5 von der zweiten Position P2 zu der ersten Position P1 entgegen wirkende Reibung verursachen. Der zweite Betriebsmodus B2 kann deshalb als „Abkühlphase“ genutzt werden, wobei die der Druckkraft während der Bewegung des Elektromotor 5 von der zweiten Position P2 zu der ersten Position P1 entgegen wirkende Reibung sicherstellt, dass die „Abkühlphase“ länger dauert als die vorausgehende Bewegung des Elektromotors 5 von der ersten Position P1 zu der zweiten Position P2. Man kann dies auch damit umschreiben, dass eine „mechanische Hysterese“ zur Abkühlung des Elektromotors 5 nutzbar ist.
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Auf diese Weise werden durch eine geringe Hin-und-Her-Bewegung des Elektromotors 5 abwechselnd eine homogene Wärmeverteilung der im Elektromotor 5 erzeugten Wärme und eine Abkühlung des Elektromotors 5 erzielt. Eine zeitlich gemittelte Position des Kolbens 3 kann gleich der Soll-Position des Kolbens 3 sein. (In dem Beispiel der 2A ist eine von der ersten Drehgeschwindigkeit V1 des ersten Betriebsmodus B1 mit der Abszissenachse eingeschlossene erste Fläche A1 gleich einer von der zweiten Drehgeschwindigkeit V2 des zweiten Betriebsmodus B2 mit der horizontalen Achse eingeschlossenen zweiten Fläche A2). Die Beibehaltung einer gewünschten Bremskraft ist somit gewährleistet. Damit kann auch bei einem starken Bremsen eine homogene Wärmeverteilung an den Spulen S1, S2, S3 des Elektromotors 5 bewirkt werden, ohne dass die Sicherheit des Fahrzeugs beeinträchtigt wird.
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Bei den ersten und zweiten Positionen P1, P2 handelt es sich um Positionen des Elektromotors 5, welche jeweils entgegengesetzte n × 180°/2-Phasendrehungen des Elektromotors 5 von einer zeitlich gemittelten Position P0 des Elektromotors 5 beabstandet sind. Dabei entspricht die zeitlich gemittelte Position P0 des Elektromotors 5 der zeitlich gemittelten Position des Kolbens 3, welche gleich seiner Soll-Position ist. Bevorzugt ist n gleich 1. Auf diese Weise kann die homogene Wärmeverteilung mit einer minimalen Bewegung oder Rotation des Elektromotors 5 und somit bei minimaler Abweichung von der gewünschten Bremskraft erreicht werden.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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