Hi Forum, gibt es eine Möglichkeit eine hydraulische Bremse eines elektrischen Motorrads (40kW) über einen Microcontroller (wir verwenden einen STM32F4 Microcontroller, basierend auf ARM Cortex-M4F CPU) anzusteueren? Wir bräuchten hierfür einen Aktor. Eingelesen wird die Bremskraft über einen Drucksensor, wird ein gewisser Druck überschritten wird der Motor in den Generatorbetrieb geschaltet und mit dem Vorderrad gekuppelt, sodass die Bremskraft vorne anliegt. Ist die maximale Bremskraft des Motors erreicht und nicht ausreichend soll eine mechanische Bremse addiert werden. Eine elektromechanische Bremse könnte auch in Betracht genommen werden, ausreichend Spannung (~330V) wäre vorhanden.. Ich würde mich über Vorschläge sehr freuen.. Fertige Bremslösung diverser Hersteller (zB Continental, Bosch) kommen nicht in Frage, weil da der Druck des Bremshebels direkt auf das Bremssystem gegeben wird und nicht wie bei uns über den Microcontroller zwischen geschaltet ist. :/ Danke und viele Grüße ensi
Das ist natürlich möglich, aber wie so oft eine Frage des Aufwandes. Das Kernstück wird auf ein hydraulisches Proportional-Ventil hinauslaufen. Dieses ist aber nicht in Mikroausführung und schon gar nicht für lau zu haben. Natürlich brauchst Du auch eine Druck- und Speicherkombination für den hydraulischen Teil. Da viele der angeführten Teile aus dem Steuerungsbereich (24V) kommen, reichen die 12V der Batterie auch nicht mehr aus.
Danke für die schnelle Antwort, also Spannung haben wir ca 300 Volt, die könnten wir gegebenfalls über ein DC/DC Konverter herunterregeln.. Ich schau mal was ich zu den Stichworten im Netz finden kann. Hättest du vielleicht noch nützliche Links? Es muss auch nicht unbedingt hydraulisch sein, elektromagnetisch ginge auch.. aber man findet so wenig im netz darüber..
Natürlich gibt es auch elektromechanische Aktoren, aber bei Deinem Sonderwunsch: "Ordentlich Muggies (Kraft), wenig Weg (kaum Hub) aber möglichst hohe Stellgenauigkeit (Auflösung; kaum Hub)", sollte es nicht allzu viele Alternativen geben. Der Öldruck in einem Bremskreis liegt schließlich im 3-stelligen Bereich. Vergiss bitte auch nicht, dass Hydraulik extrem Kompakt ist (Kraft:Volumen) und eine Alternative selten in eine bestehende Bremsanlage Integrierbar ist.
Eine recht exotische Lösung wäre ein Piezo-Stack. Die Kenne ich aber nur aus der Lehre. Die sind relativ Kompakt, fast Spannungsproportional und mit 300V oder vielleicht einem Spannungsverdoppler zu betreiben. Ordentlich Muggies haben die auch. Ob es die, in freier Wildbahn außerhalb von Einspritzpumpen gibt und wie groß der mögliche Hub ist, kann ich Dir nicht sagen.
Willst du das Ding zugelassen bekommen oder zum Spass haben? Ein wackeliges Kabel, bei dessen abfallen man nicht mehr Bremsen kann, wird glücklicherweise nie zugelassen. Elektrische Zusatzbremsen müssen nicht so verschleissfest und fein dosierbar sein, können also leichter und billiger gebaut werden als konventionelle Bremsen.
MaWin schrieb: > Ein wackeliges Kabel, bei dessen abfallen man nicht mehr Bremsen kann, > wird glücklicherweise nie zugelassen. Viel schlimmer noch: ein Kurzschluss und das Ding macht bei Endgeschw. eine Vollbremsung :-S
elektromechanisch wäre demnach keine gute idee? also im vordergrund steht die zulassung erst mal nicht.. wir bräuchten nur erst einmal einen weg, wie es gehen könnte
ensiferum schrieb: > eines elektrischen > Motorrads (40kW) Gibt es Bilder, bzw. einen Link? Hört sich krass an...
Einer eventuellen Zulassung würden auch die 300V entgegenstehen. Fragt euch mal, warum die Lieblingsspannungen bei 4 Akkumulatoren (48V) liegen. Schon der Sprung auf 5 Stück (60V) ist im wahrsten Sinne des Wortes ein Quantensprung. Natürlich sind die Querschnitte und Ströme bei 300V geringer, aber schenkt den elektrotechnischen Praktikern auch mal ein Ohr. Übrigens: Die meisten FETs haben mit hohen Strömen und supergeringem Ron keine Probleme, bei 300V sieht das Ganze schon ganz anders aus. Kollege IGBT und Thyristor können da bei weitem nicht mithalten. Keine Probleme, wenn Ihr im trockenem (Prüf-)Labor bleibt.
Tach ensi, das sieht nach einem wirklich tollen Projekt aus! Aber ihr müsst dringend eure Texte auf der webside überarbeiten: "Elektrontechnik", "inderdisziplinäres" War da ein Legastheniker am Werk? @Amateur Natürlich ist ein Hochvolt System rechtlich "unangenehmer". Auch schon vor der Zulassung, denn das ist ja offensichlitch ein Hochschulprojekt: Arbeitsschutz und Versicherungsfragen sind da zu beatchten. Aber das wissen die Damen und Herren die sich damit beschäftigen sicherlicht besser als ich ;) Trotzdem ist ein 40kW System nicht so einfach auf Kleinspannung zu betreiben. Die Kabelquerschnitte sind da das geringste Problem. Alle Kontakte egal ob gesteckt(hihi süß) oder geschraubt kochen dir weg. Alles verbackt und fängt an zu gammeln. Thor
Alex S. schrieb: > Arbeitsschutz und Versicherungsfragen sind da zu beatchten. Aber das > wissen die Damen und Herren die sich damit beschäftigen sicherlicht > besser als ich ;) Mit einer rein elektrischen Bremse würden sie nicht mal eine Zulassung nach §19/(6)StVZO als Erprobungsfahrzeug bekommen. ensiferum schrieb: > Fertige Bremslösung diverser > Hersteller (z.B. Continental, Bosch) kommen nicht in Frage, weil da der > Druck des Bremshebels direkt auf das Bremssystem gegeben wird und nicht > wie bei uns über den Microcontroller zwischen geschaltet ist. Und das ist auch gut so! ATE & RB wissen schon warum. Habt ihr euch jemals mit "funktionaler Sicherheit" ISO26262 "Safety integrity Level" ((A)SIL) auseinandergesetzt?
Amateur schrieb: > Die meisten FETs haben mit hohen Strömen und supergeringem Ron > keine Probleme, bei 300V sieht das Ganze schon ganz anders aus. > > Kollege IGBT und Thyristor können da bei weitem nicht mithalten. Warum nicht gleich auf 12V runter? IGBTs sind bekannt dafür, kaum Leistung schalten zu können...;-)
Sicherheit ist auch ein thema.. aber zunächst nicht primär..zu elektromechanische scheibenbremse für motorräder findet man herzlich wenig im netz.. kann es sein, dass elektromechanische scheibenbremse per se nicht verfügbar sind?
Bin jetzt durch Recherche auffallende gestoßen: Motor on Caliper System Hierbei handelt es sich um ein System, bei dem direkt am Bremssattel montierte zusätzliche kleine Motor-Getriebe-Einheiten (auch Direktaktuator genannt) die Bremskolben der hinteren Bremssättel betätigen und so die nötige Feststellkraft erzeugen. In diesem System gibt es keine Seilzüge mehr und der mechanische Betätigungshebel ist durch einen kleinen Elektroschalter ersetzt. Das System ist sehr einfach in ein Fahrzeug zu integrieren, funktioniert aber nur mit Scheibenbremsen. Könnte man ein solches System nicht auch nutzen? Ist zwar für Feststellbremse aber eventuell elektronisch steuerbar.
Mir kommt gerade der Darwin-Award in den Sinn. Vorschlag für eine Grabinschrift: "Tschuldigung. Sicherheit hätte später kommen sollen".
Puh. been there, done that. Die bremse hat ASIL-D. schlimmer geht es nicht mehr. Mittlerweile gibt es im motorradbereich die MSIL Einstufung. Ist etwas entspannter aber entspricht dann immer noch einem ASIL-C. egal was es werden soll: macht euch schlau. Der Ingenieur haftet privat für grobe Fahrlässigkeit. Genug geunk, zum Thema. Schaut euch mal an, wie viel Energie durch die leichte Betätigung der Reibbremse verloren geht wenn man schon bei kleinen Drücken kräftig elektrisch bremst. Das ist nicht so viel. Meines Wissens nach gibt es nur einen Hersteller der am Motorrad ein echtes brake by wire in Serie hat(te). Honda cbr mit cabs. Das müßte zumindest mechanisch Alles bieten was ihr braucht. Viel Erfolg.
ensi schrieb: > Sicherheit ist auch ein thema.. aber zunächst nicht primär..zu > elektromechanische scheibenbremse für motorräder findet man herzlich > wenig im netz.. kann es sein, dass elektromechanische scheibenbremse > per se nicht verfügbar sind? Das ist doch vollkommener Quatsch! Willst Du damit leben, dass euer Testfahrer bei >100 km/h über den Lenker absteigt, weil Dein µC meint, aufgrund einer EMV-Störung vom Motor mal eben den Bremsaktuator zu schließen?? Meiner Meinung nach sind die Anforderungen an ein "Brake-by-wire"-System bei einem Motorrad vergleichbar mit einem "Steer-by-Wire"-System von einem PKW. Denn im Gegensatz zum Auto ist auch der Fehlerfall "Bremse bremst unberechtigt" bei einem Motorrad deutlich kritischer zu bewerten, da die Auswirkungen genauso drastisch sein können, wie der Fehlerfall "Bremse bremst gar nicht". (Bemerkung: Unberechtigter Brems- / Regeleingriff ist zwar auch beim PKW sehr kritisch, führt aber meiner Meinung nach nicht zwangsläufig zu einem Unfall). Somit landet man schnell bei ASIL-D / SIL3 (http://en.wikipedia.org/wiki/Automotive_Safety_Integrity_Level), was bedeutet, dass die Sensorik/Signalverarbeitung dreifach redundant auszulegen ist, die Aktuatorik sowie Spannungsversorgung wenigstens zweifach redundant. Zweifache Redundanz bei Sensorik/Signalverarbeitung (Geber vom Bremshebel + nachgeschaltete Mikrocontroller) ist hier nicht ausreichend, weil schon der Einfachfehler zum Versagen des Bremssystems führt! Wenn sich zwei Systeme gegeneinander plausibilisieren und eine Abweichung feststellen (Fehlerfall), dann besteht nur die Möglichkeit den Fehler zu erkennen, ihn aber nicht zu korrigieren, was beider einer Bremse mit Sicherheit nicht ausreichend sein wird. Anders ausgedrückt, weiß man bei zweifacher Redundanz im Fehlerfall schlichtweg nicht, ob jetzt gebremst wurde oder nicht. Zudem gibt es bei einer Bremse auch keine "standardisierte" Ersatzreaktion wenn der Fehler erkannt wurde. Einfach Lampe im Cockpit an und System deaktivieren geht nicht, so wie das im PKW bei ABS/ESP, Airbag & E-GAS üblich ist (entspricht ASIL-C / SIL-2). Auch "Bremsaktuator betätigen" als Ersatzreaktion führt gerade bei einem Motorrad nicht zu einem sicheren *Zustand*. Gegenvorschlag - was spricht dagegen, es genauso zu machen wie bei einem HEV/BEV in der Automobilindustrie üblich wenn es um das Rekuperieren geht ;-) Die hydraulische Bremse bleibt unverändert erhalten, jedoch der der "Leerweg" des Bremshebels wird vergrößert (allerdings nur soweit, dass die Bremswirkung der Betriebsbremse nicht eingeschränkt wird). Anstatt eines Drucksensors in der Hydraulik kommt ein Wegsensor am Bremshebel zu Einsatz (BTW: den bräuchte man auch bei einer rein elektrischen Bremse). Der Leerweg wird für das elektrische Bremsen/Rekuperation genutzt, ab einer bestimmten Kraft auf dem Bremshebel setzt dann automatisch die normale Betriebsbremse ein. So ein System ist in meinen Augen deutlich unkritischer. Zweifache Redundanz bei Geber & Signalverarbeitung ist hier ausreichend. Das Energierückgewinnungssystem muss den Fehlerfall "lediglich" erkennen können. Die Ersatzreaktion lautet dann, dass elektrische Bremsen/Rekuperation zu verbieten um den sicheren Zustand herzustellen (mit entsprechender Anzeige für den Fahrer). Die Betriebsbremse bleibt davon unbeeinflusst.
Genau so ist es. Hört Auf den Mann, der weiß wovon er spricht.
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