DE19917904C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung einer Pumpe zur Hilfsdruckversorgung einer Fahrzeugbremsanlage und entsprechende Fahrzeugbremsanlage - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung einer Pumpe zur Hilfsdruckversorgung einer Fahrzeugbremsanlage und entsprechende FahrzeugbremsanlageInfo
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Abstract
Es werden Verfahren und eine Vorrichtung vorgeschlagen, die zur Ansteuerung einer Pumpe einer Fahrzeugbremsanlage dienen. Ebenso wird die entsprechende Fahrzeugbremsanlage vorgeschlagen. Das Verfahren, die Vorrichtung zur Ansteuerung einer Pumpe (100) zur Hilfsdruckversorgung einer Fahrzeugbremsanlage umfasst dabei folgende Arbeitsschritte: Zunächst wird bei einer Pumpenanforderung (200) die Pumppe (100) in einer ersten Phase für eine vorgebbare Zeit (TanstMax) an Spannung (Ubat) gelegt (201) und voll bestromt, danach geht die Ansteuerung in einer zweiten Phase in einen Taktbetrieb über, wobei mindestens eine Bedingung ausgewertet wird, die eine demnächst anstehende erhöhte Beanspruchung der Pumpe anzeigt. Nach Erfüllen der mindestens einen Bedingung wird der Taktbetrieb für eine vorgebbare Zeit unterbunden und die Pumpe erneut an Spannung gelegt und voll bestromt. Außerdem werten daneben mehrere Bremseneingriffs-Regelungen gleichzeitig und unabhängig voneinander parallel wenigstens eine Bedingung aus, wobei jede der Bremseneingriffs-Regelungen mindestens eine Bedingung für eine erhöhte Beanspruchung der Pumpe auswertet, wobei unabhängig davon, in welcher der Regelungen die mindestens eine Bedingung erfüllt ist, der Taktbetrieb durch diese Regelung unterbunden wird und die Pumpe erneut für eine vorgebbare Zeit an Spannung gelegt und voll bestromt wird.
Description
Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtung zur
Ansteuerung einer Pumpe zur Hilfsdruckversorgung einer Fahrzeugbremsanlage, wie z. B.
bei einem Antiblockiersystem, einer Antriebsschlupfregelung
oder einer Fahrdynamikregelung und eine entsprechende
Fahrzeugbremsanlage gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen
Ansprüche.
Die DE 42 32 130 A1 offenbart ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Steuerung einer elektromotorisch
angetriebenen Hydraulikpumpe, die zur Hilfsdruckerzeugung
einer Bremsanlage mit einer Antiblockierregelung und/oder
einer Antriebsschlupfregelung dient. Sie wird dazu mit einem
variablen Ansteuertakt aus Puls-/Pulspausenfolge
angesteuert. Dabei wird die in den Pulspausen vom
Pumpenmotor generatorisch induzierte Spannung als Maß für
die Pumpendrehzahl ausgewertet. Durch eine Differenzbildung
dieser Generatorspannung als Drehzahlistgröße mit einer in
einer Antiblockier- oder Antriebsschlupfregelung gebildeten
Sollgröße für die Pumpenmotordrehzahl, wird dann einem
nachgeschalteten Regler eine Differenzgröße zur Verfügung
gestellt. Mit dem Ausgangssignal des Reglers wird das
pulsweitenmodulierte Stellsignal für die Pumpenansteuerung
gebildet. Im Takt dieses pulsweitenmodulierten Stellsignals
wird der Antriebsmotor der Hydraulikpumpe ein- und
ausgeschaltet.
Es hat sich gezeigt, daß das bekannte Verfahren sowie die
entsprechende Vorrichtung nicht in jeder Beziehung optimale
Ergebnisse zu liefern vermag. Aufgabe der Erfindung ist es
deshalb, bei einfacher Regelstruktur und unabhängig von
Sollgrößenbildungen ein optimiertes Verfahren
bereitzustellen, das ergänzend dem Fahrer ein harmonisches
Pedalgefühl vermittelt.
Dazu zeigt die nicht vorveröffentlichte DE 198 18 174 A1 ein
Verfahren zur Ansteuerung einer Pumpe einer Bremsanlage bei
welchem bei einer Pumpenanforderung in einem Bremssystem
eine Pumpe zunächst für eine vorgebbare Zeit an Spannung
gelegt wird. Im Anschluß wird die Pumpe dann mit wenigstens
einem, für wenigstens ein Zeitintervall konstanten
Ansteuertakt, als Summe aus Puls- und Pulspausenzeit
beaufschlagt. In diesem Ansteuertakt wird dann aufgrund
eines Vergleiches einer Motorspannung mit
Spannungsschwellwerten ein Ansteuerimpuls zum Erneuten
Einschalten der Pumpe erzeugt. Damit wird der
Einschaltimpuls für die Pumpe erst bei Auftreten einer
Belastung, gekennzeichnet durch das Erreichen eines
Spannungsschwellwertes durch die Motorspannung erzeugt. Eine
Auswertung mindestens einer Bedingung, welche eine demnächst
anstehende erhöhte Beanspruchung im Rahmen einer
Belastungssituation anzeigt und eine daraus resultierende
verstärkte Pumpenansteuerung ist nicht gezeigt. Daneben wird
in dieser Schrift nur von einem beliebigen Regelalgorithmus
bzw. einer Regelung ausgegangen. Der Einsatz und die
Koordinierung mehrerer gleichzeitig aktiver Regelungen, die
auf die Pumpe zugreifen wird nicht gezeigt.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist in der DE 44 08 879 A1
gezeigt. Dabei ist eine Bremsanlage mit einem Motor zum
Antrieb einer Hydraulikpumpe für den Druckaufbau bei
Regeleingriffen eines Antiblockier- und/oder eines
Antriebsschlupf-Regelsystems in Kraftfahrzeugen gezeigt. Bei
einem Regeleingriff des Antriebsschlupfregelsystems wird die
Drehzahl des Motors nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit
reduziert. Die Reduzierung der Drehzahl wird wieder
aufgehoben, wenn der mit der reduzierten Drehzahl
erreichbare Druck kleiner ist als der momentan notwendige
Druckbedarf, damit ist eine Vollansteuerung im Taktbetrieb
gezeigt. Ein priorisierter Eingriff der verschiedenen
Regelungen bei Vollansteuerbedingungen ist dabei ebenso wie
die Auswertung einer Bedingung, welche eine demnächst
anstehende erhöhte Beanspruchung der Pumpe anzeigt nicht
gezeigt.
Bei mehreren Regelungen entsteht damit als
Verbesserungswunsch zum Stand der Technik ein
Sicherheitsbedürfnis derart, daß bei einem hohen Druckbedarf
in einer ersten, gerade nicht aktiv eingreifenden Regelung
dennoch eine Vollansteuerung im Taktbetrieb einer anderen,
gerade aktiv eingreifenden Regelung durch eine
diesbezügliche Priorisierung bei vorliegenden
Vollansteuerbedingungen in der ersten Regelung, durchgeführt
wird.
Ebenfalls aus Sicherheitsgründen entsteht gegenüber dem
Stand der Technik außerdem das Bedürfnis eine erhöhte
Beanspruchung der Pumpe rechtzeitig am besten frühzeitig zu
erkennen und dieser gerecht zu werden.
Mit den erfindungsgemäßen Verfahren sowie der entsprechenden
Vorrichtung nach den unabhängigen Ansprüchen und entsprech
enden Fahrzeugbremsanlagen wird die genannte Aufgabe gelöst
und werden die zusätzlichen Verbesserungen erzielt.
Dabei wird die Pumpe zunächst in einer ersten Phase nicht
getaktet und für eine vorgebbare Zeit TAnstMax
vollangesteuert, d. h. an die Versorgungsspannung Ubat gelegt
und voll bestromt, um dann in einer zweiten Phase getaktet
mit einem PWM-Signal angesteuert zu werden, das sich
beispielsweise aus einem direkten Vergleich der, über dem
Pumpenmotor abfallenden, Motorspannung UM mit wenigstens
einem vorgegebenen Spannungsschwellwert Us ergibt. Aus
Gründen der Sicherheit kann innerhalb eines Ansteuertaktes
durch eine vorgegebene maximale Ausschaltzeit TPausMax eine
Mindesteinschaltzeit TPeinMin = TTakt - TPausMax der Pumpe
gewährleistet werden. Ebenfalls aus Sicherheitsaspekten wird
wenigstens eine Bedingung ausgewertet von welcher abhängig
eine Vollansteuerung durchgeführt wird, d. h. der Pumpenmotor
für eine bestimmte Zeit mit der Versorgungsspannung Ubat
beaufschlagt und voll bestromt wird.
Dabei wird einerseits entsprechend Anspruch 1, 18 und 20
vorteilhafter Weise wenigstens eine Bedingung ausgewertet,
welche eine demnächst anstehende erhöhte Belastung der
Pumpe, sozusagen präventiv, anzeigt. Andererseits werten
zweckmässiger Weise entsprechend Anspruch 2, 19 und 21
mehrere Bremseneingriffsregelungen gleichzeitig und
unabhängig voneinander parallel wenigstens eine Bedingung
aus, was in diesem Fall präventiv und/oder auch nicht
präventiv erfolgt. Nicht präventiv ist dabei z. B. der
bereits genannte Vergleich der Motorspannung UM mit dem
wenigstens einen vorgegebenen Spannungsschwellwert Us bzw.
einer Sicherheitsschwellenspannung Uss. Durch die Verwendung
der Motorspannung UM in einem direkten Vergleich mit
unterschiedlichen Spannungsschwellwerten kann das Verfahren
dann unabhängig vom Reglerkonzept bzw. den eingesetzten
Reglerkonzepten eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäßen Verfahren und die Vorrichtung mit den
selbständigen Merkmalen der Ansprüche haben neben dem
geringen geräte- und verfahrenstechnischen Aufwand den
Vorteil, daß sie von der jeweiligen Brems-Logik weitgehend
(z. B. ABS/ASR/FDR) unabhängig eingesetzt werden können.
Darüberhinaus wird durch die erzwungene Pumptätigkeit der
Pumpe in der Ansteuertaktperiode TTakt ein definiertes
Pedalgefühl erzeugt.
Diese ständige Verfügbarkeit der aktiven Druckveränderung im
Bremskreis durch die
Mindesteinschaltzeit TPeinMin der Pumpe hat daneben auch
Sicherheitsrelevanz. Durch die definierte
Mindesteinschaltzeit TPeinMin der Pumpe pro Taktperiode
TTakt wird ein möglicher großer Unterschied zwischen
vorhandenem Druck und benötigtem Druck im Bremskreis, z. B.
bei plötzlicher Pumpenanforderung durch ein Bremssystem,
vermieden. Dadurch kann die durchschnittliche Drehzahl des
Pumpenmotors auf einem niedrigen Niveau gehalten werden, da
zusätzlich bei bzw. vor starker Belastung und einem daraus
resultierenden Erreichen bestimmter Bedingungen eine Vollan
steuerung durchgeführt wird. Damit ist eine Anpassung an
jede Bremssituation möglich. Vorteilhafterweise kann durch
die verschieden vorgebbare Periodenzeit für die Ein- und
Ausschaltzeit der Pumpe ebenfalls die Pumpenmotordrehzahl
abgesenkt werden, ohne daß Performance-Verluste auftreten.
Von Vorteil im Rahmen mehrerer gleichzeitig und parallel
eingesetzter Bremseneingriffs-Regelungen ist auch, wenn die
Pumpenmotorspannung während des normalen Taktbetriebes auf
einen Wert kleiner als eine weitere Schwellenspannung sinkt,
welche ebenfalls der Sicherheitsschwelle Uss oder einer
anderen Schwellenspannung Us entsprechen kann, so wird die
Pumpe für den Rest der Periodenzeit wieder eingeschaltet,
was die Verfügbarkeit zusätzlich erhöht. Sinkt dabei die
Pumpenmotorspannung UM direkt nach dem Ausschalten der
Pumpe, also im nächsten Zyklus auf einen Wert, der kleiner
ist, als beispielsweise die Sicherheitsschwellspannung Uss,
so wird die Pumpe für eine vorgebbare Dauer wieder einge
schaltet. Dieses Absinken der Pumpenmotorspannung UM direkt
nach dem Ausschalten läßt in
dieser Phase auf eine bereits vorhandene starke
Beanspruchung der Pumpe schließen. Demzufolge kann die Pumpe
in dieser Phase von jeder der mehreren Bremseneingriffs-
Regelungen für eine Zeit, die wesentlich größer als die
Periodenzeit des Ansteuertaktes ist, angesteuert werden. Mit
dieser kritischen Schwelle, z. B. Uss kann gleichzeitig auch
ein Stehenbleiben des Pumpenmotors verhindert werden.
Vorteilhafter Weise ist es ebenso möglich, abhängig von ge
wissen Bedingungen, welche eine demnächst anstehende erhöhte
Belastung der Pumpe anzeigen so zu sagen präventiv eine
Vollansteuerung durchzuführen schon bevor eine Spannungs
schwelle, wie Us oder Uss, abgefragt wird. Abhängig von we
nigstens einer Bedingung kann also bevor eine Situation gro
ßer Beanspruchung der Pumpe tatsächlich auftritt diese vor
hergesagt und durch einen erhöhten Pumpbetrieb, insbesondere
durch Vollansteuerung bereits vorab berücksichtigt und somit
beherrscht werden. Bisher wurde eine solche Situation erhöh
ter Beanspruchung erst bei Erreichen bzw. Unterschreiten ei
ner Spannungsschwelle wie Uss durch die Motorspannung UM also
erst im Augenblick des Auftretens erkannt und berücksichtigt.
In einer bereits erwähnten vorteilhaften Ausführungsform ist
das Verfahren der Pumpenmotoransteuerung so aufgebaut, daß
die Ansteuerung der Pumpe für die eine Regelstrategie, z. B.
ASR, unabhängig zu den Ansteuerungen einer anderen
Regelstrategie, beispielsweise ABS ist. Dies kann durch
unterschiedliche Parameter und unterschiedliche Logikteile
für die Regelungen unterstützt werden. Somit hat jede
Regelstrategie sprich jede Regelung, z. B. ABS oder ASR, je
nach Vorgaben jederzeit die Möglichkeit z. B. über eine
kennzeichnende Flagge in die Pumpenmotortaktung
einzugreifen. Durch Priorisierung können zusätzlich
Kollisionen in der Ansteuerung der Pumpe vermieden werden.
Damit kann jederzeit derart in die Pumpenmotortaktung
eingegriffen werden, daß auf Dauer- bzw.
Vollansteuerung der Pumpe umgestellt wird. Somit kann ein
modularer Aufbau eines Pumpenmotoransteuermoduls, in dem nur
ein Algorithmus bzw. eine Basislogik verwendet wird, einge
setzt werden. Mit diesem Modul kann dann gleichzeitig unab
hängige Pumpenmotortaktung der einzelnen die Bremswirkung
beeinflussenden Systeme bzw. Regelungen für die Fahrstabili
tät und/oder Sicherheit eines Fahrzeugs betrieben werden.
Dabei kann ein Pumpenmotormodul mit einem zusätzlichen
Eingang für eine kennzeichnende Flagge versehen werden. Mit
dieser Flagge gesteuert beispielsweise vom ASR-Algorithmus,
kann sofort eine Taktung bei der Pumpenansteuerung, z. B.
durch das ABS verboten werden und die Pumpe kann in einem
anderen Modus betrieben werden. Dies gilt natürlich analog
für alle die Bremswirkung beeinflussenden Systeme bzw.
Regelungen für die Fahrstabilität und/oder Sicherheit eines
Fahrzeugs.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird somit die Pumpe
durch eine erste Regelung mit wenigstens einem, für
wenigstens ein Zeitintervall konstanten, vorgebbaren
Ansteuertakt, als Summe aus Puls- und Pulspausenzeit, im
Sinne eines Taktbetriebes beaufschlagt und im Weiteren
während des Taktbetriebes abhängig von wenigstens einer
Bedingung in wenigstens einer zweiten Regelung wird die
Pumpe erneut für eine vorgebbare Zeit an Spannung gelegt und
voll bestromt, wobei der Taktbetrieb der ersten Regelung für
die vorgebbare Zeit unterbunden wird.
Weitere Vorteile liegen auch in der Absenkung des
Pumpenmotorstromes und demzufolge auch in der
Dimensionierung des Pumpenmotors, da er nur kurze Zeit
permanent angesteuert werden muß. Die Dauer der
Vollansteuerung kann, gerade bei Abbauten aus hohem
Radbremsdruckniveau, mittels geschätzter Radbremsdrücke
eingegrenzt werden.
Mit den genannten Ausführungsformen und den darin
vorgegebenen Bedingungen kann die Pumpe gezielt und optimal
an ihre Anforderung und den jeweiligen Betrieb angepaßt
angesteuert werden.
Weitere Vorteile sind Gegenstand der Ansprüche und der
Beschreibung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer
Ansteuerschaltung,
Fig. 2 ein Flußdiagramm zum Ablauf einer möglichen
Pumpenansteuerung und
Fig. 3 eine Signaldarstellung der Motorspannung UM und des
Ansteuersignals UP.
Fig. 4 stellt in einer weiteren Ausführungsform ein
Verfahren in Form eines Flußdiagramms dar, in welchem
zusätzlich zu Fig. 2 mehrere Regelungen koordiniert und
zusätzlich zur Abfrage der Spannungsschwellen präventiv
anhand weiterer Bedingungen eine Pumpenansteuerung erfolgt.
In Fig. 1 und Fig. 2 sind Möglichkeiten angegeben den
erfindungsgemäß gewünschten Verlauf des Ansteuersignals der
Pumpe in Fig. 3 zu erzeugen. Als Eingangsgröße dient die
Motorspannung UM des Pumpenmotors, welche ebenfalls in Fig. 3
dargestellt ist. Negative Spannungsspitzen der Motorspannung
UM unmittelbar nach dem Abschalten des Pumpenmotors wie sie
generell auftreten (vgl. z. B. DE 42 32 130 A1 Fig. 3) sind in
Fig. 3 nicht berücksichtigt, da die Signalauswertung immer
erst nach diesen Spannungsspitzen durchgeführt wird. Fig. 1
zeigt eine mögliche Ansteuerschaltung und in Fig. 2 wird
anhand eines Flußdiagramms eine mögliche Realisierung eines
Programmablaufs in einem Steuergerät dargestellt.
In Fig. 1 ist ein Pumpenmotor 100 über ein Schaltmittel 107
an eine Versorgungsspannung Ubat angeschlossen. Von der
schaltmittelseitigen Anschlußseite des Pumpenmotors ist eine
Verbindung zu zwei Vergleichsmitteln 101, 102 hergestellt. In
das eine Vergleichsmittel 102 verläuft des weiteren eine
Leitung, auf welcher ein Spannungswert Uss in das
Vergleichsmittel 102 geführt wird. Ebenso führt in ein
zweites Vergleichsmittel 101 eine Leitung, auf welcher ein
zweiter Spannungswert Us in das Vergleichsmittel 101 geführt
wird. Der Ausgang des Vergleichsmittels 102 ist mit einem
Und-Gatter 110 verbunden und der Ausgang des
Vergleichsmittels 101 ist mit einem Und-Gatter 111
gekoppelt. Aus der Steuerung 108 führt eine Leitung zu Und-
Gatter 110 und eine zweite Leitung zu Und-Gatter 111. Der
Ausgang des Und-Gatters 110 ist an ein Halteglied 104
angeschlossen. Der Ausgang des Und-Gatters 111 ist mit einem
Halteglied 103 verbunden. Ebenfalls in die Halteglieder 103
und 104 führt eine Synchronisationsleitung aus einer
Steuerung 108. Diese Synchronisationsleitung ist auch mit
einem Impulsgenerator 105 verbunden. Die Ausgänge der
Halteglieder 103, 104 und des Impulsgenerators 105 sind an
ein Oder-Gatter 106 angeschlossen. Der Ausgang dieses Oder-
Gatters 106 führt zu dem Schaltmittel 107 und steuert
dieses. Das Schaltmittel 107 verbindet den Pumpenmotor 100
mit, bzw. trennt den Pumpenmotor 100 von einer
Versorgungsspannung Ubat. Der Ausgang des Oder-Gatters 106
wird darüberhinaus auch in die Steuerung 108 geführt. Aus
einer übergeordneten Logik, z. B. von ABS, ASR, FDR wird über
eine Leitung 109 die Pumpenanforderung an die Steuerung 108
übertragen.
Die Wirkungsweise der in Fig. 1 gezeigten Schaltungsanordnung
wird im Folgenden beschrieben. Dabei wird die, am Motor der
Pumpe 100 einer Bremsanlage anliegende Spannung UM
abgegriffen und zwei Vergleichsmitteln 101, 102 zugeführt.
Neben der Verwendung der analogen Größe für die
Motorspannung UM ist z. B. für die Verwendung in einem
Rechnerprogramm das Einlesen und Aufbereiten von UM nötig.
Für die erfindungsgemäße Benutzung der Motorspannung UM ist
somit die in ihr enthaltene Information entscheidend und
kann ebenso analog wie digital Verwendung finden.
Im Vergleichsmittel 101 wird die Motorspannung UM mit einer
fest vorgegebenen, z. B. von Fahrzeugtyp und/oder Bremsanlage
(Anordnung, Bremsflüssigkeitsvolumen, etc.) abhängigen
Schwellspannung Us verglichen. Ebenso wird die Motorspannung
UM im zweiten Vergleichsmittel 102 mit einer hier
niedrigeren, ebenfalls fest vorgegebenen Sicherheitsschwelle
Uss verglichen. Das Ergebnis des Vergleichs in
Vergleichmittel 102 wird allerdings nur in einem ersten
Zeitintervall T1Max nach Beginn der Taktperiode TTakt
ausgewertet. Dazu wird das Und-Gatter 110 nur für dieses
erste Intervall T1max von der Steuerung 108
freigeschaltet. In diesem ersten Zeitintervall T1max des
Taktbetriebes wird ebenfalls das Unterschreiten der
Schwellspannung Us durch UM geprüft, worauf dann auch Gatter
111 durchgeschalten wird. In den folgenden Abtastintervallen
dT einer Taktperiode TTakt, also nach T1max wird durch die
Steuerung 108 lediglich das zweite Und-Gatter 111
freigeschaltet. Im ersten Zeitintervall T1max werden somit
die Signale aus Vergleichsmittel 101 und 102 in das
Halteglied 103 und 104 durchgeschaltet. Bei Erreichen der
Sicherheitsschwelle Uss durch die Motorspannung UM im ersten
Intervall T1max wird das, durch diesen Vergleich aus dem
Vergleichsmittel 102 entstehende Signal in dem Halteglied
104 für eine Zeit TAnstMax auf das Oder-Gatter 106
geschaltet. Dadurch wird das Schaltmittel 107 für die Zeit
TAnstMax in die Schaltstellung gesetzt, in welcher es den
Pumpenmotor 100 mit der Versorgungsspannung Ubat verbindet.
Damit wird für die Zeit TAnstMax eine Vollansteuerung
durchgeführt, was ein Ausschalten der Pumpe am Taktende
verhindert. Wird Uss im ersten Intervall T1max des
Taktbetriebes durch UM nicht erreicht, sondern lediglich die
Schwellspannung Us, so liegt nach dem Durchschalten des
Vergleichsergebnisses aus Vergleichsmittel 101 in das
Halteglied 103 der Pumpenmotor 100 bis zum Ende der
Taktperiode TTakt an Spannung. Somit wird durch das
Halteglied 103 dieses Vergleichsergebnis bis zum Ende der
Ansteuertaktperiode TTakt auf das Oder-Gatter 106
geschaltet. Damit wird das Schaltmittel 107 für die Zeit
TPein = TTakt - TPaus in die Schaltstellung gesetzt, in welcher
es den Pumpenmotor 100 mit der Versorgungsspannung Ubat
verbindet. Innerhalb einer Taktperiode TTakt ist dabei TPaus
die Ausschaltzeitdauer der Pumpe, die in diesem Fall durch
das Erreichen der Schwellspannung Us durch die Motorspannung
UM beendet wird. Die Halteglieder 103, 104 können z. B. durch
Kippschaltungen, Abtast- und Halteglieder, etc. bzw. durch
programmtechnische Äquivalente (vgl. Fig. 2) realisiert
werden. Wichtig in diesem Zusammenhang ist vor allem, daß
nur das Signal, das bei Erreichen der jeweiligen Schwelle Us
oder Uss durch die Motorspannung UM von den
Vergleichsmitteln 101, 102 über die Gatter 110, 111 in die
Glieder 103, 104 durchgeschalten wird, für die jeweils
gewünschte Zeit TAnstMax oder TPein aufrechterhalten wird,
und so der Pumpenmotor 100 mit der Versorgungsspannung Ubat
für diese Zeitdauern verbunden ist. Bei Nichterreichen der
jeweiligen Schwellwerte Us oder Uss wird das dann
entstehende Vergleichssignal nicht für die vorgegeben Zeiten
TAnstMax oder TPein aufrecht erhalten. Mit den beiden
Signalen aus den Haltegliedern 103 und 104 wird als drittes
ein Signal aus einem Impulsgenerator 105 mit einer
Pulspausezeit TPausMax dem Oder-Gatter 106 zugeführt. Die
Impulserzeugung kann in diesem Zusammenhang ebenfalls mit
einem Frequenzgenerator, o. ä. realisiert werden. Die
vorgegebene maximale Pumpenausschaltzeit TPausMax beginnt
mit der Ansteuertaktperiodendauer TTakt und endet vor Ablauf
derselben. Nach der Zeit TPausMax wird vom Impulsgenerator
ein Ansteuerimpuls über das Oder-Gatter 106 auf das
Schaltmittel 107 geschaltet, der bis zum Ende der
Ansteuertaktperiode TTakt dauert. Damit wird das
Schaltmittel 107 für die Zeit TPeinMin = TTakt - TPausMax in die
Schaltstellung gesetzt, in welcher es den Pumpenmotor 100
mit der Versorgungsspannung Ubat verbindet. Es wird somit
eine Mindesteinschaltzeit TPeinMin des Pumpenmotors 100 pro
Ansteuertaktperiode TTakt gewährleistet. Das aus dem Oder-
Gatter 106 resultierende Signal steuert dann das
Schaltmittel 107, welches die Spannungsversorgung Ubat des
Pumpenmotors 100 herstellt, bzw. unterbricht. Die beiden
Halteglieder 103, 104 und der Impulsgenerator 105 sind in
ihrem Startzeitpunkt mit dem Startzeitpunkt der
Ansteuertaktzeit TTakt, der im Ausschaltzeitpunkt der Pumpe
liegt, synchronisiert. Die Steuerung 108 dient zur
Vollansteuerung für TAnstMax bei Regelbeginn, zum
Freischalten des jeweiligen Vergleichsmittels 101, 102, durch
das Freischalten des jeweiligen Und-Gatters 110, 111 und zur
Synchronisation der dem Oder-Gatter 106 vorgeschalteten
Elemente 103, 104, 105 mit dem Ansteuertakt. Als Eingangsgröße
erhält die Steuerung 108 u. a. das Signal aus dem Oder-Gatter
106, welches auch das Schaltmittel 107 steuert. Aufgrund
dessen ist für die Steuerung 108 bekannt wann der
Pumpenmotor 100 von der Versorgungsspannung Ubat abgetrennt
wird. Dadurch wird die Initierung des Ansteuertaktes TTakt
nach dem Abtrennen des Pumpenmotors 100 von Ubat, z. B. nach
einer Vollansteuerphase mit TAnstMax ermöglicht. Statt oder
zugleich mit diesem Eingangssignal ist ein Zähler in der
Steuerung denkbar, womit der Ausschaltzeitpunkt der Pumpe
nach der Vollansteuerung ermittelt wird. Der Startzeitpunkt
für die Pumpenansteuerung ist bei stillstehender Pumpe eine
Pumpenanforderung, welche ebenfalls als Eingangssignal für
die Steuerung 108 dient und aus der übergeordneten
Reglerlogik 109 (z. B. ABS/ASR/FDR) stammt.
In Fig. 2 ist der Ablauf zur Pumpenansteuerung des speziellen
Ausführungsbeispiels in einem Flußdiagramm dargestellt.
Damit wird die Funktion der Ansteuerschaltung in Fig. 1 durch
ein programmtechnisches Äquivalent, z. B. in einem
Steuergerät realisiert. Pumpe Ein und Pumpe Aus bedeuten in
den Blöcken 201, 211, 216, 216a und 204 des Flußdiagramms
das Verbinden, bzw. Trennen von Pumpenmotor 100 und
Versorgungsspannung Ubat durch ein entsprechendes
Schaltmittel. Ausgangspunkt ist eine Pumpenanforderung 200
aus einer übergeordeten Logik für einen Druckaufbau auf der
Druckseite bzw. einen Druckabbau auf der Saugseite. Diese
Pumpenanforderung 200 kann sich z. B. aus einer
Radinstabilitätserkennung bei ABS oder ASR ebenso wie aus
dem Bemerken einer Fahrzeuginstabilität bei FDR ergeben, und
wird von einer entsprechenden Logik 109a signalisiert. Die
Pumpenanforderung 200 erzeugt somit den Regelungsbeginn 201,
zu welchem ein Zähler zur Erfassung der Zeit für die
Vollansteuerung TAnst rückgesetzt wird. Ebenfalls in 201
wird die Zeitdauer für die Vollansteuerung TAnstMax
festgelegt. In Abständen der Abtastzeit dT wird dann der
Zähler weitergeschaltet 202 und die Zeitbedingung für die
maximale Zeit der Vollansteuerung TAnstMax überprüft 203.
Die Blöcke 202 und 203 im Flußdiagramm entsprechen der
Funktion des Haltegliedes 104 in Fig. 1. In Block 214/1 wird
nach jedem Abtastschritt überprüft, ob die Pumpenanforderung
aus Block 200 noch vorhanden ist oder nicht. Besteht die
Pumpenanforderung nicht mehr, so wird der Ansteuervorgang
abgebrochen und die Pumpe abgeschaltet 216. Dies wird an die
übergeordnete Logik 109a signalisiert. Kurzzeitige
Fehlsignale führen dadurch nicht zum Durchlaufen der
gesamten Ansteuersequenz. Diese Funktionalität ist in den
Blöcken 214/1, 214/2, 214/3 und 214/4 identisch, lediglich
die Position dieser Blöcke im Ablaufdiagramm Fig. 2 ist
unterschiedlich. Ist die Pumpenanforderung weiterhin aktiv,
so wird die Pumpe im ersten Zyklus voll angesteuert. Nach
Ablauf der Vollansteuerzeit TAnstMax wird die Pumpe von der
Spannungsversorgung abgetrennt 204. Dies ist im Programm der
Startzeitpukt der Ansteuertaktperiode TTakt und in Fig. 1 der
Synchronisationszeitpunkt für die Halteglieder 103, 104 sowie
den Impulsgenerator 105. Das Einschalten der Pumpe bei
Regelbeginn 201 kann in der Ansteuerschaltung nach Fig. 1
durch das Durchschalten des Vergleichsergebnisses aus
Vergleichsmittel 102 über Gatter 110 realisiert werden, da
der Pumpenmotor 100 zu diesem Zeitpunkt noch nicht
angelaufen ist und damit die Motorspannung UM unterhalb der
Sicherheitsschwelle Uss liegt. In Fig. 2 in Block 204 wird
nun die Zählervariable für die Ausschaltzeit TPaus des
Pumpenmotors 100 rückgesetzt sowie die Ansteuertaktperiode
TTakt und die maximale Ausschaltzeit der Pumpe TPausMax pro
Ansteuertaktperiode festgelegt. Dabei beginnt die
Periodendauer des Ansteuertaktes TTakt erstmalig mit dem
Abtrennen des Pumpenmotors 100 von der Spannungsversorgung
Ubat. Ausgehend von dieser Initialisierung 204, die in Fig. 1
durch die Steuerung 108 durchgeführt wird, wird nun die
Ausschaltzeit des Pumpenmotors TPaus als auch die Zeitdauer
des ersten Intervalls T1 durch aufsummieren der
Abtastintervalle dT in 207 hochgezählt. Eine Überprüfung in
205, ob durch den Abfall der eingelesenen Motorspannung UM
die Sicherheitsschwelle Uss erreicht wurde, wird nur
innerhalb des ersten Zeitintervalls T1max nach Abtrennung
des Pumpenmotors 100 von der Spannungsversorgung 204
durchgeführt. Dazu wird in Block 208 vor dem ersten
Schleifendurchlauf der getakteten Ansteuerung einerseits die
maximale Länge T1max des Zeitintervalls T1 festgelegt und
zum zweiten die Zählvariable T1 für das Intervall
zurückgesetzt. In Block 206 wird überprüft, ob sich der
Durchlauf im ersten Zeitintervall T1 befindet und damit das
Erreichen der Schwelle Uss abgefragt werden soll 205. Denn
für den Fall, daß die Motorspannung UM im ersten Intervall
T1max die Sicherheitsschwelle Uss erreicht, wird nach der
Erfindung eine Vollansteuerung des Pumpenmotors 100 wie bei
Regelungsbeginn 201, 202, 203 notwendig und der Pumpenmotor
100 für die Zeit TAnstMax mit der Versorgungsspannung Ubat
verbunden. Alternativ kann auch eine von TAnstMax
unterschiedliche Ansteuerzeit TAnstMaxA wie im gestrichelten
Teil von Fig. 2 (201a, 202a, 203a, 214/4, 216a) dargestellt
für die Pumpenansteuerung nach Erreichen von Uss durch UM
vorgegeben werden. Ist die Sicherheitsschwelle Uss nicht
erreicht, wird einerseits das Erreichen der
Spannungsschwelle Us kontrolliert 209, was der Signalfolge
über Vergleichsmittel 101 und Gatter 111 in Fig. 1
entspricht, zum anderen wird geprüft ob durch TPaus die
maximale Ausschaltzeit der Pumpe TPausMax erreicht ist 210.
Dadurch wird die Mindesteinschaltzeit der Pumpe
TPeinMin = TTakt - TPausMax garantiert. Diese Funktion wird in
Fig. 1 vom Impulsgenerator 105 wahrgenommen. Wenn weder die
Schwelle Us, noch die maximale Ausschaltzeit TPausMax
erreicht ist, bleibt der Pumpenmotor weiter von der
Spannungsversorgung Ubat abgetrennt. Sollte eine der beiden
Bedingungen 209, 210 erfüllt sein, wird die
Spannungsversorgung Ubat des Pumpenmotors durch das
Schaltmittel 107 wieder hergestellt 211. Gleichzeitig wird
nun eine Zählervariable TPein initialisiert, die als Maß für
die Einschaltdauer der Pumpe dienen kann 211. Die
Einschaltzeit TPein wird in einem Zähler in Abtastschritten
dT gezählt 212, was der Funktion des Haltegliedes 103 aus
Fig. 1 entspricht. Die Einschaltzeit der Pumpe TPein soll
trotz garantierter Mindesteinschaltzeit TPeinMin
erfindungsgemäß in Summe mit der Ausschaltzeit TPaus die
Taktperiodendauer TTakt nicht überschreiten, wenn die Pumpe
getaktet angesteuert wird. In dem Moment, in dem die
Taktzeit TTakt durch die Summe aus TPein und TPaus erreicht
ist 213, wird die Hydraulikpumpe wieder von der
Spannungsversorgung Ubat abgetrennt. Dadurch wird in der
getakteten Ansteuerphase auf einfache Art ein PWM-Signal
erzeugt, das die Vorteile bezüglich einer geringeren
Geräuschentwicklung beinhaltet und darüberhinaus größere
Sicherheit durch die Mindesteinschaltzeit pro Taktperiode
gewährleistet.
In Fig. 3 wird nun der dadurch entstehende Verlauf der
Motorspannung UM und das Pumpenansteuersignal UP, hervor
gerufen durch das Oder-Gatter 106 in Fig. 1 dargestellt. Bei
Regelbeginn t0 (201), also nach einer Pumpenanforderung 200
durch die übergeordnete Logik 109 bzw. 109a erfolgt die
Vollansteuerung für die Dauer TAnstMax (t1 - t0). Die Dauer
der Vollansteuerung TAnstMax ist z. B. abhängig vom
Fahrzeugtyp und/oder der eingesetzten Bremsanlage aufgrund
von Meßwerten fest vorgegeben. Die Phase der Vollansteuerung
endet mit dem Ausschalten der Pumpe 204 nach TAnstMax bei
t1. Danach wird die Pumpe mit der vorgebbaren Taktperiode
TTakt (t2 - t1) angesteuert, weil nach der
Vollansteuerphase die volle Pumpenmotorleistung nicht
notwendig ist. Erreicht dabei die Motorspannung UM den
Schwellwert Us t4 (209), so wird die Pumpe vom nächsten
Abtastzeitpunkt t5 bis zum Ende der Taktperiode TTakt bei t6
wieder eingeschaltet 211, 212, 213. Die Zeitdifferenz t5 - t4
vom Erkennen des Erreichens des Schwellwertes Us und dem
Einschalten des Pumpenmotors 100 entsteht durch die
verwendete Abtastzeit dT. Wird nun im Falle einer
hydraulischen Bremsanlage Bremsflüssigkeit gegen einen hohen
Druck im Bremskreis gefördert, so fällt die Motorspannung UM
schneller ab. Wird hingegen Bremsflüssigkeit gegen einen
geringeren Druck gefördert fällt die Motorspannung UM
langsamer ab. Aufgrund der durch den Vergleich der
verschieden schnell abfallenden Motorspannung UM mit der
vorgegebenen Spannungsschwelle Us zustandekommenden
unterschiedlichen Einschaltzeitpunkte 211 des Pumpenmotors
100 entstehen unterschiedlich lange Einschaltdauern TPein
und damit wird das Ansteuersignal UP in der Pulsweite
moduliert. Wird hingegen die Schwelle Us durch die
Motorspannung UM nicht erreicht 209, so wird nach Ablauf der
maximalen Ausschaltzeit des Pumpenmotors TPausMax t3 - t1
(210) die Pumpe bis zum Ende der Ansteuertaktperiode TTakt
t2 eingeschaltet. Daraus entsteht somit die
Mindesteinschaltzeit TPein t2 - t3 des Pumpenmotors pro
Ansteuertaktperiode TTakt t2 - t1. Erreicht die Motorspannung
UM direkt nach dem Ausschalten des Pumpenmotors 100, also
innerhalb des ersten Zeitintervalls T1max 208, 206 die
Sicherheitsschwelle Uss t7 205, so wird wie zu Regelbeginn
201 t0 eine Vollansteuerung t8 201, 202, 203 für TAnstMax
durchgeführt. Dadurch wird garantiert, daß die Pumpe bei
großer Belastung, wie z. B. negativem µ-Sprung, Schlechtweg
oder großem Vordruck, die benötigte Förderleistung
aufbringt. Alternativ könnte hierbei eine zu TAnstMax
unterschiedliche Zeit TAnstMaxA wie im gestrichelten Teil
von Fig. 2 Verwendung finden. Die Zeitdifferenz t8 - t7 ist
wieder durch die Abtastzeit dT bestimmt. Nach Ablauf von
TAnstMax t9 wird der Pumpenmotor 100 dann wieder von der
Versorgungsspannung Ubat abgetrennt 204.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des
Ausführungsbeispiels ist die Verwendung verschiedener, fest
vorgegebener Zeitdauern TAnstMax bzw. TAnstMaxA, einerseits
für die Vollansteuerung zu Regelbeginn 201 TAnstMax (t0
Fig. 3) und andererseits für die Vollansteuerung bei
Erreichen der Sicherheitsschwelle Uss (t8 Fig. 3, z. B.
TAnstMaxA). Ferner ist eine variable Vorgabe der Dauer der
Vollansteuerung TAnstMax aufgrund bestimmter Werte wie z. B.
den Druckverhältnissen im Bremskreis, der
Pumpenmotordrehzahl, der Motorspannung UM, der
Versorgungsspannung Ubat, etc. zweckmäßig. Die Verwendung
unterschiedlicher Zeitdauern für die Vollansteuerung ist in
Fig. 2 im gestrichelten Teil offenbart. Dabei wird in Block
201a, 202a und 203a eine Zeit TAnstMaxA, die sich von
TAnstMax unterscheidet, verwendet. Die Funktion der
einzelnen Blöcke des gestrichelten Teils von Fig. 2 (201a,
202a, 203a) ist bis auf die Verwendung von TanstMaxA
identisch mit den Blöcken 201, 202 und 203 in Fig. 2. In
Block 214/4 wird wie in 214/1 geprüft, ob die
Pumpenanforderung noch Bestand hat. Ist dies nicht der Fall,
wird die Pumpe in Block 216a abgeschaltet und dies an die
Logik 109a signalisiert.
Ebenso wäre es zweckmäßig die im Ausführungsbeispiel
verwendeten Schwellwerte Us, Uss nicht fest vorzugeben,
sondern sie z. B. abhängig von den Druckverhältnissen im
Bremskreis, der Pumpenmotordrehzahl, der Motorspannung UM,
der Versorgungsspannung Ubat, etc. im Regelvorgang variabel
einzuspeisen. Auch die Beschränkung auf zwei verwendete
Schwellwerte muß nicht aufrechterhalten werden. Es ist
denkbar einsatzbezogen mehr als zwei oder sogar nur einen
Schwellwert zu verwenden.
Weiterhin wäre es bei der getakteten Ansteuerung
vorteilhaft, diese nicht auf nur die eine, hier verwendete
Taktperiode TTakt festzulegen. In einer weiteren
Ausgestaltung wäre auch eine individuelle, variable
Taktfestlegung in Block 204 des Flußdiagramms in Fig. 2,
eventl. abhängig von bestimmten Parametern, für jede
einzelne Pumpenanforderung 200 von Vorteil. Dabei könnten
den verschiedenen Taktzeiten auch unterschiedliche
Schwellwerte zugeordnet sein.
Der Regelbeginn 201 erfolgt im Ausführungsbeispiel als
Reaktion auf eine Pumpenanforderung 200 der übergeordneten
Logik. Im Ausführungsbeispiel sind dafür z. B.
Antiblockiersystem, Antriebsschlupfregelung und
Fahrdynamikregelung herangezogen. Dabei sind auch andere
Regelsysteme denkbar. Bei z. B. einer adaptiven Fahrregelung
(ACC) muß es aufgrund einer Pumpenanforderung 200 nicht zu
einem Bremseneingriff kommen. Eine mögliche Auffahrgefahr
auf das vorausfahrende Fahrzeug und eine damit lediglich
beabsichtigte Verzögerung des eigenen Fahrzeugs führt zu
einer Pumpenanforderung 200. Ausgangspunkt für eine
Pumpenanforderung 200, und damit des Regelbeginns 201 ist
also jede gewünschte Druckveränderung im Bremskreis,
unabhängig vom eingesetzten Regelsystem.
In einer weiteren Ausführungsform des Ausführungsbeispiels
wird in Fig. 4 auch auf die genannten Erweiterungen und
Ausgestaltungen eingegangen. Das in Fig. 4 dargestellte
Flußdiagramm kann dabei einerseits ganz oder teilweise in
Hardware realisiert sein, andererseits kann das vorliegende
Flußdiagramm in Programmform auf einem oder mehreren
Steuergeräten ablaufen. Ausgehend von wenigstens einer
übergeordneten Logik, schematisch dargestellt durch Block
400, beispielsweise aus einem Antiblockiersystem (ABS),
einer Antriebsschlupfregelung (ASR) oder einer
Fahrdynamikregelung (FDR bzw. ESP). Die gezeigten Verfahren
sind darüber hinaus bei allen, die Bremswirkung
beeinflussenden Systeme bzw. Regelungen zur Erhöhung der
Fahrstabilität und/oder Sicherheit bei Fahrzeugen
einsetzbar. Aus der übergeordneten Logik 400 stehen durch
Vorbelegung, Initialisierung und/oder Berechnung Größen und
Variablen für den nachfolgenden Ablauf zur Verfügung. Dies
sind z. B. Ausschaltzeiten für TPaus, verschiedene mögliche
Periodendauern für TTakt, jeweils unterschiedliche
Spannungsschwellwerte für Us1 und Us2,
Sicherheitsnachlaufzeiten für Tsn1 bzw. Tsn2, Werte für die
Zeitschwellen Ts1, Ts2, TAnstMax, Ts, etc., Zeitschritte wie
z. B. für dT1 und Anfangswerte wie z. B. für TPstart. Diese
Werte können dabei z. B. aus Schätzungen bzw.
Modellrechnungen, regelungs- bzw. systemspezifischen
Vorgaben oder aus Kennfeldern bzw. Tabellen abgeleitet
werden. Ebenso wird in der wenigstens einen übergeordneten
Logik, schematisch als Block 400, ein entsprechendes Setzen
und/oder Rücksetzen von im weiteren verwendeten Flags, also
kennzeichnenden Flaggen, durchgeführt, sofern dies nicht im
Verfahren selbst geschieht. Daneben kann aus Block 400
ebenfalls eine Pumpenanforderung einer Regelung, hier R1,
R2, zum Start des Verfahrensablaufes erfolgen.
Im Feld 401 erfolgt der Start des Verfahrensverlaufes. In
Abfrage 402 wird zunächst geprüft, ob überhaupt eine
Regelung bzw. Regelstrategie aktiv ist. Diese Überprüfung
kann beispielsweise mit Hilfe von Flags, also
kennzeichnenden Flaggen, beispielsweise in Bit- oder Byte-
Form durchgeführt werden. Es ist somit denkbar, daß ein die
Bremswirkung beeinflussendes System bzw. eine solche
Regelung zur Erhöhung der Fahrstabilität und/oder Sicherheit
bei Fahrzeugen bei ihrer Aktivierung eine solche Flagge
setzt bzw. eine solche Flagge gesetzt wird. Ebenso kann in
Abfrage 402 geprüft werden, ob eine Pumpenanforderung durch
eine der Regelungen, R1 oder R2 vorliegt, was ebenfalls
durch das Setzen von Flags angezeigt werden kann. So kann
ein Flag F1P anzeigen, daß Regelung R1, hier ASR, gerade
eine Pumpenanforderung stellt und ein Flag F2P analog für
Regelung R2 verwendet werden.
Im weiteren wird beispielhaft, bei Abfragen zum Teil auf
solche Flaggen, die abhängig von bestimmten Bedingungen
gesetzt sind oder werden zurückgegriffen.
In dieser Ausführungsform werden aus allen die Bremswirkung
beeinflussenden Systeme bzw. Regelungen zur Erhöhung der
Fahrstabilität und/oder Sicherheit bei Fahrzeugen
beispielhaft zwei, R1 und R2, verwendet. Eine Erhöhung auf
mehr als zwei Regelungen bzw. Regelstrategien ist ebenso
nahegelegt, wie der Einsatz ausschließlich einer Strategie.
Hier wird beispielhaft für Regelung bzw. Regelstrategie R1
eine Antriebsschlupfregelung (ASR) und für Regelstrategie
bzw. Regelung R2 ein Antiblockiersystem (ABS) verwendet.
Somit wird in Abfrage 402 überprüft, ob ein Flag F1 für ASR
oder ein Flag F2 für ABS gesetzt sind, welche anzeigen, daß
wenigstens eine Regelung aktiv ist. Ist dies nicht der Fall,
gelangt man über Block 411 zum Programmende in 441. In Block
411 kann eine Initialisierung, Vorbelegung oder
gegebenenfalls Berechnung von Größen und/oder Variablen für
den nächsten Schleifendurchlauf durchgeführt werden.
Ist wenigstens eine Regelung aktiv, wird in Abfrage 403
überprüft, ob beide Regelungen R1 und R2, also ASR und ABS
gleichzeitig aktiv sind, also ein ABSR-System zum Einsatz
kommt. Ist dies der Fall, wird in einer nächsten Abfrage 404
festgestellt, welche der Regelungen, R1 oder R2, gerade auf
die Pumpe zugreifen muß. Dies geschieht beispielsweise durch
ein Flag F1P, welches anzeigt, daß eine
Pumpenmotoransteuerung durch Regelung R1, hier also durch
ASR erfolgt. Ist dieses Flag F1P gesetzt, gelangt man zur
Abfrage 406. Ist dieses Flag F1P nicht gesetzt, gelangt man
zur Abfrage 405. In diese Abfrage 405 gelangt man ebenfalls
aus Abfrage 403, wenn nicht beide Regelungen, R1 und R2,
aktiv sind. Ist also hier kein ABSR-System im Einsatz,
gelangt man direkt in den Pfad beginnend mit Abfrage 405.
Denkbar ist hierbei, wenn in Abfrage 403 erkannt wird, daß
kein ABSR-System Verwendung findet, also Regelung R1 und R2
nicht zugleich eingesetzt sind, durch weitere Abfrage
geklärt wird welche der beiden Regelungen, R1 oder R2, ASR
oder ABS eingesetzt ist. Davon abhängig wird dann der Pfad
beginnend mit Abfrage 406 für ASR oder der Pfad beginnend
mit Abfrage 405 für ABS gewählt.
In Abfrage 406 wird für Regelung R1, in diesem Fall ASR,
kontrolliert, ob eine bestimmte Mindestansteuerzeit bzw.
Mindestnachlaufzeit Tsn der Pumpe bzw. ein Zähler für eine
solche Mindestansteuerzeit einen Wert größer Null aufweist,
also noch vorhanden ist. Diese Mindestnachlaufzeit für
Regelung R1, Tsn1, bedeutet eine Art Sicherheitsnachlauf der
Pumpe, beispielsweise bei Abbruch im Schleifendurchlauf.
Dieser Zähler bzw. die Mindestansteuerzeit Tsn1 selbst wird
in Block 408 herunter gezählt bzw. wird von Tsn1 ein
Zeitschritt dT1 abgezogen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel entspricht die Zeit
dT1 der Zeit für einen Schleifendurchlauf im Flußdiagramm,
also einer Zählvariable von 1. Strebt man
Echtzeitverhältnisse an, so ist denkbar, daß pro
Abtastschritt dT genau ein Schleifendurchlauf erfolgt. Für
diesen Fall wäre dann dT gleich dT1. Im anderen Fall ist dT
aber kleiner als dT1, d. h. pro Schleifendurchlauf wird öfter
als einmal abgetastet. Somit ist dT1 beliebig vorgebbar.
Dieser Sicherheitsnachlauf mit einer Mindestansteuerzeit Tsn
der Pumpe existiert ebenso für Regelung 2, hier die ABS-
Regelung. Es kann dabei die selbe Mindestansteuerzeit Tsn1
der Pumpe als Sicherheitsnachlauf gewählt werden oder mit
Tsn2 eine von Tsn1 verschiedene.
In Abfrage 405 wird dann ebenfalls überprüft, ob dann Tsn2
größer als Null und somit die Mindestansteuerzeit Tsn2 der
Pumpe noch nicht beendet ist. Ist die Mindestansteuerzeit
Tsn2 bzw. eine ihr zugeordnete Zählervariable größer Null,
wird auch hier nun in Block 407 von der Mindestansteuerzeit
Tsn, im R2-, ABS-Fall Tsn2, der Zeitschritt dT1 abgezogen
bzw. eine Zählervariable dekrementiert. Im anderen Fall
erfolgt keine Subtraktion eines Zeitschrittes dT1. Im
Übrigen können hier die selben Überlegungen wie für Tsn1
gelten.
Aus der Bedingung für den Sicherheitsnachlauf in Abfrage 406
und durch Block 408 gelangt man zur Abfrage 410. Hierin wird
abgefragt, ob eine Vollansteuerung, beispielsweise
gekennzeichnet durch ein Flag Fvoll, durchgeführt werden
soll oder nicht. Dies kann beispielsweise bei Regelung R1,
ASR, durch Setzen eines Flags Fvoll1 und Überprüfung dessen
Existenz in Abfrage 410 erfolgen. Das Setzen des Flags
Fvoll1 kann dabei bereits im Block 400, vor Beginn eines
Schleifendurchlaufs eben bedingt durch die übergeordnete
Logik erfolgen. Es ist also möglich, abhängig von gewissen
Bedingungen präventiv eine Vollansteuerung durchzuführen,
schon bevor eine Spannungsschwelle, wie Us oder Uss,
abgefragt wird. Abhängig von wenigstens einer Bedingung kann
also bevor eine Situation großer Beanspruchung der Pumpe
tatsächlich auftritt diese vorhergesagt und durch einen
erhöhten Pumpbetrieb, insbesondere durch Vollansteuerung
bereits vorab berücksichtigt und somit beherrscht werden.
Bisher wurde eine solche Situation erhöhter Beanspruchung
erst bei Erreichen bzw. Unterschreiten einer
Spannungsschwelle wie Uss durch die Motorspannung UM, also
erst im Augenblick des Auftretens erkannt und
berücksichtigt.
Um eine präventive Auswertung zu ermöglichen kann zwischen
einem Select-High-Betrieb SH und einem Select-Low-Betrieb SL
unterschieden werden. Allgemein bedeutet Select-High-
Betrieb, daß bei einer Regelung der Bremswirkung und/oder
Fahrstabilität und/oder Sicherheit von dem Rad einer Achse
ausgegangen wird, von dem der höchste Reibkoeffizient µ
ermittelt wird und wenigstens die Regelung des zweiten Rades
der Achse danach ausgerichtet wird. Der Select-Low-Betrieb
zeigt dies entsprechend ausgehend von dem Rad einer Achse,
welches den geringsten Reibkoeffizienten µ zeigt.
Bedingungen die zum Setzen von Fvoll, insbesondere Fvoll1,
führen, sind beispielsweise eine einseitige Regelung, wie
z. B. im Select-High-Betrieb SH, und/oder ein vorab
geschätzter Radbremsdruck RD der einen vorgebbaren
Schwellwert eines Druckes SD, beispielsweise zwischen 60 und
80 bar, übersteigt, insbesondere Druckaufbau auf hohes
Radbremsdruckniveau und/oder eine positive Regelabweichung
RA+, usw. Diese positive Regelabweichung RA+ liegt z. B. vor,
wenn ein Antriebsschlupfwert des jeweiligen Rades eine
vorgebbare maximal zulässige Schlupfschwelle übersteigt.
Ebenso kann eine mögliche Blockierneigung eines Rades bei
einer ABS-Regelung eine solche positive Regelabweichung zur
Folge haben. Beispielsweise führen alle drei genannten
Bedingungen gemeinsam als Verknüpfung V1 zum Setzen des
Flags, z. B. Fvoll1, also:
SH und RD < SD und RA+ (V1)
SH und RD < SD und RA+ (V1)
Der Radbremsdruck RD kann dabei beispielsweise vorab durch
Auswertung einer Kennlinie bzw. eines Kennfelds geschätzt
werden, welches durch Versuche und/oder Simulation von
Regelsituationen im Vorfeld bestimmt werden kann. Von
Vorteil ist dabei ein adaptives, also im weiteren Betrieb
selbstlernendes Kennfeld, das dann zur Auswertung in Bezug
auf die Druckschätzung herangezogen werden kann. Eine
weitere Möglichkeit ist die Verwendung eines im
vorhergehenden Schleifendurchlauf verwendeten Druckes um
rekursiv auf den zu erzielenden Druck, insbesondere
Radbremsdruck, im nächsten Schleifendurchlauf zu schließen.
Neben dieser rekursiven Betrachtungsweise zur Druckschätzung
kann auch aus einer bereits ermittelten Druckabbau- bzw.
Druckaufbaupulsreihe ermittelt werden wie hoch der Druck,
insbesondere der Radbremsdruck bei einem bestimmten
Druckpuls ist bzw. sein wird.
Der in V1 verwendete Select-High-Betrieb SH bzw. die Select-
High-Regelung zeichnet sich im Hinblick auf die Bedingungen
beispielsweise dadurch aus, daß ein Rad je Achse in Regelung
(einseitige Regelung) ist, insbesondere immer nur genau ein
Antriebsrad je angetriebener Achse. Dies wird beispielsweise
durch Setzen eines Speichers zur Radregelung bzw. eines
Flags darin angezeigt. Somit erfolgt im Select-High-Betrieb
SH eine Regelung auf Traktion, z. B. im ASR-Fall auf einen
hohen Vortrieb oder im ABS-Fall auf einen kurzen Bremsweg.
Ebenso sind als Bedingungen, die zum Setzen von Fvoll,
insbesondere Fvoll1, führen, ein gewünschter Druckabbau aus
hohem Radbremsdruckniveau (z. B. erkannt durch wenigstens
eine von RD überschrittene vorgebbare Druckabbauschwelle
SDA) und/oder eine zweiseitige Regelung, insbesondere
gleichzeitiger Druckabbau an zwei Rädern einer Achse, und
damit einhergehend ein Select-Low- (SL) oder Select-High-
Betrieb (SH) sinnvoll. Bei einer zweiseitigen Regelung sind
somit beide Räder einer Achse in Regelung. Dabei kann
bezüglich der Druckabbauschwellen (SDASH, z. B. 40-60 bar;
SDASL, z. B. 15-35 bar) zwischen dem Select-High-Betrieb SH,
mit einer Druckabbauschwelle-Select-High SDASH und dem
Select-Low-Betrieb SL mit mit einer Druckabbauschwelle-
Select-Low SDASL unterschieden werden. Bei mehreren Rädern,
insbesondere Antriebsrädern, in Regelung (von zwei Rädern im
Normal- bis vier Rädern im Allradbetrieb), wie
beispielsweise im Select-Low-Betrieb SL, kann auch beim
Radbremsdruck RD nochmals je Rad (RD1-RD4) unterschieden
werden. Dabei ist z. B. RD1 der geschätzte Radbremsdruck auf
der linken und RD2 derjenige auf der rechten Seite bei einer
Achse, insbesondere einer angetriebenen Achse.
Als weitere präventive Bedingung ist die Auswertung denkbar,
ob ein Druckabbaumodul (DABB-Modul) oder ein
Druckaufbaumodul (DAUF-Modul) initialisiert ist und
ausgeführt wird bzw. werden soll, d. h. eine Abbauimpulsreihe
oder Aufbauimpulsreihe zur Pumpenansteuerung aktiv ist bzw.
wird oder nicht. Ein solches Druckmodul DM, also DABB- oder
DAUF-Modul, insbesondere in Software, wird bereits vor dem
eigentlichen Pumpbetrieb initialisiert. Dies wird z. B. durch
Flags DABB bzw. DAUF, allgemein durch ein Flag D angezeigt.
Auch hier kann bei mehreren Rädern, insbesondere
Antriebsrädern in Regelung, nochmals je Rad (DABB1-DABB4,
DAUF1-DAUF4) unterschieden werden. Dabei entspricht z. B.
DABB1 einem aktiven Druckabbaumodul auf der linken und DABB2
demjenigen auf der rechten Seite bei einer angetriebenen
Achse.
Aus dem bisher erwähnten lassen sich somit weitere
auftretende vorausschauende Bedingungen als Verküpfungen zur
präventive Pumpenansteuerung heranziehen wie beispielsweise:
RD < SD und D (V2)
RD < SD und D (V2)
oder speziell im Druckabbaufall:
SH und RD < SDASH und DABB (V3)
bzw.
SL und RD < SDASL und DABB (V4)
oder im zweiseitigen Betrieb im Druckabbaufall:
SL und RD1 < SDASL und DABB1 und RD2 < SDASL und DABB2 (V5)
usw.
Der Select-Low-Betrieb SL bzw. die Select-Low-Regelung
zeichnet sich im Hinblick auf die Bedingungen beispielsweise
durch Kurvenfahrten, die z. B. durch die Lenkstellung, den
Lenkwinkel und/oder einen Querbeschleunigungssensor
erkennbar sind und/oder einen höheren Geschwindigkeits
bereich (der z. B. durch Überschreitung eines vorgebbaren
Geschwindigkeitsschwellwerts, z. B. zwischen 30 und 50 km/h,
erkannt wird) und/oder für die jeweiligen Antriebsräder
durch Setzen je eines Speichers zur Radregelung bzw. jeweils
eines Flags darin, aus. Durch die Flagverwendung kann somit
auch nur ein Speicher zur Radregelung für alle Antriebsräder
verwendet werden. Im Select-Low-Betrieb wird somit
insbesondere auf Stabilität des Fahrzeugs geregelt, somit
z. B. ein Ausbrechen des Fahrzeugs verhindert und dafür
beispielsweise im ASR-Fall ein geringerer Vortrieb, im FDR-
Fall z. B. ein größerer Kurvenradius oder im ABS-Fall ein
längerer Bremsweg in Kauf genommen. Zum Ausschluß von
Fehlzuständen kann der Select-Low-Betrieb als Nicht-Select-
High-Betrieb und umgekehrt angenommen werden.
Diese Situation, also ein Setzen des Flags Fvoll1 läßt somit
auf eine starke Beanspruchung der Pumpe schließen. Dies ist
vor allem in Situationen der Fall, in der die Pumpe eine
sehr hohe, insbesondere ihre volle, Leistung bringen muß,
wie beispielsweise der Betrieb mit einem Anhänger oder µ-
Split-Bedingungen, wie z. B. µ-Split-Anfahren am Berg. Damit
hat die Regelung R1, also die ASR-Regelstrategie jederzeit
die Möglichkeit über dieses Flag Fvoll1 in eine mögliche
getaktete Pumpenmotoransteuerung einzugreifen und auf
Vollansteuerung bzw. Daueransteuerung der Pumpe umzustellen.
Optional wäre dies auch analog für Regelung R2, für den ABS-
Betrieb durch Abfrage 409 möglich. Hier kann analog ein Flag
Fvoll2 gesetzt werden, welches bei seinem Vorhandensein zu
einer Vollansteuerung führt.
Ist das Flag Fvoll1 gesetzt, so gelangt man zu Block 415.
Dort kann nun die Zeitdauer der Permanentansteuerung bzw.
Vollansteuerung, z. B. TAnstMax oder TAnstMaxA vorgegeben
werden. Andererseits ist die Zeitdauer auch dadurch
bestimmbar, wann Fvoll1 gesetzt bzw. rückgesetzt wird. Somit
kann in Block 415 die Ausschaltzeit der Pumpe TPaus auf
Null, die Periodendauer TTakt auf 1 bzw. auf dT1 gesetzt
werden. Gleichzeitig wird ein Flag FPTu rückgesetzt. Das
Flag FPTu wird entweder im Verfahrensablauf oder durch eine
übergeordnete Logik (siehe Block 400) gesetzt, wenn eine
bestimmte vorgebbare Zeitdauer Tu nach einem Ausschalten der
Pumpe verstrichen ist. Dadurch kann später erreicht werden,
daß nur innerhalb einer vorgebbaren Zeitspanne Tu nach einem
Ausschalten der Pumpe eine Überprüfung auf einen
Spannungsschwellenwert beispielsweise Us1 durchgeführt wird.
Ist das Flag Fvoll1 nicht gesetzt, gelangt man zu Block 414.
Hier wird nun eine Zeitschwelle Ts auf einen bestimmten Wert
gesetzt. Dieser Wert entspricht der Ansteuerzeit bei
Regelbeginn, also beispielsweise der Vollansteuerzeit
TAnstMax oder TAnstMaxA wie in der vorhergehenden
Ausführungsform. Hier kann nun, wie schon vorher angedeutet
abhängig von gewissen Voraussetzungen, welche optional aus
Block 400 stammen, eine gewünschte Vollansteuerzeit Ts
vorgegeben werden. In dieser Ausführungsform ist es
beispielsweise ein TAnstMax1 mit der die Vollansteuerzeit Ts
bzw. eine zugehörige Zeitschwelle belegt wird.
Diese Belegung ist optional auch in Block 413 für Regelung
R2, also den ABS-Betrieb möglich. Hier kann für die
Zeitschwelle Ts ein situationsabhängig und regelungsgerecht
angepaßter weiterer Wert TAnstMax2 eingesetzt werden.
Ebenso analog zu Block 415 der Regelung R1 kann für eine
Regelung R2 in Block 412 die Ausschaltzeit der Pumpe TPaus
für eine Vollansteuerung zu Null, die Periodendauer TTakt,
beispielsweise zu dT1 festgelegt werden. Genauso ist das
Setzen eines Flags FPTu denkbar. Die Abfrage 409 und die
Blöcke 412 und 413 sind dabei optional und können
beispielsweise für eine Regelung R2, wie eine ABS-Regelung
auch entfallen.
Aus den Blöcken 412 bis 415 gelangt man zu Abfrage 416.
Darin wird nun überprüft, ob die aus 413 bzw. 414
vorgegebene Zeitschwelle in Form der Vollansteuerzeit Ts
bereits erreicht ist, ob also eine Startzeit der Pumpe
TPstart kleiner oder gleich der vorgebbaren Zeitschwelle Ts
ist. Ist die Zeitschwelle Ts noch nicht erreicht, wird in
Block 418 die Startzeit TPstart um einen Zeitschritt dT1
hochgezählt, bei Einsatz eines Zählers für die Startzeit
TPstart kann hierbei auch ein Hochzählen um 1 erfolgen. Es
gelten dabei die bereits vorab gemachten Überlegungen.
Daneben wird in Block 418 die Periodendauer TTakt auf einen
Zeitschritt dT1 bzw. einen Schleifendurchlauf gesetzt. Im
Anschluß an Block 418 wird dann in Block 439 die Pumpe
eingeschaltet. Mit der Abfrage in Block 416 und dem
nachfolgenden Einschalten in Block 439 bei Nichterreichen
der Zeitschwelle Ts ist somit eine generelle Vollansteuerung
bei Regelbeginn gewährleistet.
Ist die Zeitschwelle Ts durch die Startzeit der Pumpe
TPstart hingegen erreicht oder überschritten, gelangt man zu
Abfrage 417. Darin wird nun überprüft, ob die entweder aus
Block 400 oder in Block 412 bzw. 415 vorgegebene
Periodendauer TTakt abgelaufen ist, beispielsweise durch die
Abfrage ob diese gleich Null ist. Ist dies der Fall, so
gelangt man zu Block 420 und damit in einen Taktbetrieb. In
Block 420 ist nun die Periodendauer TTakt und die
Ausschaltzeit TPaus erneut vorgebbar. Diese Vorgabe kann
einerseits aufgrund von Berechnungen oder Schätzungen bzw.
Vorbelegungen in der übergeordneten Logik 400 oder aber
situationsbedingt, abhängig von Abtastwerten variabel
erfolgen. Durch die Vorgabe von TTakt und TPaus ist mit
TTakt - TPaus = TPein die Einschaltzeit der Pumpe
vorgegeben, d. h. zwei der Zeitgrößen TTakt, TPaus, TPein
bestimmen generell die dritte. Welche Größen vorgegeben
werden, ist frei wählbar.
Wird in Abfrage 417 festgestellt, daß die Periode TTakt noch
nicht abgelaufen ist, so gelangt man zu Abfrage 419. Hier
wird nun überprüft, ob sich der Ablauf innerhalb einer
kurzen vorgebbaren Zeitspanne Tu nach dem Ausschalten der
Pumpe befindet. Dies wird, wie schon erwähnt durch das Flag
FPTu angezeigt. Ist das Flag FPTu gesetzt, gelangt man zu
Block 425 und der Ablauf befindet sich somit innerhalb der
kurzen vorgebbaren Zeitspanne Tu. Ist das Flag FPTu nicht
gesetzt, so gelangt man sofort zur Abfrage 432. Dadurch wird
festgelegt, daß eine erste Abfrage eines
Spannungsschwellwertes Us1 nur innerhalb der kurzen
vorgebbaren Zeitspanne Tu nach einem Ausschalten der Pumpe
erfolgen kann. Wenn durch das gesetzte Flag FPTu angezeigt
wird, daß man sich innerhalb einer kurzen vorgebbaren
Zeitspanne Tu nach einem Ausschalten der Pumpe befindet wird
in Block 425 ein Spannungsschwellwert Us1 bestimmt bzw.
belegt. Dieser kann einerseits fest vorgegeben sein oder
andererseits variabel je Schleifendurchlauf beispielsweise
durch die übergeordnete Logik 400 bestimmt werden.
Gleichzeitig wird in Block 425 das gesetzte Flag FPTu
zurückgesetzt.
Daraufhin gelangt man zur Abfrage 426, vergleichbar mit
Abfrage 403. Hier wird wiederum überprüft, ob beide Regler
bzw. Regelstrategien R1 und R2, in unserem Falle ASR und ABS
aktiv sind, also ein ABSR-System vorliegt. Ist dies
der Fall, gelangt man zu Abfrage 427, welche diesmal
vergleichbar mit Abfrage 404 überprüft, welche Regelung bzw.
Regelstrategie gerade die Pumpenmotoransteuerung durchführt.
Dies kann beispielsweise auch mit Hilfe eines Flags
geschehen, wobei z. B. ein Flag F1P gesetzt ist, wenn
Regelung R1, hier ASR die Pumpenmotoransteuerung durchführt.
Ist dies der Fall, kann in Block 429 ein neuer
Spannungsschwellwert für Us1 vorgegeben werden. Dieser kann
nun spezifisch für Regelung R1 wiederum entweder fest
bestimmt oder variabel je Schleifendurchlauf vorgegeben
werden. Beides ist durch die übergeordnete Logik 400
möglich. Handelt es sich in Abfrage 426 nicht um ein
Komplettsystem aus Regler 1 und Regler 2 gelangt man wie
auch aus Block 429 zu Abfrage 430. In Abfrage 430 wird nun
der Spannungsschwellwert Us1 abgefragt. Dieser ist nun
entweder mit einem Wert durch Block 425 oder aber mit einem
Wert durch Block 429 belegt. Beide Werte können
übereinstimmen aber ebensogut auch gemäß der jeweiligen
Regelstrategie spezifisch und somit unterschiedlich sein.
Durch den Vergleich der Motorspanung UM mit dem
Spannungsschwellwert Us1 kann nun festgestellt werden, ob
ein Einschalten der Pumpe nötig ist. Die Bezeichnung Us1 für
den Schwellwert der Spannung ist hierbei willkürlich
gewählt, ebenso könnte hier in Anlehnung an das
vorhergehende Ausführungsbeispiel der Schwellwert Us oder
Uss verwendet werden. Dies gilt generell für die Bezeichnung
des Spannungsschwellwertes.
Liegt die Motorspannung UM nicht oberhalb des Schwellwertes
Us1 oder entspricht diesem, wird der Schwellwert Us1 also
unterschritten gelangt man zu Block 431. Darin wird die Zeit
TPstart bzw. ein ihr entsprechender Zähler auf Null bzw. auf
einen Anfangswert zurückgesetzt. Damit ist gewährleistet,
daß aufgrund der im nächsten Schleifendurchlauf wieder
auftretenden Abfrage 416 der Pumpenmotor eine
Vollansteuerung erfährt. Diese Vollansteuerung wird in den
weiteren Schleifendurchläufen bis die Zeitschwelle Ts in
Abfrage 416 erreicht ist aufrecht erhalten und TPstart über
Block 418 inkrementiert. Durch die je Schleifendurchlauf
mögliche Vorgabe von Ts über Block 413 bzw. 414 und die
Vorgabe des Anfangswertes von TPstart in Block 400, 411 oder
431 ist eine sehr spezifische Ansteuerdauer der
Vollansteuerung vorgebbar. Aus Block 431 gelangt man wieder
zu Block 439, worin die Pumpe eingeschaltet, also der
Pumpenmotor an Spannung gelegt wird. Dabei ist auch denkbar
die Pumpe nicht automatisch mit der vollen
Versorgungsspannung Ubat in Block 439 zu beaufschlagen,
sondern die Spannung, an welche der Pumpenmotor gelegt wird
abhängig von der Regelung (R1 oder R2), der Situation oder
vergleichbaren Abhängigkeiten bedarfsgerecht vorzugeben.
Der zweite Pfad von Abfrage 417, wenn also die Periodendauer
TTakt abgelaufen ist, führt wie schon erwähnt, über Block
420, wo die Periodendauer TTakt und die Ausschaltzeit TPaus
erneut vorgegeben werden können. Die Periodendauer TTakt
wird am Ende eines Durchlaufs, also in Block 439 und 440
dekrementiert. Dabei wird, wie schon beim Dekrementieren der
Mindestnachlaufzeit Tsn1 bzw. Tsn2 erwähnt, entweder ein
Zeitschritt dT1 oder ein Schleifendurchlauf abgezogen. Wie
die übrigen Größen, beispielsweise Us1, Ts, etc. können auch
die Periodendauer TTakt und die Ausschaltzeit TPaus entweder
fest vorgegeben sein oder je Schleifendurchlauf im
jeweiligen Block beispielsweise durch die übergeordnete
Logik 400 variabel vorgegeben werden.
Aus Block 420 gelangt man zu Abfrage 421, hier wird wieder
wie in Abfrage 403 oder Abfrage 426 überprüft, ob ein
Komplettsystem, in unserem Falle also ein ABSR-System
vorliegt oder nicht. Ist dies der Fall, gelangt man zur
Abfrage 422, die vergleichbar mit Abfrage 427 bzw. 404
feststellt, ob Regelung R1 gerade die Pumpenmotoransteuerung
durchführt, was wie bereits genannt beispielsweise durch ein
gesetztes Flag F1P gekennzeichnet ist. Ist dies der Fall, so
gelangt man zu Block 424, worin für diesen Ast des
Taktbetriebes erneut situationsabhängig und
regelungsspezifisch die Periodendauer TTakt und die
Ausschaltzeit TPaus neu vorgegeben werden kann. Ebenso wird
in Block 424 das Flag FPTu, welches anzeigt, daß man sich
gerade nach dem Ausschalten der Pumpe also am Taktende bzw.
Periodenende befindet, gesetzt.
Aus Abfrage 421 gelangt man für den Fall, daß kein
komplettes ABSR-System, aus R1 und R2 vorliegt ebenso wie
aus Block 424 zu Abfrage 432. In diese Abfrage 432 führt
auch der Weg aus Abfrage 430, wenn dort festgestellt wird,
daß die Motorspannung UM die Vergleichsschwelle Us1 nicht
unterschreitet. In Abfrage 432 wird nun überprüft, ob die
Ausschaltzeit der Pumpe TPaus noch nicht erreicht ist. Dies
kann beispielsweise dadurch geschehen, daß überprüft wird,
ob TPaus bzw. ein zugehöriger Zähler ungleich Null ist oder
nicht. Ist der Zähler bzw. die Zeit TPaus nicht ungleich
Null, dann ist die Ausschaltzeit der Pumpe erreicht und man
gelangt wiederum zu Block 439, zum Einschalten der Pumpe.
Ist hingegen TPaus ungleich Null, sprich die vorgegebene
Ausschaltzeit TPaus noch nicht erreicht, gelangt man zu
Block 433. Darin wird zunächst die Ausschaltzeit TPaus bzw.
ein entsprechender Zähler dekrementiert. Dies geschieht z. B.
entweder durch ein Dekrement je Schleifendurchlauf oder
durch den Abzug der oben erwähnten Zeiteinheit dT1. Daneben
kann im Block 433 erneut eine Schwellenspannung Us2
vorgegeben werden. Diese kann gleich oder verschieden zu der
vorhergehenden Us1 sein. Us1 und Us2 sind dabei Variable für
Spannungsschwellwerte, welche in den genannten Blöcken mit
Werten, beispielsweise aus Modellrechnungen, Tabellen oder
Kennfeldern belegt werden können.
Aus Block 433 gelangt man zur Abfrage 434. Diese ist wieder
vergleichbar mit Abfrage 403, 426 und 421 und legt fest, ob
ein Komplettsystem vorliegt. Sind Regelung R1 und Regelung
R2 aktiv, liegt also ein ABSR-System vor, gelangt man zur
Abfrage 435, in welcher wiederum vergleichbar mit Abfrage
427, 422 und 404 geprüft wird, welche Regelung die
Pumpenansteuerung vornimmt. Erfolgt die Pumpenansteuerung
beispielsweise durch Regelung R1, sprich ASR, wird in Block
436 erneut eine regelungs- und situationsspezifische
Schwellenspannung für Us2 festgelegt. Ist hingegen Regelung
R2 aktiv bei der Pumpenansteuerung, steuert also ASR nicht
den Pumpenmotor an, wird weiterhin auf die in Block 433 für
Us2 festgelegte Schwellenspannung zurückgegriffen.
Aus Abfrage 434, wenn kein Komplettsystem vorliegt, aus
Abfrage 435, wenn Regelung R1 nicht aktiv ist, sowie aus
Block 436 gelangt man zu Abfrage 438. Darin wird nun
generell im Taktbetrieb bzw., wenn die Sicherheitsschwelle
für die Spannung für Us1 in Abfrage 430 nicht erreicht ist
erneut gegen eine Spannungsschwelle diesmal Us2 geprüft.
Unterschreitet die Motorspannung UM den zu vergleichenden
Schwellenwert von Us2 nicht, gelangt man zu Block 440, worin
die Pumpe ausgeschaltet und die Periodendauer TTakt
dekrementiert wird. Dazu wird entweder die Periodendauer
TTakt durch Abzug der Zeiteinheit dT1 verringert oder ein
dieser Periodendauer entsprechender Zähler je
Schleifendurchlauf um eins dekrementiert. Ist der
Spannungsschwellenwert Us2 allerdings unterschritten,
gelangt man sofort zu Block 439 und damit zum Einschalten
der Pumpe. Auch hier wird die Periodendauer TTakt
dekrementiert. Aus Block 439 bzw. 440 gelangt man nun zurück
zum Beginn des Verfahrensablaufs und damit in Abfrage 402,
wo nun erneut geprüft wird, ob die Regelung noch aktiv ist.
Das bedeutet, daß zumindest eine der in diesem Fall beiden
möglichen Regelungen R1 oder R2 aktiv ist.
Somit wird auch in diesem Verfahren und damit generell bei
Beginn einer Regelung die Pumpe für eine vorgebbare Zeit,
z. B. TAnstMax, TAnstMaxA permanent angesteuert. Nach Ablauf
dieser Zeit beginnt die Pumpenmotortaktung mit einer
beliebig situationsbedingt und regelungsspezifisch
vorgebbaren Periodendauer TTakt. Die Periode beginnt mit dem
Ausschalten der Pumpe. Die Ausschaltdauer TPaus selbst ist
ebenfalls vorgebbar. Ebenso könnte statt TPaus eine
Einschaltzeit TPein, wie erwähnt vorgegeben werden.
Die Pumpenmotorspannung UM wird in jedem Abtastschritt dT
beispielsweise alle 10 Millisekunden beispielsweise durch
Analog-/Digitalwandlung im Steuergerät berechnet und steht
dem Verfahrensablauf zur Verfügung. Dabei ist vorteilhaft,
wenn zwischen Analog-/Digitalwandlung und Ausgabe des
Ansteuersignals UP des Pumpenmotors die maximale Zykluszeit
liegt. Dadurch können sofort Reaktionen auf das Ein- bzw.
Ausschalten der Pumpe im nächsten Zyklus durch die aktuelle
Pumpenmotorspannung UM erfolgen, da diese Spannung den
Belastungszustand der Pumpe sofort widerspiegelt.
Sinkt die Pumpenmotorspannung UM direkt nach dem Ausschalten
der Pumpe, also im nächsten Zyklus auf einen Wert, der
kleiner ist, als eine Spannungsschwelle Us1, beispielsweise
eine Sicherheitsschwellspannung Uss, so wird die Pumpe für
eine vorgebbare Dauer wieder eingeschaltet. Dieses Absinken
der Pumpenmotorspannung UM direkt nach dem Ausschalten läßt
in dieser Phase auf eine starke Beanspruchung der Pumpe
schließen. Demzufolge kann die Pumpe in dieser Phase für
eine Zeit, die wesentlich größer als die Periodenzeit TTakt
ist, angesteuert werden. Mit dieser kritischen Schwelle Us1
kann gleichzeitig auch ein Stehenbleiben des Pumpenmotors
verhindert werden.
Sinkt die Pumpenmotorspannung UM während des normalen
Taktbetriebes auf einen Wert kleiner als eine weitere
Schwellspannung Us2, welcher ebenfalls der
Sicherheitsschwelle Uss oder einer anderen Schwellenspannung
Us entsprechen kann, so wird die Pumpe für den Rest der
Periodenzeit TTakt wieder eingeschaltet.
In dieser Ausführungsform ist das Verfahren der
Pumpenmotoransteuerung so aufgebaut, daß die Ansteuerung der
Pumpe für die eine Regelstrategie R1, hier für ASR,
unabhängig zu den Ansteuerungen der anderen Regelstrategie
R2, hier ABS ist. Dies kann durch unterschiedliche Parameter
und unterschiedliche Logikteile unterstützt werden. Somit
hat jede Regelstrategie sprich jede Regelung R1 oder R2, ABS
oder ASR, je nach Vorgaben jederzeit die Möglichkeit z. B.
über ein Flag im vorgenannten Beispiel durch Fvoll1 bzw.
durch Fvoll2 in die Pumpenmotortaktung einzugreifen. Durch
Priorisierung können zusätzlich Kollisionen in der
Ansteuerung der Pumpe vermieden werden. Im vorgenanten
Beispiel kann z. B. festgelegt sein, daß bei gleichzeitig
gesetzten Flaggen ASR auf die Pumpe zugreifen darf oder
umgekehrt. Damit kann jederzeit derart in die
Pumpenmotortaktung eingegriffen werden, daß auf Dauer- bzw.
Vollansteuerung der Pumpe umgestellt wird. Damit kann ein
modularer Aufbau eines Pumpenmotoransteuermoduls, in dem nur
ein Algorithmus bzw. eine Basislogik verwendet wird,
eingesetzt werden. Mit diesem Modul kann dann gleichzeitig
unabhängige Pumpenmotortaktung der einzelnen die
Bremswirkung beeinflussenden Systeme bzw. Regelungen für die
Fahrstabilität und/oder Sicherheit eines Fahrzeugs betrieben
werden.
Durch die verschieden vorgebbare Periodenzeit für die Ein-
und Ausschaltzeit der Pumpe kann die Pumpenmotordrehzahl
abgesenkt werden, ohne daß Performance-Verlußte auftreten.
Weitere Vorteile liegen auch in auch in der Absenkung des
Pumpenmotorstromes und demzufolge auch in der
Dimensionierung des Pumpenmotors, da er nur kurze Zeit
permanent angesteuert werden muß. Die Dauer der
Vollansteuerung kann, gerade bei Abbauten aus hohem
Radbremsdruckniveau, mittels geschätzter Radbremsdrücke
(Block 400) eingegrenzt werden.
Ein Pumpenmotormodul kann mit einem zusätzlichen Eingang für
ein Flag, z. B. Fvoll1 versehen werden. Mit diesem Flag
Fvoll1 gesteuert von Regelung 1, also vom ASR-Algorithmus,
kann sofort eine Taktung bei der Pumpenansteuerung verboten
werden und die Pumpe kann in einem anderen Modus betrieben
werden. Dies gilt natürlich analog für alle (ABS, FDR, etc.)
die Bremswirkung beeinflussenden Systeme bzw. Regelungen für
die Fahrstabilität und/oder Sicherheit eines Fahrzeugs.
Mit den genannten Ausführungsformen und den darin
vorgegebenen Bedingungen kann die Pumpe gezielt und optimal
an ihre Anforderung und den jeweiligen Betrieb angepaßt
angesteuert werden.
Desweiteren sind die Verfahren zur Ansteuerung nicht auf ein
hydraulisches Bremssystem beschränkt. Ebenso wäre die
Anwendung bei einem z. B. elektro-hydraulischen,
pneumatischen, elektro-pneumatischen, o. ä. Bremssystem
denkbar.
Durch die erfindungsgemäße Einführung einer
Mindesteinschaltzeit TPeinMin der Pumpe, welche auch bei
ausschließlich getakteter Ansteuerung der Pumpe Verwendung
finden kann, sind in dem Ausführungsbeispiel gemäß den
selbständigen Ansprüchen verschiedene Verfahren zur
Ansteuerung einer Pumpe in einem Bremssystem benannt.
Claims (21)
1. Verfahren zur Ansteuerung einer Pumpe (100) zur
Hilfsdruckversorgung einer Fahrzeugbremsanlage mit
folgenden Arbeitsschritten:
bei einer Pumpenanforderung (200) wird die Pumpe (100) in
einer ersten Phase für eine vorgebbare Zeit (TanstMax) an
Spannung (Ubat) gelegt (201) und voll bestromt,
danach geht die Ansteuerung in einer zweiten Phase in
einen Taktbetrieb über, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens eine Bedingung ausgewertet wird, die eine
demnächst anstehende erhöhte Beanspruchung der Pumpe
anzeigt und daß nach Erfüllen der mindestens einen
Bedingung der Taktbetrieb für eine vorgebbare Zeit
unterbunden wird und die Pumpe erneut für die vorgebbare
Zeit an Spannung gelegt und voll bestromt wird.
2. Verfahren zur Ansteuerung einer Pumpe (100) zur
Hilfsdruckversorgung einer Fahrzeugbremsanlage mit
folgenden Arbeitsschritten:
bei einer Pumpenanforderung (200) wird die Pumpe (100) in
einer ersten Phase für eine vorgebbare Zeit (TanstMax) an
Spannung (Ubat) gelegt (201) und voll bestromt, danach
geht die Ansteuerung in einer zweiten Phase in einen
Taktbetrieb über, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere
Bremseneingriffs-Regelungen (ABS, ASR, FDR, ACC)
gleichzeitig und unabhängig voneinander parallel
wenigstens eine Bedingung auswerten und daß jede der
Bremseneingriffs-Regelungen mindestens eine Bedingung für
eine erhöhte Beanspruchung der Pumpe auswertet, wobei
unabhängig davon in welcher der Regelungen die mindestens
eine Bedingung erfüllt ist, der Taktbetrieb durch diese
Regelung unterbunden wird und die Pumpe erneut für eine
vorgebbare Zeit an Spannung gelegt und voll bestromt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Pumpe durch eine erste Regelung mit wenigstens einem,
für wenigstens ein Zeitintervall konstanten, vorgebbaren
Ansteuertakt, als Summe aus Puls- und Pulspausenzeit, im
Sinne eines Taktbetriebes beaufschlagt wird und im
Weiteren während des Taktbetriebes abhängig von
wenigstens einer Bedingung in wenigstens einer zweiten
Regelung die Pumpe erneut für eine vorgebbare Zeit an
Spannung gelegt und voll bestromt wird, wobei der
Taktbetrieb der ersten Regelung für die vorgebbare Zeit
unterbunden wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die wenigstens eine Bedingung in der wenigstens einen
Regelung, von welcher abhängig die Pumpe erneut während
des Taktbetriebes für eine vorgebbare Zeit an Spannung
gelegt und voll bestromt wird, eine demnächst anstehende
erhöhte Beanspruchung der Pumpe anzeigt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die wenigstens eine Bedingung ein Maß für eine
erhöhte Beanspruchung der Pumpe gegenüber der
Beanspruchung der Pumpe im Taktbetrieb darstellt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Unterbinden des Taktbetriebes, als Summe aus
Puls- und Pulspausenzeit, durch Unterbinden der
Pulspausenzeit durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens eine Bedingung aus einer
Vielzahl der Bedingungen ausgewählt wird und/oder
wenigstens eine beliebige Verknüpfung aus der Vielzahl
der Bedingungen als Bedingung gebildet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 oder 5 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß als Bedingung, von welcher abhängig
die Pumpe erneut an Spannung gelegt und voll bestromt
wird wenigstens eine der folgenden Bedingungen verwendet
wird:
- - die Unterscheidung ob ein Select-High-Betrieb oder ein Select-Low-Betrieb vorliegt und/oder
- - die Erkennung einer einseitigen Regelung, insbesondere eines Select-High-Betriebes und/oder
- - die Erkennung einer zweiseitigen Regelung, insbesondere eines Select-Low-Betriebes und/oder
- - das Überschreiten wenigstens einer Druckschwelle durch wenigstens eine geschätzte Druckgröße, insbesondere einen Radbremsdruck, im Bremssystem, bei Druckabbau oder Druckaufbau und/oder
- - eine positive Regelabweichung bei wenigstens einer aktiven, die Bremswirkung beeinflussenden und/oder die Fahrstabilität und/oder die Sicherheit erhöhenden Regelung und/oder
- - die Initialisierung eines Druckmoduls, welche eine bevorstehende Pumpenansteuerung anzeigt.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Verküpfung aus wenigstens
- - dem Überschreiten wenigstens einer Druckschwelle durch wenigstens eine geschätzte Druckgröße und
- - der Initialisierung eines Druckmoduls
10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Verküpfung aus wenigstens
- - dem Überschreiten wenigstens einer Druckschwelle durch wenigstens eine geschätzte Druckgröße und
- - einer positiven Regelabweichung
11. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Verküpfung aus wenigstens
- - der Erkennung einer einseitigen Regelung und
- - dem Überschreiten wenigstens einer Druckschwelle durch wenigstens eine geschätzte Druckgröße
12. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Verküpfung aus wenigstens
- - der Erkennung einer zweiseitigen Regelung und
- - dem Überschreiten wenigstens einer Druckschwelle durch wenigstens eine geschätzte Druckgröße
13. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß als Bedingung ein Vergleich einer
Motorspannung mit Spannungsschwellwerten verwendet wird
und davon abhängig ein Ansteuerimpuls zum erneuten
Einschalten der Pumpe erzeugt wird und/oder die Pumpe für
die vorgebbare Zeit an Spannung gelegt und voll bestromt
wird.
14. Verfahren nach Anspuch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine maximale Ausschaltzeit der Pumpe pro
Ansteuertaktperiode vorgegeben wird, die eine
Mindesteinschaltzeit der Pumpe pro Ansteuertaktperiode
gewährleistet.
15. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Spannungsschwelle existiert, die
als Bedingung in einem bestimmten Zeitintervall überprüft
wird und bei deren Erreichen die Pumpe für eine
vorgebbare Zeit an Spannung gelegt und voll bestromt
wird.
16. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die vorgebbaren Ansteuerzeiten für die die Pumpe an
Spannung gelegt und voll bestromt wird variabel sein und
sich voneinander unterscheiden können.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine unterschiedliche Zahl
von Schwellwerten und/oder Bedingungen verwendet werden
kann, die darüberhinaus auch variabel sein können und
denen unterschiedliche, vorgegebene und variable
Taktzeiten und verschiedene, vorgegebene und variable
Ansteuerzeiten zugeordnet werden können.
18. Vorrichtung zur Ansteuerung einer Pumpe (100) zur
Hilfsdruckversorgung einer Fahrzeugbremsanlage, mit
ersten Mitteln, die die Pumpe bei einer Pumpenanforderung
in einer ersten Phase für eine vorgebbare Zeit (TanstMax)
an Spannung legen und voll bestromen und zweiten Mitteln,
die danach in einer zweiten Phase die Ansteuerung in
einem Taktbetrieb realisieren, dadurch gekennzeichnet,
daß dritte Mittel enthalten sind, die mindestens eine
Bedingung auswerten, welche eine demnächst anstehende
erhöhte Beanspruchung der Pumpe anzeigt und daß nach
Erfüllen der mindestens einen Bedingung der Taktbetrieb
unterbunden wird und die Pumpe erneut für die vorgebbare
Zeit an Spannung gelegt und voll bestromt wird.
19. Vorrichtung zur Ansteuerung einer Pumpe (100) zur
Hilfsdruckversorgung einer Fahrzeugbremsanlage, mit
ersten Mitteln, die die Pumpe in einer ersten Phase für
eine vorgebbare Zeit (TanstMax) an Spannung legen und
voll bestromen, und zweiten Mitteln, die danach in einer
zweiten Phase die Ansteuerung in einem Taktbetrieb
realisieren, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere
Bremseneingriffs-Regelungen (ABS, ASR, FDR, ACC)
enthalten sind und gleichzeitig und unabhängig
voneinander parallel wenigstens eine Bedingung auswerten
und daß jede der Bremseneingriffs-Regelungen mindestens
eine Bedingung für eine erhöhte Beanspruchung der Pumpe
auswertet, wobei unabhängig davon in welcher der
Regelungen die mindestens eine Bedingung erfüllt ist, der
Taktbetrieb durch diese Regelung unterbunden wird und die
Pumpe erneut für eine vorgebbare Zeit an Spannung gelegt
und voll bestromt wird.
20. Fahrzeugbremsanlage mit einer Pumpe und mit einer
Vorrichtung zur Ansteuerung der Pumpe (100) zur
Hilfsdruckversorgung der Fahrzeugbremsanlage, mit ersten
Mitteln, die die Pumpe bei einer Pumpenanforderung in
einer ersten Phase für eine vorgebbare Zeit (TanstMax) an
Spannung legen und voll bestromen, und zweiten Mitteln,
die danach in einer zweiten Phase die Ansteuerung in
einem Taktbetrieb realisieren, dadurch gekennzeichnet,
daß dritte Mittel enthalten sind, die mindestens eine
Bedingung auswerten, welche eine demnächst anstehende
erhöhte Beanspruchung der Pumpe anzeigt und daß nach
Erfüllen der mindestens einen Bedingung der Taktbetrieb
unterbunden wird und die Pumpe erneut für die vorgebbare
Zeit an Spannung gelegt und voll bestromt wird.
21. Fahrzeugbremsanlage mit einer Pumpe und mit einer
Vorrichtung zur Ansteuerung der Pumpe (100) zur
Hilfdruckversorgung der Fahrzeugbremsanlage, mit ersten
Mitteln, die die Pumpe in einer ersten Phase für eine
vorgebbare Zeit (TanstMax) an Spannung legen und voll
bestromen, und zweiten Mitteln, die danach in einer
zweiten Phase die Ansteuerung in einem Taktbetrieb
realisieren, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere
Bremseneingriffs-Regelungen (ABS, ASR, FDR, ACC)
enthalten sind und gleichzeitig und unabhängig
voneinander parallel wenigstens eine Bedingung auswerten
und daß jede der Bremseneingriffs-Regelungen mindestens
eine Bedingung für eine erhöhte Beanspruchung der Pumpe
auswertet, wobei unabhängig davon in welcher der
Regelungen die mindestens eine Bedingung erfüllt ist der
Taktbetrieb durch diese Regelung unterbunden wird und die
Pumpe erneut für eine vorgebbare Zeit an Spannung gelegt
und voll bestromt wird.
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