DE19736752A1 - Control circuit for hydraulic brake pump - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Schutz einer Treiberschaltung für eine Pumpe zur Förderung von Bremsflüssigkeit in einer hydraulischen Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, wonach die Treiberschaltung wenigstens einen Feldeffekttransistor enthält, über dessen geschaltete Strecke der Pumpenstrom fließt.The invention relates to a circuit arrangement for protection a driver circuit for a pump for pumping Brake fluid in a hydraulic brake system Motor vehicle according to the preamble of claim 1, after which the driver circuit at least one Contains field effect transistor, via its switched Route the pump current flows.
In hydraulischen Bremsanlagen werden beispielsweise Pumpen eingesetzt in Kraftfahrzeugen, die mit einem sogenannten Antiblockiersystem ausgestattet sind. Diese Pumpen dienen dazu, Bremsdruck von einem oder mehreren Rädern abzubauen, indem Bremsflüssigkeit aus dem Radbremszylinder in den Hauptbremszylinder zurückgefördert wird. Weiterhin werden solche Pumpen verwendet, um einen Bremseneingriff zu realisieren, der unabhängig von der Betätigung des Bremspedales durch den Fahrzeugführer sein soll. Dies ist beispielsweise bei einem Fahrzeug der Fall, das mit einer Antriebsschlupfregelung ausgestattet ist, bei der - neben einem Eingriff in die Motorsteuerung zur Reduzierung des Antriebsmoment bei einem übermäßigen Schlupf aller angetriebenen Räder - ein aktiver Bremseneingriff vorgesehen ist, wenn nur die angetriebenen Räder einer Fahrzeugseite einen übermäßigen Schlupf aufweisen. Weiterhin sind in jüngerer Zeit Systeme bekannt geworden, die eine Regelung der Fahrdynamik insgesamt betreffen. Auch bei diesen Systemen ist ein aktiver Bremseneingriff notwendig, der mittels einer solchen Pumpe realisiert wird.Pumps are used in hydraulic brake systems, for example used in motor vehicles with a so-called Anti-lock braking system are equipped. These pumps serve to reduce brake pressure from one or more wheels, by adding brake fluid from the wheel brake cylinder to the Master brake cylinder is returned. Continue to be such pumps used to brake intervention realize that regardless of the operation of the Brake pedals should be by the driver. This is for example, the case of a vehicle with a Traction control system is equipped with - in addition to an intervention in the engine control to reduce the Driving torque with excessive slip of all driven wheels - an active brake intervention is provided is when only the driven wheels of one side of the vehicle have excessive slip. Furthermore, in more recently systems have become known which are a scheme the overall driving dynamics. Even with these Active brake intervention is necessary for systems is realized by means of such a pump.
Es sind bereits Pumpentreiber bekannt, bei denen eine Schaltung zum Schutz des Feldeffekttransistors vor einem Überstrom durch eine vergleichsweise aufwendige Hardwareschaltung realisiert ist, mit der bei Auftreten eines Überstromes eine Abschaltung des Feldeffekttransistors erfolgt.Pump drivers are already known in which one Circuit to protect the field effect transistor from Overcurrent through a comparatively complex Hardware circuit is realized with the on occurrence an overcurrent, a shutdown of the field effect transistor he follows.
Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Schaltungsanordnung zum Schutz der Treiberschaltung zu vereinfachen.In contrast, it is the object of the present invention the circuit arrangement for protecting the driver circuit simplify.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst, wonach eine Überwachung des Pumpenstromes aufgrund einer Messung des Spannungsabfalles über der geschalteten Strecke des Feldeffekttransistors erfolgt, wobei die Auswertung des Spannungsabfalles mittels eines Mikroprozessors erfolgt.According to the invention, this object is achieved by the characterizing Features of claim 1 solved, according to which a monitoring the pump current based on a measurement of the Voltage drop across the switched path of the Field effect transistor takes place, the evaluation of the Voltage drop occurs using a microprocessor.
Die Überwachung des Pumpenstromes erfolgt, indem der Spannungsabfall unter Beachtung des Innenwiderstandes der geschalteten Strecke des Feldeffekttransistors in dem Mikroprozessor ausgewertet wird.The pump current is monitored by the Voltage drop considering the internal resistance of the switched path of the field effect transistor in the Microprocessor is evaluated.
Die vergleichsweise aufwendige Hardwareschaltung wird also durch eine software-gestützte Lösung ersetzt, bei der - bei bekanntem Innenwiderstand - lediglich eine Erfassung des Spannungsabfalles notwendig ist.The comparatively complex hardware circuit is therefore replaced by a software-based solution in which - at known internal resistance - only a recording of the Voltage drop is necessary.
Bei der Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 erfolgt bei Überschreiten eines bestimmten ersten Spannungswertes eine Abschaltung des Feldeffekttransistors.In the circuit arrangement according to claim 2 takes place at Exceeding a certain first voltage value Shutdown of the field effect transistor.
Dadurch wird vorteilhaft ein Schutz des Feldeffekttransistors vor einem Überstrom erreicht, der den Feldeffekttransistor zerstören könnte. Dabei wirkt sich auch vorteilhaft aus, daß durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung unter Verwendung des Mikroprozessors eine Erkennung eines Überstromes mit einer Zeitkonstanten von ca. 5 ms möglich ist, während diese Zeitdauer bei dem der Anmelderin bekannten Stand der Technik in der Größenordnung von ca. 100 ms liegt.This advantageously protects the Field effect transistor reached before an overcurrent that the Field effect transistor could destroy. It also has an effect advantageous from that by the invention Circuitry using the microprocessor detection of an overcurrent with a time constant of approx. 5 ms is possible, during this period of time with the the applicant known prior art in the 100 ms.
Bei der Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 wird nach der Abschaltung des Feldeffekttransistors dieser wiederum durchgeschaltet zur Wiederholung der Strommessung.In the circuit arrangement according to claim 3, according to the Turning off the field effect transistor in turn switched through to repeat the current measurement.
Dabei wirkt sich wiederum vorteilhaft aus, daß eine Erkennung eines Überstromes mit einer kurzen Zeitkonstanten möglich ist, so daß durch diese wiederholte Messung ein Fehlerfall eindeutig erkannt und zugeordnet werden kann, ohne daß eine Zerstörung des Feldeffekttransistors riskiert wird.This in turn has an advantageous effect that a Detection of an overcurrent with a short time constant is possible, so that by this repeated measurement An error can be clearly identified and assigned, without risking destruction of the field effect transistor becomes.
Bei der Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 wird das wiederholte Durchschalten des Feldeffekttransistors zur Wiederholung der Messung in bestimmten Zeitabständen wiederholt, wenn bei der Messung festgestellt wird, daß der Pumpenstrom einen bestimmten zweiten Stromwert nicht überschreitet. Der bestimmte zweite Stromwert ist dabei so definiert, daß der sich einstellende Strom bei einem Blockieren der Pumpe (maximal von der Pumpe aufnehmbarer Strom) unterhalb dieses zweiten Stromwertes liegt, wogegen der sich bei einem Kurzschluß einstellende Strom größer ist als dieser bestimmte zweite Stromwert. Der bestimmte Zeitabstand kann beispielsweise 200 ms betragen.In the circuit arrangement according to claim 4 repeated switching of the field effect transistor Repetition of the measurement at certain intervals repeated if it is found during the measurement that the Pump current does not have a certain second current value exceeds. The specific second current value is so defines that the current that is set at a Block the pump (maximum that can be absorbed by the pump Current) is below this second current value, whereas the current which arises in the event of a short circuit is greater than that particular second current value. The certain one The time interval can be, for example, 200 ms.
Dadurch wird vorteilhaft erreicht, daß die Pumpe wiederholt mit Strom beaufschlagt wird, so daß bei einer Beendigung des Blockierens der Pumpe diese wieder anlaufen kann.This advantageously ensures that the pump is repeated is supplied with current so that when the Blocking the pump can start again.
Bei der Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 wird das wiederholte Durchschalten des Feldeffekttransistors zur Wiederholung der Messung in bestimmten Zeitabständen nur für eine vorbestimmte Anzahl von Durchschaltvorgängen wiederholt, wenn bei den einzelnen Messungen festgestellt wird, daß der Pumpenstrom den zweiten Stromwert übersteigt.In the circuit arrangement according to claim 5 repeated switching of the field effect transistor Repetition of the measurement at certain intervals only for a predetermined number of gating operations repeated if found in the individual measurements the pump current will exceed the second current value.
Dadurch wird vorteilhaft der Zustand, der im Zusammenhang mit Anspruch 4 beschrieben wurde, von einem Kurzschluß unterschieden. Ein Kurzschluß ist keine lediglich vorübergehende Störung, wie dies bei einem Blockieren der Pumpe der Fall sein kann. Eine wiederholte Messung ist daher nicht sinnvoll, wenn dieser Fehlerfall einmal festgestellt worden ist. Es erfolgt daher eine Abschaltung, um den Feldeffekttransistor nicht unnötig zu belasten. Weiterhin kann in diesem Fall ein entsprechender Fehlereintrag in einem Fehlerspeicher erfolgen, auf den bei einer Wartung zurückgegriffen werden kann.This will make the condition related was described with claim 4, of a short circuit distinguished. A short circuit is not just that temporary disruption, such as when blocking the Pump may be the case. A repeated measurement is therefore not useful if this error case is found once has been. There is therefore a shutdown to the Not unnecessarily burden field effect transistor. Farther in this case, a corresponding error entry in a fault memory to which maintenance is performed can be used.
Bei der Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 erfolgt eine Messung des Spannungsabfalles mittels eines Shunt- Widerstandes.In the circuit arrangement according to claim 6, a Measurement of the voltage drop using a shunt Resistance.
Dies stellt eine schaltungstechnisch besonders einfache Möglichkeit der Spannungsmessung dar.This represents a particularly simple circuit Possibility of voltage measurement.
Bei der Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 erfolgt eine Messung des Spannungsabfalles, indem die Spannungen über der geschalteten Strecke jeweils einem A/D-Wandler zugeführt werden, wobei die Differenz der beiden gemessenen Spannungen gebildet wird.In the circuit arrangement according to claim 7, a Measurement of the voltage drop by the voltages over the switched route supplied to an A / D converter be the difference between the two measured voltages is formed.
Dies ermöglicht vorteilhaft eine präzise und schnelle Erfassung der Spannung.This advantageously enables precise and fast Detection of tension.
Bei der Schaltungsanordnung nach Anspruch 8 wird aus dem Spannungsabfall über dem FET-Transistor ein Wert für die Belastung dieses Transistors gewonnen und die Abschaltung nach mehrfacher Überschreitung eines vorgegebenen Spannungswertes, z. B. dreimaliger Überschreitung, ausgelöst.In the circuit arrangement according to claim 8, the Voltage drop across the FET transistor is a value for that Load gained from this transistor and the shutdown after exceeding a given number of times Voltage value, e.g. B. three times exceeded.
Bei der Schaltungsanordnung nach Anspruch 9 wird aus dem ermittelten Strom ein Wert für den Druck im Hauptbremszylinder gewonnen.In the circuit arrangement according to claim 9, the determined current a value for the pressure in the Master brake cylinder won.
Dadurch kann die im Zusammenhang mit dem Schutz des Feldeffekttransistors gemessene Größe weiteren Steuer- bzw. Regelverfahren als Eingangsgröße zur Verfügung gestellt werden.This may result in the protection of the Field effect transistor measured size of further control or Control procedure provided as an input variable become.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung näher dargestellt. Es zeigt dabei im einzelnen:An embodiment of the invention is in the drawing shown in more detail. It shows in detail:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und Fig. 1 shows an embodiment of a circuit arrangement according to the invention and
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens, nach dem der Feldeffekttransistor angesteuert wird. Fig. 2 is a flowchart of a method according to which the field effect transistor is driven.
Die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung zeigt eine Pumpe 1 in einem hydraulischen Bremskreis eines Kraftfahrzeuges. Diese Pumpe dient der Förderung von Bremsflüssigkeit unter bestimmten Betriebsbedingungen. Diese Pumpe ist elektrisch in Reihe geschaltet mit einer zu schaltenden Strecke eines Feldeffekttransistors 2. Indem also dieser Feldeffekttransistor 2 entsprechend angesteuert wird, stellt sich entsprechend dem jeweiligen Belastungszustand der Pumpe ein bestimmter Pumpenstrom ein.The circuit arrangement shown in Fig. 1 shows a pump 1 in a hydraulic brake circuit of a motor vehicle. This pump is used to deliver brake fluid under certain operating conditions. This pump is electrically connected in series with a section of a field effect transistor 2 to be switched. By driving this field effect transistor 2 accordingly, a certain pump current is set in accordance with the respective load state of the pump.
Um den Feldeffekttransistor 2 und auch die Pumpe 1 vor einem Überstrom zu schützen, soll eine Abschaltung des Feldeffekttransistors erfolgen, wenn ein Überstrom erkannt wird.In order to protect the field effect transistor 2 and also the pump 1 from an overcurrent, the field effect transistor is to be switched off when an overcurrent is detected.
Wie in Fig. 1 weiter dargestellt, wird die Spannung an den Punkten 5 und 6 abgegriffen und zwei A/D-Wandlern an Eingängen eines Mikroprozessors 4 zugeführt. In dem Mikroprozessor 4 wird aus den gemessenen Spannungen die Differenzspannung, d. h. der Spannungsabfall über der zu schaltenden Strecke des Feldeffekttransistors 2 ermittelt. Entsprechend der momentanen Ansteuerung des Feldeffekttransistors über die Ansteuerleitung 3 ist weiterhin der Innenwiderstand Ri der zu schaltenden Strecke des Feldeffekttransistors 2 bekannt. Aus dem ermittelten Spannungsabfall und dem Innenwiderstand Ri kann also der Pumpenstrom durch die Pumpe 1 ermittelt werden. Die Differenzspannung könnte beispielsweise auch durch eine Messung über einen Shunt-Widerstand erfolgen.As further shown in FIG. 1, the voltage is tapped at points 5 and 6 and fed to two A / D converters at the inputs of a microprocessor 4 . In the microprocessor 4 , the differential voltage, ie the voltage drop across the path of the field-effect transistor 2 to be switched, is determined from the measured voltages. Corresponding to the current activation of the field effect transistor via the control line 3 , the internal resistance R i of the path of the field effect transistor 2 to be switched is also known. The pump current through the pump 1 can thus be determined from the determined voltage drop and the internal resistance R i . The differential voltage could, for example, also be measured by a shunt resistor.
Bei einem erkannten Überstrom kann eine Abschaltung des Feldeffekttransistors 2 erfolgen, um den Feldeffekttransistor 2 und die Pumpe 1 vor einer Zerstörung zu schützen.If an overcurrent is detected, the field effect transistor 2 can be switched off in order to protect the field effect transistor 2 and the pump 1 from being destroyed.
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens, nach dem der Feldeffekttransistor angesteuert wird, wenn ein Überstrom erkannt worden ist. Das Ablaufdiagramm der Fig. 2 wird zyklisch angestoßen, wobei die Zeitkonstante zwischen zwei Anstößen etwa 200 ms betragen kann. Neben diesem Verfahrensablauf kann vorteilhaft eine Interrupt-gesteuerte Abschaltung des Feldeffekttransistors unmittelbar bei Auftreten eines Überstromes erfolgen, um eine kurze Ansprechzeit auf einen erkannten Überstrom zu realisieren. Fig. 2 is a flowchart showing a method by which the field effect transistor is driven when an overcurrent has been detected. The flowchart of Fig. 2 is triggered cyclically, wherein the time constant between two lugs 200 ms may be about. In addition to this process sequence, an interrupt-controlled shutdown of the field effect transistor can advantageously take place immediately when an overcurrent occurs, in order to achieve a short response time to a detected overcurrent.
Zunächst wird in dem Schritt 200 geprüft, ob die Kennung gesetzt ist, aufgrund der ein Durchschalten des Feldeffekt transistors verhindert werden soll. Ist dies der Fall, ist der Durchlauf des Verfahrens beendet. Ist dies nicht der Fall, erfolgt ein Übergang zu dem Schritt 201, in dem der Feldeffekttransistor durchgeschaltet wird.First, in step 200 it is checked whether the identifier is set, on the basis of which switching on of the field effect transistor is to be prevented. If this is the case, the process has ended. If this is not the case, a transition is made to step 201 in which the field effect transistor is switched on.
In dem Schritt 202 wird geprüft, ob ein Überstrom vorliegt, indem der Strom mit einem bestimmten ersten Stromwert verglichen wird. Der bestimmte erste Stromwert ist so gewählt, daß bei dessen Überschreitung eine Zerstörung des Feldeffekttransistors und/oder der Pumpe passieren kann. Ist dies der Fall, erfolgt ein Übergang zu dem Schritt 203, in dem über die Ansteuerleitung der Feldeffekttransistor abgeschaltet wird.In step 202 it is checked whether there is an overcurrent by comparing the current with a specific first current value. The determined first current value is selected so that if it is exceeded, the field effect transistor and / or the pump can be destroyed. If this is the case, a transition is made to step 203 , in which the field effect transistor is switched off via the control line.
Liegt kein Überstrom vor, erfolgt ein Übergang zu dem Schritt 207, in dem aus dem gemessenen Pumpenstrom über eine Kennlinie der Pumpe der Druck der Bremsflüssigkeit in dem Hauptbremszylinder ermittelt wird. Vorteilhaft wird dieser ermittelte Wert abgespeichert, so daß er für andere Steuer- oder Regelaufgaben zur Verfügung steht. Weiterhin erfolgt in dem Schritt 207 ebenfalls ein Reset des Zählers, der in dem Schritt 205 erhöht wird.If there is no overcurrent, a transition is made to step 207 , in which the pressure of the brake fluid in the master brake cylinder is determined from the measured pump current via a characteristic curve of the pump. This determined value is advantageously stored so that it is available for other control or regulating tasks. Furthermore, the counter is reset in step 207 , which is increased in step 205 .
Wenn ein Überstrom vorliegt und der Feldeffekttransistor entsprechend dem Schritt 203 abgeschaltet wurde, erfolgt ein Übergang zu dem Schritt 204, in dem geprüft wird, ob der Pumpenstrom bei dem letzten Durchschalten des Feldeffekt transistors größer war als ein bestimmter zweiter Stromwert. If there is an overcurrent and the field effect transistor has been switched off in accordance with step 203 , a transition is made to step 204 in which it is checked whether the pump current was greater than a specific second current value when the field effect transistor was last switched on.
Dieser bestimmte zweite Stromwert ist so gewählt, daß der sich einstellende Pumpenstrom bei einem Blockieren der Pumpe und einer dadurch bedingten maximalen Leistungsaufnahme der Pumpe kleiner ist als dieser zweite Stromwert. Wenn der Strom größer war als dieser bestimmte zweite Stromwert, kann möglicherweise ein Kurzschluß vorliegen.This specific second current value is chosen so that the the pump current is set when the pump is blocked and a resulting maximum power consumption of the Pump is less than this second current value. If the Current was greater than this certain second current value, can there may be a short circuit.
Um diesen Fehlerfall sicher zu erkennen, wird in dem Schritt 205 ein Zähler erhöht. Weiterhin wird dieser Zähler auf das Überschreiten eines bestimmten Wertes überwacht. Wenn dieser bestimmte Wert überschritten wurde, wird die Kennung gesetzt, aufgrund der ein wiederholtes Durchschalten des Feldeffekttransistors unterbunden wird (siehe Schritt 200). Der bestimmte Wert kann beispielsweise 3 betragen. Bei einem erkannten Kurzschluß kann also eine unnötige Belastung des Feldeffekttransistors und/oder der Pumpe vermieden werden.In order to reliably recognize this fault case, a counter is incremented in step 205 . Furthermore, this counter is monitored for exceeding a certain value. If this specific value has been exceeded, the identifier is set, on the basis of which repeated switching on of the field effect transistor is prevented (see step 200 ). The determined value can be 3, for example. If a short circuit is detected, an unnecessary load on the field effect transistor and / or the pump can thus be avoided.
Wurde in dem Schritt 204 erkannt, daß der bestimmte zweite Stromwert nicht überschritten wurde, erfolgt ein Übergang zu dem Schritt 206, in dem ein Reset des Zählers erfolgt. Dadurch wird die Kennung nur gesetzt, wenn der Strom ununterbrochen hintereinander größer ist als der bestimmte zweite Stromwert.If it was recognized in step 204 that the determined second current value was not exceeded, a transition is made to step 206 in which the counter is reset. This means that the identifier is only set if the current is continuously greater than the determined second current value.
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Owner name: CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG, 60488 FRANKFURT, D |
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