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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Geschwindigkeitsrampensteuerung eines Elektromotors, insbesondere eines Elektromotors eines Druckerzeugers, wie Pumpenantriebs, in einem Hydraulikbremskreis eines Fahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes System und einen Bremskreis.
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Üblicherweise umfassen Hydraulikbremskreise von Fahrzeugen elektrische Druckerzeuger, wie Pumpenantriebe oder Pumpen, durch die der Druck im Bremskreis gezielt erhöht oder gehalten werden kann. Die elektrischen Druckerzeuger weisen Elektromotoren auf, die durch Pulsbreitenmodulation (PWM) der an dem Elektromotor angelegten Spannung angetrieben werden. Mittels der Pulsbreitenmodulation kann die Drehzahl des Elektromotors gezielt erhöht oder verringert werden. Dadurch kann eine Steuerung des durch den Druckerzeuger bereitgestellten Drucks während der Betätigung der Bremsen oder während eines Assistenzmodus, wie zum Beispiel ABS-Betriebs der elektronischen Stabilitätssteuerung, ermöglicht werden.
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Insbesondere beim Einschalten oder Ausschalten des Elektromotors, aber auch bei einer Erhöhung oder Verringerung der Drehzahl, kann es zu großen Stromanstiegsraten (current slew rate), großen Spannungsanstiegsraten (voltage slew rate), Spannungsspitzen, insbesondere Überspannungsspitzen (overvoltage spikes) und/oder induktive Spannungsspitzen (inductive voltage spikes), und/oder Rückstrom / Sperrstrom (reverse current) kommen. Dadurch können elektronische Bauteile zerstört werden. Auch die Effizienz und/oder die Kontrolle beim Start und Stopp und bei der Drehzahlanpassung des Motors kann dadurch negativ beeinflusst sein. Bekannte Software- oder Hardware-Lösungen haben zudem den Nachteil, dass neben zusätzlichen elektronischen Bauteilen, wie Filter, eine starke Auslastung der Zentraleinheit (CPU), wie Prozessor, eines Mikrocomputers oder Mikrocontrollers nötig ist, wodurch die Leistung anderer, insbesondere softwarebezogener, Funktionen verringert wird.
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Aus dem Dokument
WO 2020/086116 A1 ist beispielsweise eine automatisierte Geschwindigkeitsrampensteuerung von Beschleunigung und Verzögerung eines Schrittmotors mittels eines numerisch gesteuerten Oszillators bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Vorrichtung strukturell und/oder funktionell zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren funktionell zu verbessern. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes System sowie einen eingangs genannten Bremskreis strukturell und/oder funktionell zu verbessern.
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Die Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einem System mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und einem Bremskreis mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Ferner wird die Aufgabe gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Vorteilhafte Ausführungen und/oder Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Vorrichtung kann zur Geschwindigkeitsrampensteuerung eines Elektromotors dienen und/oder ausgebildet sein. Die Vorrichtung kann zur Beschleunigung und/oder Verzögerung des Elektromotors dienen und/oder ausgebildet sein. Die Vorrichtung kann als eine Schaltung, beispielsweise elektronische Schaltung, ausgebildet und/oder realisiert sein. Der Elektromotor kann ein Gleichstrommotor sein, beispielsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor. Der Elektromotor kann ein mehrphasiger, wie zweiphasiger oder dreiphasiger, Elektromotor sein. Der Elektromotor kann ein Elektromotor eines Druckerzeugers, wie eines Pumpenantrieb oder einer Pumpe, insbesondere in einem Hydraulikbremskreis eines Fahrzeugs sein. Die Pumpe kann eine Hydraulikpumpe sein. Der Elektromotor kann Teil des Druckerzeugers und/oder der Pumpe sein. Die Vorrichtung kann zu Pumpenmotorsteuerung dienen und/oder ausgebildet sein. Die Vorrichtung kann eine Motorsteuerschaltung sein und/oder umfassen. Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug sein. Das Kraftfahrzeug kann ein Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen sein. Der Druckerzeuger kann Teil einer Bremsanlage und/oder eines Fahrdynamiksystems sein. Die Bremsanlage kann ein Fahrzeugbremssystem und/oder eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage sein. Die Bremsanlage kann beispielsweise ein hydraulisches Fahrzeugbremssystem sein. Die Bremsanlage kann ein Fahrsicherheitssystem und/oder Fahrdynamikregelsystem umfassen und/oder mit diesem gekoppelt sein. Der Druckerzeuger kann Teil des Fahrsicherheitssystems und/oder Fahrdynamikregelsystems sein. Der Elektromotor kann mit einem pulsbreitenmodulierten (PWM) Signal gesteuert und/oder angetrieben sein oder werden.
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Die Vorrichtung kann eine Zeitgeberschaltung (timer) umfassen. Die Zeitgeberschaltung kann zum Bereitstellen und/oder Erzeugen eines Zeitgebersignals dienen und/oder ausgebildet sein. Die Zeitgeberschaltung kann eine Timer-Einheit sein. Zeitgeberschaltung kann eine Oszillatorschaltung sein oder umfassen. Das Zeitgebersignal kann Taktimpulse und/oder eine definierte Frequenz der Taktimpulse aufweisen und/oder definieren. Die Zeitgeberschaltung kann einen Zeitgeber aufweisen. Die Zeitgeberschaltung kann ausgebildet sein, ein Zeitgebersignal mit Taktimpulsen und/oder mit einer definierten Frequenz bzw. Periode der Taktimpulse zu erzeugen. Beispielsweise kann die Zeitgeberschaltung ein Zeitgebersignal mit einer Periode von 100 µs und/oder einer Frequenz von 10 kHz erzeugen und/oder bereitstellen. Das Zeitgebersignal kann alle 100 µs einen Taktimpuls aufweisen. Das Zeitgebersignal der Zeitgeberschaltung kann synchron zu dem pulsbreitenmodulierten Signal einer Pulsbreitenmodulations-Schaltung sein und/oder mittels der Zeitgeberschaltung erzeugt werden.
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Die Vorrichtung kann einen Speicher umfassen. Der Speicher kann zum zumindest temporären Speichern zumindest eines Tastgrads ausgebildet sein. Der Speicher kann ein Speicher mit wahlfreiem/direktem Zugriff (Random-Access Memory, RAM) und/oder Direktzugriffsspeicher sein. Der Speicher kann ein Puffer-Speicher (Buffer, RAM Buffer) sein.
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Der Tastgrad (duty cycle) kann für ein pulsbreitenmoduliertes Signal sein und/oder für dessen Erzeugung dienen. Der Tastgrad kann ein Wert, wie Tastgradwert, sein. Der Tastgrad kann in Prozent angegeben und/oder ein Prozentwert sein bzw. definieren. Der Tastgrad kann einen Wert zwischen 0% und 100% sein, beispielsweise 90%, 85% oder 10%. Das pulsbreitenmodulierte Signal kann eine Pulsdauer und/oder eine Periodendauer und/oder einen Tastgrad aufweisen und/oder dadurch definiert und/oder erzeugt sein oder werden. Die Pulsdauer kann die Dauer einer High-Phase sein. Die Periodendauer kann die Dauer einer High-Phase und einer Low-Phase aufweisen. Der Tastgrad kann ein Tastverhältnis sein. Der Tastgrad kann das Verhältnis der Pulsdauer zu der Periodendauer des pulsbreitenmodulierten Signals definieren bzw. sein. Die Pulsbreitenmodulation (Pulse Width Modulation, PWM) kann eine Modulationsart sein, bei der eine technische Größe, wie elektrischer Strom oder elektrische Spannung, zwischen zwei Werten wechselt. Dabei kann bei konstanter Frequenz bzw. Periodendauer der Tastgrad eines Rechteckimpulses moduliert sein, also die Breite der ihn bildenden Pulse. Mittels Variation des Tastgrades kann bei konstanter Frequenz bzw. Periodendauer die Pulsdauer angepasst und/oder variiert und/oder moduliert werden. Das pulsbreitenmodulierte (PWM) Signal kann die Rechteckimpulse aufweisen. Das pulsbreitenmodulierte (PWM) Signal kann den Wechsel zwischen den zwei Werten der technischen Größe definieren.
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Die Vorrichtung kann eine Steuereinheit (AMSC) umfassen. Die Steuereinheit kann eine Steuerschaltung sein. Die Steuereinheit kann ein Prozessor (CPU) sein oder umfassen. Die Steuereinheit kann eine elektronische Steuerung sein oder umfassen. Die Steuereinheit kann zum Bereitstellen des zumindest einen Tastgrads in dem Speicher dienen und/oder ausgebildet sein. Die Steuereinheit kann zum Bestimmen des zumindest einen Tastgrads dienen und/oder ausgebildet sein. Die Steuereinheit kann zum Bestimmen mehrerer Tastgrade und/oder einer Tastgradgruppe und/oder einer Tastgradfolge dienen und/oder ausgebildet sein. Die Steuereinheit kann zum Bereitstellen und/oder Erzeugen eines Startsignals dienen und/oder ausgebildet sein.
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Die Steuereinheit kann ausgebildet sein, das Startsignals basierend auf einem Ausschaltbefehl zum Ausschalten des Motors und/oder einem Einschaltbefehl zum Einschalten des Motors und/oder einem Änderungsbefehl, wie Drehzahländerungsbefehl, zum Ändern einer Drehzahl des Motors bereitzustellen und/oder zu erzeugen. Der Ausschaltbefehl / Stoppbefehl kann ein, beispielsweise von der Steuereinheit empfangenes oder erzeugtes, Ausschaltsignal und/oder Stoppsignal sein. Der Einschaltbefehl / Startbefehl kann ein, beispielsweise von der Steuereinheit empfangenes oder erzeugtes, Einschaltsignal und/oder Startsignal sein. Der Änderungsbefehl kann ein, beispielsweise von der Steuereinheit empfangenes oder erzeugtes, Änderungssignal sein. Der Drehzahländerungsbefehl kann ein, beispielsweise von der Steuereinheit empfangenes, Drehzahländerungssignal sein. Der Änderungssignal und/oder Drehzahländerungsbefehl kann ein Befehl / Signal zum Einstellen einer definieren Drehzahl oder zum Erhöhen der Drehzahl oder zum Verringern der Drehzahl sein. Der Drehzahländerungsbefehl kann ein Drehzahlerhöhungsbefehl / Drehzahlerhöhungssignal oder Drehzahlverringerungsbefehl / Drehzahlverringerungssignal sein.
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Die Vorrichtung kann eine Speicherdirektzugriff-Steuerschaltung (Direct Memory Access, DMA) umfassen. Die Speicherdirektzugriff-Steuerschaltung kann ausgebildet sein, das Startsignal der Steuereinheit und/oder das Zeitgebersignal der Zeitgeberschaltung zu empfangen. Die Speicherdirektzugriff-Steuerschaltung kann ausgebildet sein, den zumindest einen Tastgrad aus dem Speicher bereitzustellen und/oder zu übertragen. Die Speicherdirektzugriff-Steuerschaltung kann ausgebildet sein, zum Zeitpunkt eines Taktimpulses des Zeitgebersignals den zumindest einen Tastgrad aus dem Speicher, beispielsweise einer Pulsbreitenmodulations-Schaltung zum Erzeugen eines pulsbreitenmodulierten Signals, bereitzustellen und/oder an diese zu übertragen, insbesondere dann, wenn das Startsignal der Steuereinheit zuvor empfangen wurde.
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Die Vorrichtung kann die Pulsbreitenmodulations-Schaltung umfassen. Die Pulsbreitenmodulations-Schaltung kann ausgebildet sein, ein pulsbreitenmoduliertes Signal zu erzeugen und/oder bereitzustellen, insbesondere basierend auf dem bereitgestellten und/oder übertragenen zumindest einen Tastgrad und/oder mehreren Tastgraden und/oder auf einer Tastgradgruppe und/oder auf einer Tastgradfolge. Die Vorrichtung kann ausgebildet sein, den Tastgrad des, insbesondere von der Pulsbreitenmodulations-Schaltung zu erzeugenden und/oder bereitzustellenden, pulsbreitenmodulierten Signals zu aktualisieren, beispielsweise fortlaufend und/oder während eines, insbesondere von der Steuereinheit, bestimmten Zeitintervalls zu aktualisieren. Das erzeugte und/oder bereitgestellte pulsbreitenmodulierte Signal kann zur Steuerung des Elektromotors dienen und/oder eingesetzt werden. Das erzeugte und/oder bereitgestellte pulsbreitenmodulierte Signal kann zur Regelung des Stroms und/oder der Spannung für den Elektromotor dienen und/oder eingesetzt werden. Durch Veränderung des Potentials an dem Anschluss des Elektromotors mittels des pulsbreitenmodulierten Signals kann die über den Elektromotor abfallende Spannung und/oder der durch den Elektromotor fließende Strom geregelt bzw. gesteuert werden. Die Pulsbreitenmodulations-Schaltung und/oder die Pulsbreitenmodulation kann in allen Betriebszuständen/situationen des Elektromotors im Einsatz sein oder zum Einsatz kommen.
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Der Speicher kann zum temporären Speichern von mehreren Tastgraden, beispielsweise in einer Tabelle, ausgebildet sein. Die Steuereinheit kann ausgebildet sein, mehrere Tastgrade zu bestimmen und/oder in dem Speicher, beispielsweise in einer Tabelle, als Tastgradgruppe und/oder Tastgradfolge bereitzustellen und/oder zu speichern. Die Tastgradgruppe kann eine Folge von Tastgraden sein. Die Tastgrade bzw. Werte der Tastgrade einer Tastgradgruppe und/oder Tastgradfolge können nacheinander abnehmen oder nacheinander zunehmen. Die Tastgrade der Tastgradgruppe und/oder Tastgradfolge können schrittweise, beispielsweise in 2%, 5% 10%, 15% oder 20% Schritten abnehmen oder zunehmen. Die Tastgradgruppe und/oder Tastgradfolge kann beispielsweise 2 bis 10 Tastgrade aufweisen. Beispielsweise kann die Tastgradgruppe und/oder Tastgradfolge 8 oder 10 Tastgrade aufweisen. Zum Beispiel kann die Tastgradgruppe und/oder Tastgradfolge Tastgrade mit den Werten 90%, 85%, 70%, 55%, 40%, 25%, 25%, 10% und 0% aufweisen.
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Die Steuereinheit kann ausgebildet sein, ein Zeitintervall zu bestimmen. Die Steuereinheit kann ausgebildet sein, basierend auf dem bestimmten Zeitintervall eine Anzahl von Tastgraden für eine Tastgradgruppe und/oder Tastgradfolge zu bestimmen und/oder in dem Speicher, beispielsweise in einer Tabelle, bereitzustellen und/oder zu speichern. Das Zeitintervall kann abhängig von dem Zeitgebersignal und/oder den Taktimpulsen und/oder der Frequenz des Zeitgebersignals sein und/oder darauf basieren. Das Zeitintervall kann eine bestimmte Anzahl an Taktimpulsen definieren. Jedem Tastgrad kann eine Taktimpuls zugeordnet sein oder werden. Das Zeitintervall kann beispielsweise 1 ms betragen. Die Steuereinheit kann ausgebildet sein, für ein Zeitintervall von 1 ms, acht oder zehn, insbesondere zunehmende oder abnehmende, Tastgrade zu bestimmen und/oder in dem Speicher, beispielsweise in einer Tabelle, bereitzustellen und/oder zu speichern.
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Die Speicherdirektzugriff-Steuerschaltung kann ausgebildet sein, basierend auf den Taktimpulsen des Zeitgebersignals und/oder während des, insbesondere von der Steuereinheit, vorbestimmten Zeitintervalls, einen fortlaufend neuen Tastgrad aus dem Speicher bereitzustellen und/oder zu übertragen. Die Speicherdirektzugriff-Steuerschaltung kann ausgebildet sein, basierend auf den Taktimpulsen des Zeitgebersignals und/oder während des, insbesondere von der Steuereinheit, vorbestimmten Zeitintervalls, der Pulsbreitenmodulations-Schaltung einen fortlaufend neuen Tastgrad aus dem Speicher bereitzustellen und/oder an diese zu übertragen.
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Die Speicherdirektzugriff-Steuerschaltung kann ausgebildet sein, zu jedem Zeitpunkt eines Taktimpulses des Zeitgebersignals und/oder während des, insbesondere von der Steuereinheit, vorbestimmten Zeitintervalls, einen Tastgrad aus dem Speicher bereitzustellen und/oder zu übertragen, wobei jeweils der nächste Tastgrad der Tastgradgruppe und/oder Tastgradfolge bereitgestellt und/oder übertragen wird. Die Speicherdirektzugriff-Steuerschaltung kann ausgebildet sein, zu jedem Zeitpunkt eines Taktimpulses des Zeitgebersignals und/oder während des, insbesondere von der Steuereinheit, vorbestimmten Zeitintervalls, der Pulsbreitenmodulations-Schaltung einen Tastgrad aus dem Speicher bereitzustellen und/oder an diese zu übertragen, wobei jeweils der nächste Tastgrad der Tastgradgruppe und/oder Tastgradfolge bereitgestellt und/oder übertragen wird.
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Die Vorrichtung und/oder die Pulsbreitenmodulations-Schaltung kann zumindest ein Register, wie Schattenregister und/oder Datenregister, aufweisen. Beispielsweise kann die Vorrichtung und/oder die Pulsbreitenmodulations-Schaltung zwei Register aufweisen. Die Speicherdirektzugriff-Steuerschaltung kann ausgebildet sein, den zumindest einen Tastgrad aus dem Speicher dem zumindest einen Register, wie Schattenregister und/oder Datenregister, bereitzustellen und/oder zu diesem zu übertragen. Die Speicherdirektzugriff-Steuerschaltung kann ausgebildet sein, basierend auf den Taktimpulsen des Zeitgebersignals und/oder während des, insbesondere von der Steuereinheit, vorbestimmten Zeitintervalls, dem zumindest einen Register einen fortlaufend neuen Tastgrad aus dem Speicher bereitzustellen und/oder zu diesem zu übertragen. Die Speicherdirektzugriff-Steuerschaltung kann ausgebildet sein, zu jedem Zeitpunkt eines Taktimpulses des Zeitgebersignals und/oder während des, insbesondere von der Steuereinheit, vorbestimmten Zeitintervalls, dem zumindest einen Register einen Tastgrad aus dem Speicher bereitzustellen und/oder zu diesem zu übertragen, wobei jeweils der nächste Tastgrad der Tastgradgruppe und/oder Tastgradfolge bereitgestellt und/oder übertragen wird. Die Pulsbreitenmodulations-Schaltung kann ausgebildet sein, die Tastgrade aus dem zumindest einen Register zu lesen.
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Ein System kann ein Bremssystem sein, insbesondere für ein Fahrzeug. Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug sein. Das Kraftfahrzeug kann ein Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen sein. Das Bremssystem kann eine Bremsanlage und/oder ein Fahrdynamiksystem sein. Die Bremsanlage kann ein Fahrzeugbremssystem und/oder eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage sein. Das Bremssystem bzw. die Bremsanlage kann beispielsweise ein hydraulisches Fahrzeugbremssystem sein. Das Bremssystem kann ein Fahrsicherheitssystem und/oder Fahrdynamikregelsystem sein oder umfassen und/oder mit diesem gekoppelt sein.
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Das System kann einen Elektromotor, beispielsweise einen Elektromotor eines Druckerzeugers, wie Pumpenantriebs oder Pumpe, in einem Hydraulikbremskreis des Fahrzeugs sein. Der Elektromotor kann wie vorstehend und/oder nachfolgend beschrieben ausgebildet sein und/oder betrieben bzw. gesteuert werden. Der Druckerzeugers kann wie vorstehend und/oder nachfolgend beschrieben ausgebildet sein und/oder betrieben bzw. gesteuert werden. Der Hydraulikbremskreis kann wie vorstehend und/oder nachfolgend beschrieben ausgebildet sein. Das System kann eine Vorrichtung zur Geschwindigkeitsrampensteuerung des Elektromotors umfassen. Die Vorrichtung kann wie vorstehend und/oder nachfolgend beschrieben ausgebildet sein und/oder betrieben bzw. gesteuert werden.
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Ein Bremskreis kann für ein Fahrzeug sein. Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug sein. Das Kraftfahrzeug kann ein Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen sein. der Bremskreis kann ein Hydraulikbremskreis sein. Der Bremskreis kann Teil eines Bremssystems und/oder einer Bremsanlage sein.
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Der Bremskreis kann zumindest einen Hydraulikkreis umfassen. Der zumindest eine Hydraulikkreis kann mindestens einen Bremskolben umfassen. Der zumindest eine Hydraulikkreis kann ein eingeschlossenes Hydraulikfluidvolumen umfassen. Der Bremskreis kann einen Druckerzeuger, insbesondere Pumpenantrieb und/oder Pumpe, umfassen. Der Druckerzeuger kann durch einen Elektromotor angetrieben sein oder werden. Der Druckerzeuger und/oder Elektromotor kann wie vorstehend und/oder nachfolgend beschrieben ausgebildet sein und/oder betrieben bzw. gesteuert werden. Der Druckerzeuger kann ausgebildet sein, bei Betrieb des Druckerzeugers nach dem Starten des Elektromotors die Druckbeaufschlagung des Hydraulikfluids in dem Bremskreis zu erhöhen. Der Bremskreis kann eine Vorrichtung zur Geschwindigkeitsrampensteuerung des Elektromotors umfassen. Die Vorrichtung kann wie vorstehend und/oder nachfolgend beschrieben ausgebildet sein und/oder betrieben bzw. gesteuert werden. Die Vorrichtung kann dem Druckerzeuger und/oder dem Elektromotor des Druckerzeugers zugeordnet sein und/oder den Elektromotor des Druckerzeugers steuern.
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Ein Verfahren kann zur Geschwindigkeitsrampensteuerung eines Elektromotors dienen und/oder sein. Der Elektromotor kann ein Elektromotor eines Druckerzeugers, wie Pumpenantriebs oder Pumpe, in einem Hydraulikbremskreis eines Fahrzeugs sein. Der Elektromotor kann wie vorstehend und/oder nachfolgend beschrieben ausgebildet sein und/oder betrieben bzw. gesteuert werden. Das Verfahren kann zur Beschleunigung und/oder Verzögerung des Elektromotors und/oder zur Drehzahlanpassung einer Drehzahl des Elektromotors dienen und/oder sein.
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Das Verfahren kann den Schritt umfassen: Bereitstellen eines Zeitgebersignals. Das Zeitgebersignal kann Taktimpulse und/oder eine definierte Frequenz der Taktimpulse aufweisen. Das Zeitgebersignal kann synchron zu dem pulsbreitenmodulierten Signal der Pulsbreitenmodulations-Schaltung sein und/oder erzeugt und/oder bereitgestellt werden.
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Das Verfahren kann den Schritt umfassen: Bereitstellen zumindest eines Tastgrads für ein pulsbreitenmoduliertes Signal in einem Speicher. Der zumindest eine Tastgrad kann das Verhältnis einer Pulsdauer zu einer Periodendauer des pulsbreitenmodulierten Signals definieren. Der zumindest eine Tastgrad kann in dem Speicher zumindest temporär gespeichert werden. Es können mehrere Tastgrade, insbesondere in einer Tabelle, in dem Speicher zumindest temporär gespeichert werden.
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Es können mehrere Tastgrade bestimmt werden und/oder in dem Speicher, insbesondere in einer Tabelle, als Tastgradgruppe bereitgestellt und/oder gespeichert werden. Die Tastgrade einer Tastgradgruppe können nacheinander abnehmen oder nacheinander zunehmen.
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Das Verfahren kann den Schritt umfassen: Bereitstellen eines Startsignals. Das Startsignal kann basierend auf einem Ausschaltbefehl / Ausschaltsignal zum Ausschalten des Motors und/oder einem Einschaltbefehl / Einschaltsignal zum Einschalten des Motors und/oder einem Änderungsbefehl / Änderungssignal, wie Drehzahländerungsbefehl, zum Ändern einer Drehzahl des Motors bereitgestellt und/oder erzeugt werden.
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Das Verfahren kann den Schritt umfassen: basierend auf dem Startsignal und/oder zum Zeitpunkt eines Taktimpulses des Zeitgebersignals, Bereitstellen und/oder Übertragen des zumindest einen Tastgrads aus dem Speicher, insbesondere an eine Pulsbreitenmodulations-Schaltung, unter Verwendung eines Speicherdirektzugriffs.
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Eine Speicherdirektzugriff-Steuerschaltung kann das Startsignal und das Zeitgebersignal empfangen. Wenn das Startsignal empfangen wurde, kann zum Zeitpunkt eines Taktimpulses des Zeitgebersignals der zumindest einen Tastgrad aus dem Speicher, insbesondere der Pulsbreitenmodulations-Schaltung zum Erzeugen eines pulsbreitenmodulierten Signals, bereitstellt und/oder, insbesondere an Pulsbreitenmodulations-Schaltung, übertragen werden.
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Es kann ein Zeitintervall bestimmt werden. Basierend auf dem bestimmten Zeitintervall kann eine Anzahl von Tastgraden für eine Tastgradgruppe und/oder Tastgradfolge bestimmt werden und/oder in dem Speicher bereitgestellt und/oder gespeichert werden.
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Basierend auf den Taktimpulsen des Zeitgebersignals und/oder während des vorbestimmten Zeitintervalls kann, insbesondere der Pulsbreitenmodulations-Schaltung, ein fortlaufend neuer Tastgrad aus dem Speicher bereitgestellt und/oder, insbesondere an Pulsbreitenmodulations-Schaltung, übertragen werden.
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Zu jedem Zeitpunkt eines Taktimpulses des Zeitgebersignals und/oder während des vorbestimmten Zeitintervalls kann, insbesondere der Pulsbreitenmodulations-Schaltung, ein Tastgrad aus dem Speicher bereitgestellt und/oder, insbesondere an die Pulsbreitenmodulations-Schaltung, übertagen werden, wobei jeweils der nächste Tastgrad der Tastgradgruppe und/oder Tastgradfolge bereitgestellt und/oder übertragen wird.
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Der zumindest eine Tastgrad aus dem Speicher kann zumindest einem Register, wie Schattenregister und/oder Datenregister, insbesondere zumindest einem Register der Pulsbreitenmodulations-Schaltung oder der Vorrichtung, bereitgestellt und/oder zu diesem übertragen werden. Der zumindest eine Tastgrad oder die Tastgrade kann/können, beispielsweise durch die Pulsbreitenmodulations-Schaltung, aus dem zumindest einen Register gelesen, wie ausgelesen, werden. Der zumindest eine Tastgrad oder die Tastgrade kann/können aus dem zumindest einen Register an die Pulsbreitenmodulations-Schaltung übertragen werden.
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Basierend auf dem zumindest einen Tastgrad und/oder den Tastgraden kann, insbesondere mittels der Pulsbreitenmodulations-Schaltung, ein pulsbreitenmoduliertes Signal zum Steuern des Elektromotors und/oder zur Regelung und/oder Steuerung der dem Elektromotor zugeführten Spannung und/oder Strom erzeugt werden.
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Ein Computerprogrammprodukt kann eine Vorrichtung dazu veranlassen, das vorstehend und/oder nachfolgend beschriebene Verfahren, insbesondere zur Geschwindigkeitsrampensteuerung eines Elektromotors, auszuführen. Die Vorrichtung kann wie vorstehend und/oder nachfolgend beschrieben ausgebildet sein und/oder betrieben werden. Ein Computerprogrammprodukt kann Programmcodemittel umfassen, um bei einem Ausführen des Computerprogrammproduktes auf einem Prozessor das vorstehend und/oder nachfolgend beschriebene Verfahren, insbesondere zur Geschwindigkeitsrampensteuerung eines Elektromotors, auszuführen. Ein Computerprogrammprodukt kann eine, beispielsweise elektronische, Steuerung und/oder Steuer- und/oder Recheneinheit/gerät, einen Prozessor oder einen Computer, dazu veranlassen, das vorstehend und/oder nachfolgend beschriebene Verfahren, insbesondere zur Geschwindigkeitsrampensteuerung eines Elektromotors, auszuführen. Hierzu kann das Computerprogrammprodukt entsprechende Datensätze und/oder Programmcodemittel und/oder das Computerprogramm und/oder ein Speichermedium zum Speichern der Datensätze bzw. des Programms aufweisen.
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Mit anderen Worten kann die PWM von der GTM (General Timer Module)-Peripherie des MainMicroControllers erzeugen sein oder werden. Das Tastgrad / Tastverhältnis (duty cycle) kann automatisch intern in jedem PWM-Zyklus aus dem Schattenregister (shadow register) eines dedizierten Timers geladen sein oder werden. Während des aktuellen PWM-Zyklus kann das Shadow-Register (per Software oder DMA) für den nächsten Zyklus aktualisiert werden. Am Ende des Zyklus kann der Timer den neuen Wert (aus dem Shadow-Register) für den neuen Zyklus übernehmen. Für eine beispielsweise sanfte Rampe nach unten, kann jeder PWM-Zyklus seinen eigenen Duty-Cycle-Wert haben und/oder zugewiesen bekommen. Hierfür kann der DMA (Direct Memory Access) verwendet werden. Vor einer Abschaltung (PWM-Aus oder Duty Cycle ist 0) kann ein Puffer (Buffer) erzeugt oder generiert werden, der einen Wert für jeden Zyklus definiert. Durch die Aufforderung Abschaltung kann ein DMA-Kanal, die Werte für jeden Zyklus der PWM zu übernehmen bzw. bereitstellen. Hierfür kann intern eine zusätzliche PWM oder zusätzlicher Timer laufen, die / der dann den DMA-Transfer anstößt. Der DMA kann den RAM-Pufferwert in ein Schattenregister übertragen. Durch Anpassung der PWM innerhalb einer 1 ms (kann durch die anfordernde Anwendung vorgegeben sein), kann der DMA 8-mal einen neuen Pufferwert (wegen des Task-Jitter (zeitliche Taktzittern) können die letzten 2 Transfers nicht durchgeführt werden; letzte oder „alte“ Werte können automatisch übernommen werden). Hierdurch kann das PWM-Tastverhältnis/Tastgrad ohne Erhöhung der CPU-Last (des MainMicroControllers) in jedem Zyklus angepasst werden. Dies kann auch für ein sanftes Hochfahren der PWM oder andere Leistungen (Modulation des Tastverhältnisses/Tastgrades während des Betriebs) durchgeführt werden.
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Mit der Erfindung können große Stromanstiegsraten (current slew rate) und/oder große Spannungsanstiegsraten (voltage slew rate) und/oder Spannungsspitzen, insbesondere Überspannungsspitzen (over-voltage spikes) und/oder induktive Spannungsspitzen (inductive voltage spikes) und/oder Rückstrom / Sperrstrom (reverse current) vermieden werden. Eine Zerstörung von elektronischen Bauteilen kann verhindert werden. Die Effizienz und/oder die Kontrolle beim Start und Stopp und/oder bei der Drehzahlanpassung des Motors kann verbessert werden. Die Auslastung einer Zentraleinheit (CPU), wie Prozessor, eines Mikrocomputers oder Mikrocontrollers kann verringert werden. Die Leistung kann verbessert und/oder erhöht werden.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben, dabei zeigen schematisch und beispielhaft:
- 1 ein Fahrzeug mit einem Hydraulikbremskreis und eine Vorrichtung zum Geschwindigkeitsrampensteuerung eines Elektromotors;
- 2 schematisch die Vorrichtung zum Geschwindigkeitsrampensteuerung des Elektromotors;
- 3 schematisch die Vorrichtung gemäß 2; und
- 4 ein erzeugtes pulsbreitenmoduliertes Signal.
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1 zeigt schematisch ein Fahrzeug mit einen Hydraulikbremskreis 1, der einem Kolben 2 einer Bremse 3 Hydraulikfluid zuführt. Der Kolben 2 drückt einen Bremsbelag gegen einen Bremsrotor 4, wobei der angelegte Druck durch den Druck des Fluids bestimmt wird. Beim normalen Fahren wird der Bremsbelag von dem Bremsrotor 4 entfernt gehalten und der Bremsrotor 4 dreht sich ungehindert mit dem zugeordneten Rad des Fahrzeugs. Während des Bremsens wird der Druck erhöht, wodurch bewirkt wird, dass die Reibungskraft zwischen dem Bremsbelag und dem Bremsrotor 4 zunimmt. Dadurch wird Wärme erzeugt, und die Umwandlung der Drehenergie der Scheibe in Wärme ist der hauptsächliche Mechanismus, durch den die Bremsen das Rad des Fahrzeugs verlangsamen.
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Der Druck des Fluids wird dadurch gesteuert, dass ein Fahrer auf ein Bremspedal 5 drückt, das einen Hauptbremszylinder betätigt. Darüber hinaus ist eine Pumpe 6 in dem Kreis vorgesehen. Die Pumpe 6 umfasst einen Elektromotor 7 und mindestens einen Kolben, wobei sich der Kolben bei Zufuhr von Leistung zu dem Elektromotor 7 bewegt, wobei diese Bewegung des Kolbens das Fluid in dem Kreis mit Druck beaufschlagt. Die Pumpe 6 gestattet einen rapiden Anstieg des Drucks unabhängig von einer Betätigung des Pedals 5 durch den Fahrer, wodurch gestattet wird, dass die Bremsen vorab mit Druck beaufschlagt werden, wenn das Fahrzeug erfasst, dass eine Notbremsung erforderlich ist, oder womöglich die Bereitstellung des Drucks, der erforderlich ist, um zu gestatten, dass die Bremsen für einen ABS-Betrieb oder elektronische Stabilitätssteuerung unabhängig von dem Bremspedal 5 betätigt werden.
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Der Elektromotor 7 ist über eine als elektronische Schaltung ausgebildete Vorrichtung 8 mit einer Batterie 9 des Fahrzeugs verbunden. Die Vorrichtung 8 umfasst eine Pulsbreitenmodulations-Schaltung 10 zum Erzeugen eines pulsbreitenmodulierten Signals. Die Pulsbreitenmodulations-Schaltung 10 kann eine Spannungs- und Stromregelschaltung aufweisen. Die Pulsbreitenmodulations-Schaltung 10 umfasst in der Regel eine Mikrosteuerung und stellt ein pulsbreitenmoduliertes Signal als Reaktion auf Eingangssignale bereit, die ihr von verschiedenen Sensoren und/oder anderen Komponenten, die über das Fahrzeug hinweg verteilt sind, zugeführt werden können, als Funktion eines eingebauten Steueralgorithmus zu. Die Pulsbreitenmodulations-Schaltung 10 reguliert den Strom und die Spannung, der bzw. die dem Elektromotor 7 zu einem beliebigen Zeitpunkt zugeführt wird, und steuert somit den Betrieb der Pumpe 6.
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Die Vorrichtung 8 kann durch einen EMV-Filter von der Batterie 9 isoliert sein, der verhindert, dass elektrische Störungen in der Batterieversorgungsleitung die Vorrichtung 8 und den Elektromotor 7 erreichen. Die Störungen können den Elektromotor 7 beschädigen, wenn sie nicht herausgefiltert werden.
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2 und 3 zeigen schematisch die Vorrichtung 8 zur Geschwindigkeitsrampensteuerung des Elektromotors 7 der Pumpe 6.
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Die Vorrichtung 8 umfasst neben der Pulsbreitenmodulations-Schaltung 10 eine Zeitgeberschaltung 11 zum Bereitstellen eines Zeitgebersignals 17, das Taktimpulse 17 und eine definierte Frequenz der Taktimpulse 19 aufweist. Das Zeitgebersignal 17 der Zeitgeberschaltung wird synchron zu dem pulsbreitenmodulierten Signal der Pulsbreitenmodulations-Schaltung 10 erzeugt. Das Zeitgebersignal 17 weist hier eine Frequenz von 10 kHz sowie Taktimpulse 19 mit einer Periode von 100 µs auf.
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Ferner umfasst die Vorrichtung 8 einen Speicher 12 zum zumindest temporären Speichern zumindest eines Tastgrads für ein pulsbreitenmoduliertes Signal, wobei der zumindest eine Tastgrad das Verhältnis einer Pulsdauer zu einer Periodendauer des pulsbreitenmodulierten Signals definiert. Der Speicher 12 ist ein Puffer-Speicher 12 zum temporären Speichern von mehreren Tastgraden, hier einer Tastgradgruppe/folge mit Tastgradwerten von 90%, 85%, 70%, 55%, 40%, 25%, 10% und 0% in abnehmender Reihenfolge, insbesondere in einer Tabelle 13.
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Die Vorrichtung 8 weist ferner eine Steuereinheit 14 zum Bereitstellen des zumindest einen Tastgrads in dem Speicher 12 und zum Bereitstellen eines Startsignals 15 auf. Die Steuereinheit 14 ist ausgebildet, mehrere Tastgrade zu bestimmen und in dem Speicher 12, insbesondere in der Tabelle 13, als Tastgradgruppe/folge bereitzustellen und zu speichern, wobei die Tastgrade der Tastgradgruppe/folge, in diesem Ausführungsbeispiel, nacheinander abnehmen.
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Die Steuereinheit 14 ist ausgebildet, das Startsignal basierend auf einem Ausschaltbefehl zum Ausschalten des Motors 7 und/oder einem Einschaltbefehl zum Einschalten des Motors 7 und/oder einem Änderungsbefehl, wie Drehzahländerungsbefehl, zum Ändern einer Drehzahl des Motors 7 bereitzustellen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, erfolgt ein Ausschaltbefehl/signal zum Ausschalten des Motors 7. Dementsprechend werden durch die Steuereinheit 14 eine Folge von abnehmenden Tastgraden bestimmt und in dem Speicher 12 gespeichert. Ferner ist die Steuereinheit 14 ausgebildet, ein Zeitintervall, hier 1 ms, zu bestimmen und basierend auf dem bestimmten Zeitintervall eine Anzahl von Tastgraden für eine Tastgradgruppe/folge zu bestimmen und in dem Speicher bereitzustellen und/oder zu speichern. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel soll das Zeitintervall 1 ms betragen und der Vorgang somit innerhalb 1 ms abgeschlossen sein, so dass daher hier 8 Tastgrade bestimmt und der Speicher 12 mit diesen befüllt wird.
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Die Vorrichtung 8 weist ferner eine Speicherdirektzugriff-Steuerschaltung 16 auf, die ausgebildet ist, das Startsignal 15 der Steuereinheit 14 und das Zeitgebersignal 17 der Zeitgeberschaltung 14 zu empfangen und, wenn das Startsignal 15 der Steuereinheit 14 empfangen wurde, zum Zeitpunkt eines Taktimpulses 19 des Zeitgebersignals 17 den zumindest einen Tastgrad aus dem Speicher 12 der Pulsbreitenmodulations-Schaltung 10 zum Erzeugen des pulsbreitenmodulierten Signals bereitzustellen bzw. an diese zu übertragen.
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Dabei überträgt die Speicherdirektzugriff-Steuerschaltung 16 an die Pulsbreitenmodulations-Schaltung 10 basierend auf den Taktimpulsen 19 des Zeitgebersignals 17 und während des vorbestimmten Zeitintervalls einen fortlaufend neuen Tastgrad aus dem Speicher 12. Insbesondere wird zu jedem Zeitpunkt eines Taktimpulses 19 des Zeitgebersignals 17 und während des vorbestimmten Zeitintervalls, einen Tastgrad aus dem Speicher 12 an die Pulsbreitenmodulations-Schaltung 10 übertragen, wobei jeweils der nächste Tastgrad der Tastgradgruppe/folge übertragen wird. Die Vorrichtung 8 und/oder die Pulsbreitenmodulations-Schaltung 10 weist ferner zumindest ein Register 18, wie Schattenregister und/oder Datenregister, auf. Die Speicherdirektzugriff-Steuerschaltung ist ausgebildet, den zumindest einen Tastgrad bzw. die Tastgrade der Tastgradegruppe/folge aus dem Speicher 12 zu dem zumindest einem Register zu übertragen. Die Pulsbreitenmodulations-Schaltung 10 ist ausgebildet, den Tastgrad bzw. die Tastgrade aus dem zumindest einen Register 18 zu lesen. Alternativ oder zusätzlich kann der Tastgrad bzw. die Tastgrade aus dem zumindest einen Register 18 an die Pulsbreitenmodulations-Schaltung 10 übertragen werden.
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Die Pulsbreitenmodulations-Schaltung 10 ist ausgebildet, basierend auf dem zumindest einen Tastgrad und/oder den Tastgraden ein pulsbreitenmoduliertes Signal zum Steuern des Elektromotors 7 der Pumpe 6 zu erzeugen.
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Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.
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4 zeigt schematisch und beispielhaft ein durch die Vorrichtung 8 veranlasstes und dann durch die Pulsbreitenmodulations-Schaltung 10 erzeugtes pulsbreitenmoduliertes Signal 20 mit abnehmender Pulsdauer t und bei konstanter Periode P. Das pulsbreitenmoduliertes Signal 20 wurde mit einer Tastgradfolge mit nacheinander abnehmenden Tastgradwerten von 70% auf 0% über ein Zeitintervall von 1 ms generiert.
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Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 bis 3 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.
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Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es auch Weiterbildungen und/oder Ausführungsbeispiele der Erfindung, die zusätzlich oder alternativ das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweisen.
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Aus den vorliegend offenbarten Merkmalskombinationen können bedarfsweise auch isolierte Merkmale herausgegriffen und unter Auflösung eines zwischen den Merkmalen gegebenenfalls bestehenden strukturellen und/oder funktionellen Zusammenhangs in Kombination mit anderen Merkmalen zur Abgrenzung des Anspruchsgegenstands verwendet werden. Die Reihenfolge und/oder Anzahl der Schritte des Verfahrens kann variiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hydraulikbremskreis
- 2
- Kolben
- 3
- Bremse
- 4
- Bremsrotor
- 5
- Bremspedal
- 6
- Pumpe
- 7
- Elektromotor
- 8
- Vorrichtung
- 9
- Batterie
- 10
- Pulsbreitenmodulations-Schaltung
- 11
- Zeitgeberschaltung
- 12
- Speicher
- 13
- Tabelle
- 14
- Steuereinheit
- 15
- Startsignal
- 16
- Speicherdirektzugriff-Steuerschaltung
- 17
- Zeitgebersignal
- 18
- Register
- 19
- Taktimpulse
- 20
- pulsbreitenmoduliertes Signal
- t
- Pulsdauer
- P
- Periode
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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