DE10343398A1 - External motor control module for brake control systems - Google Patents

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Abstract

Ein elektronisches Bremsregelsystem (1) mit angebauter Elektronik umfasst ein Steuergerät (2), das in unmittelbarer Nähe zu einem eine Hydraulikpumpe antreibenden Gleichstrommotor (3) angeordnet ist, und ein Motoransteuermodul (4), das den Gleichstrommotor (3) ansteuert und das außerhalb des Steuergeräts (2) angeordnet ist. Dadurch können die Betriebsbedingungen, insbesondere die Umgebungstemperatur, des Motoransteuermoduls (4) in einem solchen Rahmen gehalten werden, dass das Motoransteuermodul (4) mit kostengünstigen Bauteilen herstellbar ist und ein zuverlässiger Betrieb des Motoransteuermoduls (4) sichergestellt ist.An electronic brake control system (1) with mounted electronics comprises a control unit (2), which is arranged in immediate proximity to a hydraulic motor driving a DC motor (3), and a Motoransteuermodul (4), which controls the DC motor (3) and the outside of Control unit (2) is arranged. As a result, the operating conditions, in particular the ambient temperature, of the motor drive module (4) can be kept within such a range that the motor drive module (4) can be produced with inexpensive components and a reliable operation of the motor drive module (4) is ensured.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bremsregelsystem umfassend ein Steuergerät und einen Gleichstrommotor zum Antrieb einer Pumpe, insbesondere einer Hydraulikpumpe.The The invention relates to an electronic brake control system comprising a control unit and a DC motor for driving a pump, in particular a hydraulic pump.

Der eine Hydraulikpumpe antreibende Gleichstrommotor eines Bremsregelsystems eines Fahrzeugs muss aus Geräuschgründen in der Drehzahl variiert werden. Dazu wird der Motor mit einem getakteten Strom angesteuert. Bremssysteme des Standes der Technik werden mit einer Taktfrequenz von ca. 25 bis 200 Hz getaktet. Durch die relativ langsame Taktung entstehen hohe Motoranlaufströme mit lückendem Strom, welcher auch in dem Fahrzeugbordnetz für alle daran angeschlossenen Steuergeräte störend bemerkbar ist und das Bordnetz belastet. Die Pulsströme erzeugen Geräusche im Motor, welche im Fahrzeuginnenraum als Brummgeräusch störend wahrgenommen werden. Abhilfe könnte eine hochfrequente Taktung, die oberhalb des hörbaren Bereichs liegt, schaffen. Die durch eine hochfrequente Taktung dann entstehende hohe Verlustleistung muss abgeführt werden. Zusätzlich würden zur Erzeugung gleichförmiger Motorströme große Energiespeicher, beispielsweise in Form von Elektrolytkondensatoren (ELKOS) mit entsprechend großem Bauraum, benötigt. Die Integration einer hochfrequenten Taktung in das Steuergerät des Bremsregelsystems ist auf Grund der hohen Temperaturanforderungen (120°C) und Bauplatzgröße, schwierig.Of the a hydraulic pump driving DC motor of a brake control system a vehicle must be in for noise the speed can be varied. For this the engine is clocked with a clock Current activated. Brake systems of the prior art are with a clock frequency of about 25 to 200 Hz clocked. By the relative slow clocking results in high motor starting currents with gaping current, which also in the vehicle electrical system for all connected control devices is disturbing and that is noticeable Electrical system loaded. The pulse currents generate noise in the engine, which was perceived disturbing in the vehicle interior as a buzzing noise become. Remedy could be create a high-frequency clock that is above the audible range. The resulting high-frequency clocking then high power loss must be removed become. additionally would to produce uniform motor currents size Energy storage, for example in the form of electrolytic capacitors (ELKOS) with correspondingly large Space required. The integration of a high-frequency clocking in the control unit of the brake control system is difficult due to the high temperature requirements (120 ° C) and building lot size.

Mit den bekannten Bremsregelsystemen kann die Drehzahl relativ schlecht geregelt werden da die verwendeten Taktfrequenzen im Bereich 25–200 Hz zu einen lückendem Strom mit ungleichförmigen Motorlauf führen. Die Regelqualität nimmt mit zunehmender Drehzahl ab.With the known brake control systems, the speed can be relatively poor be regulated because the clock frequencies used in the range 25-200 Hz to a gaping Electricity with non-uniform Run the engine. The rule quality decreases with increasing speed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Bremsregelsystem der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass es geräuscharm betrieben, die Verlustleistung einfach abgeführt und der Bauraum für das Bremsregelsystem verringert werden kann.task Therefore, the present invention is a brake control system of the type mentioned above to improve that it is quiet operated, the power dissipation easily dissipated and reduces the space for the brake control system can be.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass bei einem elektronischen Bremsregelsystem der eingangs genannten Art ein Motoransteuermodul zur Ansteuerung des Gleichstrommotors vorgesehen ist, das außerhalb des Steuergeräts angeordnet ist. Die Verwendung eines Motoransteuermoduls hat den Vorteil, dass die Motoransteuerung von dem Steuergerät ausgelagert werden kann. Das Motoransteuermodul, welches auch als Taktmodul bezeichnet werden kann, wird an einem bezüglich Bauraum, Thermik und Klima günstigen Platz im Fahrzeug positioniert. Dies bedeutet, dass im Motorraum weniger Bauraum für das Steuergerät und damit für das Bremsregelsystem benötigt wird. Das Motoransteuermodul kann an einem Ort im Fahrzeug angeordnet werden, wo die Verlustleistung, insbesondere in Form von Wärme, einfach abgeführt werden kann. Vorteilhafterweise ist das Motoransteuermodul außerhalb des Fahrzeugmotorraums angeordnet.Is solved this object according to the invention by that in an electronic brake control system of the aforementioned Art a Motoransteuermodul provided for driving the DC motor is that outside of the control unit is arranged. The use of a Motoransteuermoduls has the Advantage that the motor control outsourced by the control unit can be. The Motoransteuermodul, which also called clock module will be at a regarding installation space, Thermal and climate favorable Place positioned in the vehicle. This means that in the engine compartment less space for the control unit and for that the brake control system needed becomes. The engine control module may be located in a location in the vehicle where the power loss, especially in the form of heat, is easy dissipated can be. Advantageously, the motor drive module is outside the vehicle engine room arranged.

Insbesondere, wenn als Energiespeicher so genannte ELKOS verwendet werden, sind bezüglich der Temperatur und Lebensdauer belastung gewisse Grenzen gesetzt. Durch die Addition der Temperatur des Fahrzeugmotors und der hohen Eigenerwärmung der Halbleiter und der ELKOS können relativ hohe Temperaturen, insbesondere bis zu 120°C entstehen. Solche Temperaturen sind für handelsübliche ELKOS über die Lebensdauer von 15 Jahren zu hoch. Durch die Auslagerung des Motoransteuermoduls fällt die zusätzliche Erwärmung durch den Fahrzeugmotor weg. Außerdem kann die Motoransteuerung so angeordnet werden, dass eine ausreichende Wärmeabführung erfolgt. Somit können Bauteilkosten gespart werden, da standardmäßige ELKOS verwendet werden können. Auf teuere Bauelemente, wie ELKOS mit höherer Temperaturauslegung und niederohmige Transistoren, kann verzichtet werden.Especially, if so-called ELKOS are used as the energy store, are regarding the Temperature and life stress certain limits. By the addition of the temperature of the vehicle engine and the high self-heating of the Semiconductors and the ELKOS can relatively high temperatures, in particular up to 120 ° C arise. Such temperatures are for commercial ELKOS on the Lifespan of 15 years too high. Due to the outsourcing of the motor control module it falls additional warming away through the vehicle engine. Furthermore The motor control can be arranged so that sufficient heat dissipation takes place. Thus, you can Component costs are saved as standard ELKOS are used can. On expensive components, such as ELKOS with higher temperature design and low-impedance Transistors, can be dispensed with.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremsregelsystems ist vorgesehen, dass der Gleichstrommotor durch das Motoransteuermodul bei einer Frequenz ≥ 20 kHz getaktet angesteuert wird. Dies bedeutet, dass die Drehzahleinstellung des Gleichstrommotors genauer erfolgen kann, und dass die Taktung bzw. Taktfrequenz oberhalb des hörbaren Bereichs liegt. Die Taktung > 20 kHz bewirkt, dass der Strom zerhackt wird und ein Gleichstrom mit geringem Wechselstromanteil dem Motor zugeführt wird. Deshalb erhält der Motor keinen pulsierenden Strom, so dass kein Brummen des Motors entsteht und der Motor gleichmäßiger läuft. Die Regelqualität wird somit deutlich verbessert. Außerdem kann der Motor mit einer geringeren Minimaldrehzahl betrieben werden als dies bei einer Taktung mit 25–200 Hz möglich ist was eine deutliche Geräuschreduzierung erzeugt.at a preferred embodiment the brake control system according to the invention is provided that the DC motor through the Motoransteuermodul at a frequency ≥ 20 kHz is controlled clocked. This means that the speed setting the DC motor can be done more accurately, and that the clocking or clock frequency above the audible Area lies. The clocking> 20 kHz causes the current to be chopped and a DC to be low AC component is supplied to the engine. That's why the engine gets no pulsating current, so that no hum of the engine arises and the engine runs smoother. The control quality is thus significantly improved. In addition, the engine with a lower minimum speed can be operated than with a clocking with 25-200 Hz possible is what a significant noise reduction generated.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Motoransteuermodul nachrüstbar ist. Durch die Modularität des erfindungsgemäßen elektronischen Bremsregelsystems kann mit geringem Aufwand ein vorhandenes Bremssystem mit einem Motoransteuermodul nachgerüstet werden. Durch diese Maßnahme kann der Entwicklungsaufwand und können die Stückkosten des Bremsregelsystems verringert werden. Die Kosten können außerdem durch den Einsatz preiswerter Bauteile niedrig gehalten werden. Die Positionierung des Motoransteuermoduls ist prinzipiell an jeder Stelle im Fahrzeuginnenraum möglich.It is particularly advantageous if the motor control module can be retrofitted. Due to the modularity of the electronic brake control system according to the invention an existing brake system can be retrofitted with a Motoransteuermodul with little effort. By this measure, the development effort and the unit cost of the brake control system can be reduced. The costs can also be reduced by the one set of low-cost components are kept low. The positioning of the Motoransteuermoduls is possible in principle anywhere in the vehicle interior.

Vorzugsweise ist durch das Motoransteuermodul die Drehzahl und/oder der den Motor speisende Gleichstrom regelbar. Dadurch wird die Regelqualität des Gleichstrommotors erhöht.Preferably is by the Motoransteuermodul the speed and / or the motor feeding direct current controllable. This will be the control quality of the DC motor elevated.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind das Steuergerät und das Motoransteuermodul über ein Bus-System, insbesondere einen CAN-Bus, miteinander verbunden. Vorteilhafterweise kann ein bereits vorhandenes Bussystem für die datentechnische Verbindung von Steuergerät und Motoransteuermodul verwendet werden. Dies verdeutlicht die einfach Nachrüstbarkeit eines Bremsregelsystems mit einem Motoransteuermodul.at a particularly preferred embodiment are the control unit and the motor drive module via a bus system, in particular a CAN bus, connected to each other. Advantageously, an already existing bus system for the data technology Connection of control unit and Motoransteuermodul be used. This clarifies the simple upgradeability a brake control system with a Motoransteuermodul.

Bei einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät und das Motoransteuermodul über eine Eindrahtleitung miteinander verbunden sind. Sind das Steuergerät und das Motoransteuermodul über eine Eindrahtleitung miteinander verbunden, können sie über eine Pulsweitenmodulation (PWM)-Schnittstelle angesteuert werden.at an alternative embodiment can be provided that the control unit and the Motoransteuermodul via a Single wire line are connected together. Are the control unit and the motor control module over one Single-wire cable connected to each other, they can via a pulse width modulation (PWM) interface.

Vorteilhafterweise umfasst das Bremsregelsystem eine integrierte Anbauelektronik. Dies bedeutet, dass die Elektronik des elektronischen Bremsregelsystems nicht in einer separaten Einheit untergebracht ist, sondern dass die Elektronik vor Ort direkt an den Aktuatoren der Hydraulikeinheit zum Betätigen der Bremsen angeordnet ist. Das gesamte Bremsregelsystem ist daher bis auf das Motoransteuermodul in einer einzigen Einheit realisierbar. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Gleichstrommotor über einen Stecker mit dem Steuergerät verbunden ist und in dessen unmittelbarer Nähe angeordnet ist. Insbesondere Bremsregelsystem-Steuergeräte, bei denen in der Steckverbindung bereits ein Kontakt für die Motorversorgung vorhanden ist, können besonders einfach mit dem Motoransteuermodul nachgerüstet werden.advantageously, The brake control system includes an integrated mounting electronics. This means that the electronics of the electronic brake control system not housed in a separate unit, but that the electronics on site directly on the actuators of the hydraulic unit to operate the brakes is arranged. The entire brake control system is therefore feasible in a single unit except for the motor control module. Farther can be provided that the DC motor connected via a plug to the controller is and is located in its immediate vicinity. Especially Brake control system controllers, where in the connector already a contact for the motor supply exists, can particularly easy to be retrofitted with the Motoransteuermodul.

Vorzugsweise ist das Motoransteuermodul mit einer Stromversorgung verbunden. Die Stromversorgung kann die Batterie des Fahrzeugs beziehungsweise dessen Bordnetz sein. Der von der Stromversorgung gezogene Strom wird durch das Motoransteuermodul vorzugsweise mit einer Frequenz ≥ 20 kHz zerhackt, so dass dem Motor ein Strom ohne Wechselstromanteil zugeführt werden kann.Preferably the motor drive module is connected to a power supply. The power supply can be the battery of the vehicle respectively be its electrical system. The current drawn by the power supply is chopped by the motor drive module preferably at a frequency ≥ 20 kHz, so that the motor, a current can be supplied without AC component.

Der Erfindungsgedanke, ein Motoransteuermodul aus dem Steuergerät auszulagern kann grundsätzlich bei jedem Bremsregelsystem Verwendung finden. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn das Bremsregelsystem ein Antiblockiersystem, ein elektronisches Stabilitätsprogramm oder eine Elektrohydraulisches Bremssystem ist.Of the Invention idea to outsource a Motoransteuermodul from the control unit can basically used with every brake control system. Especially preferred However, it is when the brake control system an antilock braking system, a electronic stability Program or an electro-hydraulic brake system.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, anhand der Figur der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of an embodiment the invention, with reference to the figure of the drawing, the essential to the invention details shows, and from the claims. The individual features can each individually for one or more in any combination in a variant be realized the invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:embodiments The invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Showing:

1 eine Blockdarstellung eines erfindungsgemäßen elektronischen Bremsregelsystems 1. 1 a block diagram of an electronic brake control system according to the invention 1 ,

Das in der 1 dargestellte Bremsregelsystem 1 umfasst ein Steuergerät 2, in das über einen Stecker bzw. eine Steckverbindung ein Gleichstrommotor 3 integriert ist. Der Gleichstrommotor 3 wird durch ein Motoransteuermodul 4, welches an eine Stromversorgung 5 angeschlossen ist, gesteuert. Die Ansteuerung erfolgt, indem ein Gleichstrom in dem Motoransteuermodul 4 mit einer Frequenz ≥ 20 kHz zerhackt wird. Außerdem wird das Puls-Pausenverhältnis der Zerhackung variiert, um die Drehzahl des Gleichstrommotors einzustellen. Die Zerhackung bewirkt, dass dem Gleichstrommotor 3 ein Gleichstrom ohne Wechselstromanteil zugeführt wird. Daher pulsiert der Strom, der den Gleichstrommotor 3 speist, nicht und es entsteht kein Brummen und kein ungleichmäßiges Laufen des Gleichstrommotors 3. Das Motoransteuermodul 4 weist ebenso wie das Steuergerät 2 eine CAN-Bus Schnittstelle 6, 7 auf. Über die CAN-Bus Schnittstellen 6, 7 sind das Motoransteuermodul 4 und das Steuergerät 2 datentechnisch miteinander verbunden. Der Gleichstrommotor 3 treibt eine nicht dargestellte Hydraulikpumpe einer Bremsanlage an. Das Steuergerät 2 umfasst weiterhin ein Motorrelais 8, sowie ein Backup-Motorrelais 9, die dem Gleichstrommotor 3 vorgeschaltet sind. Eine über die CAN-Schnittstelle 7 ansteuerbare Wakeup Unit 10, eine CPU Sensor Versorgung 11 und Ventilendstufen 12 sind ebenfalls in dem Steuergerät 2 angeordnet.That in the 1 illustrated brake control system 1 includes a controller 2 , in which a plug or a connector a DC motor 3 is integrated. The DC motor 3 is powered by a motor drive module 4 which is connected to a power supply 5 connected, controlled. The control takes place by a direct current in the Motoransteuermodul 4 is chopped with a frequency ≥ 20 kHz. In addition, the chopping pulse-duty ratio is varied to adjust the speed of the DC motor. The chopping causes the DC motor 3 a DC without AC component is supplied. Therefore, the current that pulsates the DC motor pulsates 3 does not feed and there is no humming and no uneven running of the DC motor 3 , The motor control module 4 has as well as the controller 2 a CAN bus interface 6 . 7 on. Via the CAN bus interfaces 6 . 7 are the motor drive module 4 and the controller 2 connected by data technology. The DC motor 3 drives a hydraulic pump, not shown, to a brake system. The control unit 2 further includes a motor relay 8th , as well as a backup motor relay 9 that the DC motor 3 upstream. One via the CAN interface 7 controllable wakeup unit 10 , a CPU sensor supply 11 and valve output stages 12 are also in the controller 2 arranged.

Ein elektronische Bremsregelsystem (1) mit angebauter Elektronik umfasst ein Steuergerät (2), das in unmittelbarer Nähe zu einem eine Hydraulikpumpe antreibenden Gleichstrommotor (3) angeordnet ist und ein Motoransteuermodul (4), das den Gleichstrommotor (3) ansteuert und das außerhalb des Steuergeräts (2) angeordnet ist. Dadurch können die Betriebsbedin gungen, insbesondere die Umgebungstemperatur, des Motoransteuermoduls (4) in einem solchen Rahmen gehalten werden, dass das Motoransteuermodul (4) mit kostengünstigen Bauteilen herstellbar ist und ein zuverlässiger Betrieb des Motoransteuermoduls (4) sicher gestellt ist.An electronic brake control system ( 1 ) with attached electronics comprises a control unit ( 2 ) in close proximity to a hydraulic motor driving a DC motor ( 3 ) and a motor drive module ( 4 ), which is the DC motor ( 3 ) and that outside the control unit ( 2 ) is arranged. Thereby can the operating conditions, in particular the ambient temperature, of the motor drive module ( 4 ) are held in such a frame that the motor drive module ( 4 ) can be produced with cost-effective components and a reliable operation of the motor drive module ( 4 ) is ensured.

Claims (9)

Elektronisches Bremsregelsystem (1) umfassend ein Steuergerät (2) und einen Gleichstrommotor (3), dadurch gekennzeichnet, dass ein Motoransteuermodul (4) zur Ansteuerung des Gleichstrommotors (3) vorgesehen ist, das außerhalb des Steuergeräts (2) angeordnet ist.Electronic brake control system ( 1 ) comprising a control device ( 2 ) and a DC motor ( 3 ), characterized in that a motor drive module ( 4 ) for driving the DC motor ( 3 ), which is outside the control unit ( 2 ) is arranged. Bremsregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Motoransteuermodul (4) außerhalb eines Fahrzeugmotorraums angeordnet ist.Brake control system according to claim 1, characterized in that the motor drive module ( 4 ) is arranged outside of a vehicle engine compartment. Bremsregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Motoransteuermodul (4) nachrüstbar ist.Brake control system according to one of the preceding claims, characterized in that the motor drive module ( 4 ) can be retrofitted. Bremsregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Motoransteuermodul (4) die Drehzahl und/oder der den Motor speisende Gleichstrom regelbar ist.Brake control system according to one of the preceding claims, characterized in that by the Motoransteuermodul ( 4 ) the speed and / or the motor supplying DC current is controllable. Bremsregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (2) und das Motoransteuermodul (4) über ein Bussystem, insbesondere einen CAN-Bus, miteinander verbunden sind.Brake control system according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 2 ) and the motor drive module ( 4 ) are connected to each other via a bus system, in particular a CAN bus. Bremsregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (2) und das Motoransteuermodul (4) über eine Eindrahtleitung miteinander verbunden sind.Brake control system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control unit ( 2 ) and the motor drive module ( 4 ) are connected to each other via a single-wire line. Bremsregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsregelsystem (1) eine integrierte Anbauelektronik umfasst.Brake control system according to one of the preceding claims, characterized in that the brake control system ( 1 ) comprises an integrated mounting electronics. Bremsregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Motoransteuermodul (4) mit einer Stromversorgung verbunden ist.Brake control system according to one of the preceding claims, characterized in that the motor drive module ( 4 ) is connected to a power supply. Bremsregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsregelsystem ein Antiblockiersystem, elektronisches Stabilitätsprogramm oder ein elektrohydraulisches Bremsregelsystem ist.Brake control system according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the brake control system is an anti-lock system, electronic stability Program or an electrohydraulic brake control system.
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