EP1646541A1 - Elektronisches regelverfahren für eine schlupfgeregelte kraftfahrzeugbremsanlage - Google Patents

Elektronisches regelverfahren für eine schlupfgeregelte kraftfahrzeugbremsanlage

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EP1646541A1
EP1646541A1 EP04766161A EP04766161A EP1646541A1 EP 1646541 A1 EP1646541 A1 EP 1646541A1 EP 04766161 A EP04766161 A EP 04766161A EP 04766161 A EP04766161 A EP 04766161A EP 1646541 A1 EP1646541 A1 EP 1646541A1
Authority
EP
European Patent Office
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motor
pressure
control method
generator voltage
switch
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04766161A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Guntjof Magel
Rüdiger MAHLO
Frank Sikorski
Faouzi Attallah
Lukas Kroh
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10355239A external-priority patent/DE10355239A1/de
Application filed by Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Publication of EP1646541A1 publication Critical patent/EP1646541A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
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    • B60T8/4275—Pump-back systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T8/3615—Electromagnetic valves specially adapted for anti-lock brake and traction control systems
    • B60T8/3655—Continuously controlled electromagnetic valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T8/404—Control of the pump unit
    • B60T8/4059—Control of the pump unit involving the rate of delivery

Definitions

  • the invention relates to an electronic control method for a slip-controlled motor vehicle brake system, comprising a distribution device with an electronic unit (ECU) and with a hydraulic unit (HCU) comprising a receiving body for hydraulic components such as in particular electrohydraulic inlet and outlet valves for wheel brakes, which are organized in brake circuits, and with a Motor-pump unit with an electric motor, in particular for returning hydraulic fluid from wheel brakes in the direction of a pressure transducer, with an anti-lock control system using pressure build-up, pressure maintenance and pressure reduction switch positions of the electrohydraulic inlet and pressure switch positions evaluated by a vehicle driver using the pressure transducer in the brake system Exhaust valves is enabled.
  • ECU electronic unit
  • HCU hydraulic unit
  • the coil current of the wheel inlet valve is set as a function of the differential pressure on the valve body in such a way that an opening gap on the valve body initially allows a metered throttling effect, and only then reaches an open position.
  • the throttling effect described avoids high and consequently noise-intensive pressure build-up gradients.
  • the noise level is reduced. High differential pressures on the valve body require a relatively high residual current in the valve coil in order to pass through the pressure gradient on the valve body to limit the throttle effect to an adequate level.
  • An ABS brake system for carrying out the described method requires at least four pressure sensors in the area of the wheel brakes and at least one pressure sensor to record the pressure applied by the driver, as well as a correspondingly complex data processing.
  • the invention is based on the object of specifying a method which allows a sufficiently precise estimate of the pressure difference at the valve body without complex pressure measurement.
  • it is an object of the present invention to enable noise-optimized operation of the brake system and in particular to reduce the number of pressure sensors required in the brake system.
  • the object is achieved in accordance with the invention by the electronics unit supplying the motor with modulated electrical switch-on and / or switch-off phases for the purpose of speed control, wherein during a switch-off phase a generator voltage generated by the motor is tapped which is supplied to the electronic unit on the basis of the determined values
  • Generator voltage estimates the upstream pressure in the brake system to enable noise-optimized control of the electrohydraulic intake and exhaust valves.
  • a modulated motor control is addressed in the present application, this should in principle be understood to mean a PWM control.
  • the invention is based on the basic idea of using a change in speed (speed reduction) which the motor-pump unit experiences during a switch-off phase of the motor as a yardstick for the system form, and to use the information and knowledge obtained in this way for noise-optimized control of the electromagnetic valves.
  • the change in speed is simply recorded using the generator voltage output.
  • neither an engine speed sensor nor a pressure sensor in the area of a master brake cylinder is required.
  • the tapped generator voltage is viewed and evaluated in a defined time interval in order to assess the stopping behavior of the motor-pump unit. It has been shown that the measurement of the generator voltage within the predetermined time interval is sufficient to enable a noise-optimized special control of the electro-hydraulic valves.
  • the stopping behavior of the motor-pump unit is assessed solely by evaluating the amount of the generator voltage gradient within the defined time interval. This limits the influence of measurement errors, outliers or other short-term disturbances in the voltage curve, and still enables a meaningful, quantified statement.
  • Fig. 5 is a graph showing the relationship between system voltage U, terminal voltage O oa U___ generator voltage and rotational speed of a motor-pump unit n,
  • Fig. 6 is a diagram to illustrate terminal voltage
  • Fig. 7 is a graph to illustrate the relationship between voltage U and pressure increase ⁇ p.
  • the brake system 1 shows an example of a brake circuit of a slip-controlled motor vehicle brake system 1, only one wheel brake circuit being shown.
  • the brake system 1 comprises a brake device with a hydraulic pressure transmitter 3 in the form of a master brake cylinder, which comprises a hydraulic unit 6 and an electronic unit 7 with a hydraulic unit 4 and a distribution device 5 Wheel brake 8 is connected.
  • the hydraulic unit 6 has a receiving body for hydraulic and electrohydraulic components such as electromagnetically actuated inlet and outlet valves 9, 10 for each wheel brake 8. In the connection - before an inlet valve for the said wheel brake, which is open when de-energized - there is a branch 11 to a second one Wheel brake circuit.
  • a return connection 12 leads via the exhaust valve 10, which is closed when de-energized, to a low-pressure accumulator 13, which can hold a volume drained from the wheel brake 8 as a result of ABS control cycles.
  • the low-pressure accumulator 13 feeds a suction side of a motor-driven pump 14.
  • This is preferably of the radial piston pump type and has a suction valve on the suction side and a pressure valve on one pressure side.
  • the brake system can have additional functionalities, such as traction control (ASR) or driving stability control (ESP), which requires a solenoid valve that is upstream of the inlet valve 9 and can be opened electromagnetically and de-energized.
  • ASR traction control
  • ESP driving stability control
  • the following description is based on the example of a noise-optimized control of A / D inlet valves 9, although other possible uses are also conceivable without departing from the invention.
  • EBV electronic brake force distribution
  • the return pump can thus - depending on the storage level - enable the empty delivery of the low pressure accumulator.
  • the electric motor 15 of the pump 14 is basically based on an externally excited direct current machine - in particular a permanent magnet excited commutator machine - the speed of which is controlled via pulse width modulation (PWM) of a constant terminal voltage U ⁇ ⁇ .
  • PWM pulse width modulation
  • the duration of the switch-on and switch-off phases according to the speed specification ( Requested_Pump_Speed) modulated in steps.
  • the speed control of the motor 15 in ABS operation takes place as a function of the calculated volume throughput or the degree of filling of the low-pressure accumulator 13 (NDS model).
  • the pulse-width-modulated terminal voltage (U ⁇ _) is generated as an regulator signal by means of an analog-digital converter. In the PWM switch-on phase, this signal corresponds approximately to the maximum available vehicle voltage. However, during a PWM switch-off phase, the motor 15 acts as a generator and, for example, a generator voltage U can be tapped from carbon brushes, the magnitude of which can provide information about the speed level.
  • Load state of the pump Depending on the delivery state of the pump 14 (delivery in 2 brake circuits, delivery in one brake circuit or empty delivery, different motor loads occur, which leads to correspondingly changed speed and voltage constellations. Because of the differences between them However, load levels are striking, they can be recognized - for example via the amount of values recorded - and taken into account in the evaluation.
  • Temperature The decreasing kinematic viscosity of the brake fluid as the temperature rises means that the fluid becomes increasingly thin as the temperature rises and thus a lower load moment is generated on the pump than due to the tough brake fluid present in the cold. The lower load torque leads to higher speeds and thus lower voltage drops. The influence of temperature can also be recognized and taken into account.

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Abstract

Um mit geringemsensorischen Aufwand eine Vordruckabschätzung zu erhalten ist vorgesehen, dass a) die Elektronikeinheit (7) den Motor (15) zwecks Drehzahlsteuerung mit modulierten elektrischen Ein- und/oder Ausschaltphasen (PWM) versorgt, b) während einer Ausschaltphase eine durch den Motor (15) erzeugte Generatorspannung abgegriffen wird, c) die Generatorspannung (15) der Elektronikeinheit (7) zugeführt wird, welche auf der Basis der ermittelten Generatorspannung den im Bremssystem vorliegenden Vordruck, abschätzt, um d) eine geräuschoptimierte Ansteuerung der elektrohydraulischen Ventile (9) zu ermöglichen.

Description

Elektronisches Regelverfahren für eine schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlage
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Regelverfahren für eine schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlage, aufweisend eine Verteilvorrichtung mit einer Elektronikeinheit (ECU) und mit einer Hydraulikeinheit (HCU) umfassend einen Aufnahmekörper für hydraulische Bauelemente wie insbesondere elektrohydraulische Einlassund Auslassventile für Radbremsen, welche in Bremskreisen organisiert sind, und mit einem Motor-Pumpen-Aggregat mit elektrischem Motor insbesondere zum Rückfördern von Hydraulikflüssigkeit aus Radbremsen in Richtung eines Druckgebers, wobei unter Auswertung eines, von einem Fahrzeugführer anhand des Druckgebers im Bremssystem eingesteuerten Vordrucks eine Antiblockierregelung mittels Druckaufbau-, Druckhalte- und Druckabbauschaltstellungen der elektrohydraulischen Einlass- und Auslassventile ermöglicht wird.
Bekannte elektronisch geregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen leiden während ABS-Regelvorgängen unter dem Nachteil, dass infolge des Betriebs einer sogenannten Rückförderpumpe sowie durch Ventilöffnungs- und Ventilschließvorgänge Druckpulsationen auftreten, welche zu einer Geräuschbelästigung und infolge dessen zu einer mehr oder weniger starken Komforteinschränkungen führen. Zur Verbesserung dieser Situation wird unter anderem die Verwendung von Ventilen angestrebt, welche eine reduzierte Geräuschemission ermöglichen. In diesem Zusammenhang erscheint die Verwendung von sogenannten analogisiert regelbaren Sitzventilen vielversprechend. Zur Verbesserung des Geräuschverhaltens soll eine gewissermaßen analogisierte Ansteuerung der Ventile, insbesondere von analogisiert regelbaren stromlos offenen Einlassventilen (AD-/SO-Ventilen) ermöglicht werden. Dabei wird die Auswertung eines physikalischen Zusammenhangs zwischen einem Ventilöffnungsquerschnitt im Bereich eines Ventilkörpers des Ventil, in Verbindung mit der auf den Ventilkörper einwirkenden Druckdifferenz sowie dem induzierten Strom in einer elektrischen Ventilspule
( / ~ kpVenta ) ausgenutzt. Die Geräuschoptimierung geschieht wie folgt. Zur Ermöglichung eines definiert-beruhigten Druckaufbaugradienten bei einem Ventilöffnungsvorgang wird der Spulenstrom des Radeinlassventils in Abhängigkeit von dem Differenzdruck am Ventilkörper derart eingestellt, dass ein Öffnungsspalt am Ventilkörper zunächst einen dosierten Drosseleffekt erlaubt, und erst im Anschluss in eine Öffnungsstellung gelangt. Im Unterschied zu bekannten Ventilen erfolgt keine schlagartige Ventilöffnung. Der beschriebene Drosseleffekt vermeidet hohe und infolgedessen geräuschintensive Druckaufbaugradienten. Das Geräuschniveau wird reduziert. Hohe Differenzdrücke am Ventilkörper erfordern dabei einen relativ hohen Reststrom in der Ventilspule, um den Druckgradienten am Ventilkörper durch die angesprochene Drosselwirkung auf ein adäquates Maß zu begrenzen .
Weil die am Ventilkörper anliegende Druckdifferenz in Abhängigkeit von den Betriebszuständen variabel ist, sind für deren Erfassung zu beiden Seiten des Ventilkörpers Drucksensoren vorzusehen (_?_/__,_?„__) ■ Dadurch kann der vom
Fahrer in einem Bremskreis vor dem Einlassventil eingesteuerte Druck zur Bildung des Differenzdruckes mit dem Ist-Druck an der Radbremse verglichen werden kann. Aus dieser Erkenntnis lässt sich der für die geräuschoptimierte Druckaufbauregelung erforderliche Spulenstrom exakt ableiten und folglich der Druckaufbaugradient exakt einstellen. Es versteht sich, dass neben einer geräuschoptimierten Druckaufbauregelung weitere Anwendungsfälle bestehen können. Ein ABS-Bremssystem zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens erfordert mindestens vier Drucksensoren im Bereich der Radbremsen und mindestens einen Drucksensor zur Erfassung des fahrerseitig eingesteuerten Druckes sowie eine entsprechend aufwändige Datenverarbeitung.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren anzugeben, das ohne aufwändige Druckmessung eine hinreichend genaue Abschätzung der Druckdifferenz an dem Ventilkörper erlaubt. Mit anderen Worten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen geräuschoptimierten Betrieb der Bremsanlage zu ermöglichen und insbesondere die Anzahl der erforderlichen Drucksensoren im Bremssystem zu verringern.
Die Aufgabe wird erfindungs emäß gelöst, indem die Elektronikeinheit den Motor zwecks Drehzahlsteuerung mit modulierten elektrischen Ein- und/oder Ausschaltphasen versorgt, wobei während einer Ausschaltphase eine durch den Motor erzeugte Generatorspannung abgegriffen wird, welche der Elektronikeinheit zugeführt wird, die auf der Basis der ermittelten Generatorspannung den im Bremssystem vorliegende Vordruck abschätzt, um eine geräuschoptimierte Ansteuerung der elektrohydraulischen Einlass- und Auslassventile zu ermöglichen. So weit in der vorliegenden Anmeldung eine modulierte Motoransteuerung angesprochen wird, soll darunter prinzipiell eine PWM-AnSteuerung verstanden werden.
Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, eine Drehzahländerung (Drehzahlreduktion) welche das Motor- Pumpen-Aggregates während einer Ausschaltphase des Motors erfährt, als Maßstab für den Systemvordruck heranzuziehen, und die derart gewonnenen Informationen und Erkenntnisse zur geräuschoptimierten Regelung der elektromagnetischen Ventile heranzuziehen. Die Drehzahländerung wird einfach mittels der abgegebenen Generatorspannung erfasst. Erfindungsgemäß ist weder ein Motordrehzahlsensor noch ein Drucksensor im Bereich eines Hauptbremszylinders erforderlich. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die abgegriffene Generatorspannung in einem definierten Zeitintervall betrachtet und ausgewertet wird, um das Auslaufverhalten des Motors-Pumpen-Aggregates zu beurteilen. Es hat sich gezeigt, dass die messtechnische Erfassung der GeneratorSpannung innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls hinreichend ist, um eine geräuschoptimierte Sonderregelung der elektrohydraulischen Ventile zu ermöglichen.
Bei einem bevorzugten Regelverfahren wird das Auslaufverhalten des Motor-Pumpen-Aggregates alleine durch Auswertung des Betrags des Generatorspannungsgradienten innerhalb des definierten Zeitintervalls beurteilt. Dadurch wird der Einfluss von Messfehlern, Ausreißern oder sonstigen kurzzeitigen Störungen in dem Spannungsverlauf begrenzt, und dennoch eine aussagekräftige, quantifizierte Aussage ermöglicht.
Es wird weiterhin die überraschend einfache aber bisher unerkannte Beziehung ausgenutzt, dass - unter der Annahme von konstanten Randbedingungen, wie beispielsweise dem Füllgrad eines Druckmittelspeichers, welcher im Ansaugtrakt der Pumpe angeordnet ist - der Betrag des Drehzahlgradienten proportional mit dem Vordruck wächst. Mit anderen Worten wird die Drehzahl des Motor-Pumpen- Aggregates während einer Ausschaltphase infolge eines hohen Vordrucks schneller abgebremst, als infolge eines niedrigen Vordrucks. Diese Überlegungen basieren auf der Annahme von konstanten Randbedingungen.
Um die Qualität der Regelung zu verbessern, ist es denkbar, die Pulsweite der elektrischen Einschaltphasen und/ oder Ausschaltphasen zu beobachten, wobei für das Abgreifen der Generatorspannung primär solche Ausschaltphasen ausgewählt werden, welche im Vergleich mit einer oder mehreren benachbarten Einschaltphasen und/oder Ausschaltphasen eine übereinstimmende Pulsweite aufweisen. Dadurch und durch im Übrigen weitgehend konstante Randbedingungen - wie beispielsweise eine stationäre Bremsbetätigung - ist gewährleistet, dass eine hinreichend stabilisierte Drehzahl des Motor-Pumpen-Aggregates zu Beginn des maßgeblichen Intervalls vorgelegen hat.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung und der Zeichnung hervor. In der Zeichnung zeigt jeweils schematisch:
Fig. 1 ein Fahrzeugbremssystem mit lediglich einem dargestellten Radbremskreis,
Fig. 2 Drehzahlverläufe nMpA eines Motor-Pumpen-Aggregates (MPA) bei jeweils unterschiedlichen Förderdrücken, Fig. 3 Diagramme zur Verdeutlichung pulsweitenmodulierter Ein- und Ausschaltphasen des Motor-Pumpen-Aggregates zwecks MotordrehzahlSteuerung,
Fig. 4 abgegriffene Generatorspannungsverläufe U0__ während einer Ausschaltphase bis zum Stillstand des Motor-Pumpen- Aggregates, jeweils in Abhängigkeit von unterschiedlichen Förderdrücken,
Fig. 5 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Zusammenhänge zwischen Bordspannung U, Klemmenspannung Ooa Generatorspannung U___ und Drehzahl n eines Motor-Pumpen- Aggregates,
Fig. 6 ein Diagramm zur Verdeutlichung von Klemmenspannung
Uon und Generatorspannung Uoff während einem Intervall Δt, und
Fig. 7 ein Schaubild zur Verdeutlichung der Zusammenhänge zwischen Spannung U und Druckerhöhung Δp.
Aus der Fig. 1 geht exemplarisch ein Bremskreis einer schlupfgeregelten Kraftfahrzeugbremsanlage 1 hervor, wobei lediglich ein Radbremskreis dargestellt ist. Die Bremsanlage 1 umfasst ein Bremsgerät mit einem hydraulischen Druckgeber 3 in Gestalt eines Hauptbremszylinders, welcher über eine hydraulische Verbindung 4 und eine Verteilvorrichtung 5 umfassend eine Hydraulikeinheit 6 und eine Elektronikeinheit 7 mit einer Radbremse 8 verbunden ist. Die Hydraulikeinheit 6 verfügt über einen Aufnahmekörper für hydraulische und elektrohydraulische Bauelemente wie elektromagnetisch betätigbare Einlass- und Auslassventile 9,10 für jede Radbremse 8. In der Verbindung - noch vor einem stromlos geöffneten Einlassventil für die besagte Radbremse - befindet sich ein Abzweig 11 zu einem zweiten Radbremskreis . Ausgehend von der Radbremse 8 führt ein Rücklaufanschluss 12 über das stromlos geschlossene Auslassventil 10 zu einem Niederdruckspeicher 13, welcher ein, aus der Radbremse 8 infolge ABS-Regelzyklen abgelassenes Volumen aufzunehmen vermag. Der Niederdruckspeicher 13 speist eine Saugseite einer motorangetriebenen Pumpe 14. Diese ist vorzugsweise vom Typ Radialkolbenpumpe und verfügt über jeweils ein Saugventil auf der Saugseite und ein Druckventil auf einer Druckseite. Motor 15 und Pumpe 14 sind als Aggregat (Motor-Pumpen- Aggregat = MPA) ausgebildet und erlauben eine Rückförderung abgelassener Hydraulikflüssigkeit in Richtung Druckgeber 3. Dadurch wird ermöglicht, dass ein Bremspedal bei konstanter Bremsbetätigung während einer ABS-Regelung im wesentlichen an seinem Ort verharrt und nicht durchfällt. Es versteht sich, dass das Bremssystem zusätzliche Funktionalitäten wie beispielsweise eine Antriebsschlupfregelung (ASR) oder Fahrstabilitätsregelung (ESP) aufweisen kann, was ein dem Einlassventil 9 vorgeschaltetes, elektromagnetisch ansteuerbares und stromlos geöffnetes Trennventil erfordert. Die nachstehende Beschreibung erfolgt am Beispiel einer geräuschoptimierten Regelung von A/D-Einlassventilen 9 wobei durchaus weitere Verwendungsmöglichkeiten denkbar sind, ohne die Erfindung zu verlassen. Beispielsweise ist es denkbar die gewonnenen Informationen zur Abschätzung des Füllgrades von Niederdruckspeichern zu verwenden, und beispielsweise die Pumpe bedarfsgerecht nur exakt so lange anzusteuern, wie es zum Leeren der Niederdruckspeicher erforderlich ist. Dadurch werden Geräuschbelästigungen oder Irritationen des Fahrzeugführers verhindert. Ein vollständig leerer Niederdruckspeicher ist beispielsweise von Vorteil, wenn ein EBV-Regeleingriff (EBV = elektronische Bremskraftverteilung) erforderlich ist, wobei ein bestimmtes Volumen beispielsweise aus den Radbremsen einer Hinterachse in Niederdruckspeichern aufgenommen werden soll. Die Rückförderpumpe kann somit - in Abhängigkeit von dem Speicherfüllstand - das Leerfördern der Niederdruckspeicher ermöglichen.
Während einer ABS- Regelung stellt sich infolge von Druckabbauvorgängen über das Auslassventil SG, 10 eine
Druckdifferenz ( Δprentil = Pτm ~ PROΛ ^ a Einlassventil SO, 9 ein. Das aus der Radbremse 8 entwichene Volumen gelangt in den Niederdruckspeicher 13, NDS . Gleichzeitig wird die Pumpe 14 aktiviert und fördert das abgelassene Volumen - gegen den infolge Bremsbetätigung anliegenden Fahrervordruck - wieder zurück in Richtung Druckgeber 3 und vor das Einlassventil 9. Der eingesteuerte Fahrervordruck verursacht in dieser Situation einen Widerstand, der sich auf den Förderstrom der Pumpe auswirkt. Mit zunehmender Druckdifferenz zwischen Druckgeber 3 und Radbremse 8
( &P Pumpe ~ Pmz ) erhöht sich der Widerstand, und bei konstanter
Pumpenleistung PPumpe und steigender Druckdifferenz ψPumpe sinkt der geförderte Volumenstrom ( V ) . Dieser Zusammenhang folgt der Beziehung
"pump = AP Pumpe ' " = AP ' umpe ' n ' * H ' 1 )
Fig. 2 verdeutlicht den Zusammenhang zwischen dem Drehverhalten des Motor-Pumpen-Aggregates mit ansteigender Druckerhöhung bei konstanter Temperatur, und zwar unterteilt in eine Einschaltphase (UKL - max.) und eine Ausschaltphase (UKL=0) . Dabei ist zu berücksichtigen, dass zwischen Motor und Pumpe eine starre Kupplung herrscht, so dass die Motordrehzahl mit der Pumpendrehzahl übereinstimmt .
Unter der Annahme geringer Leckverluste, nimmt gemäß (1) bei gleicher zugeführter Leistung P, die Drehzahl n des Motor- Pumpen-Aggregates (MPA) mit zunehmender Druckerhöhung ApPumpe ab. Mit anderen Worten verhält sich die maximale Drehzahl des Motor-Pumpen-Aggregates umgekehrt proportional zu der Druckerhöhung. nMPA,mm ~ ^ ' AP ' Pumpe ( 2 ) Wie aus Fig. 2 hervorgeht, gilt dies auch für das Auslaufverhalten des Motor-Pumpen-Aggregates innerhalb einer Ausschaltphase ab dem Zeitpunkt Uk_ = 0. Der Betrag der Drehzahländerung pro Zeiteinheit - also der Drehzahlgradient - nimmt mit steigender Druckerhöhung
^Ψ Pumpe ZU-
Δn MPΛ ύφ At Pumpe
Wie aus nachstehenden Erläuterungen hervorgeht, werden die beschriebenen Zusammenhänge ausgenutzt, um durch Bewertung drehzahläquivalenter Informationen ein Druckmodell zu bilden, welches eine geräuschoptimierte Regelung erlaubt. Eine direkte Messung von Druckwerten ist vermeidbar, indem zur Modellbildung auf drehzahlproportionale, elektrische Größen des Motors im Generatorbetrieb zurückgegriffen wird, wie insbesondere auf den Gradienten der Generatorspannung, welcher sich proportional zu dem Gradienten der Motordrehzahl verhält.
Der elektrische Motor 15 der Pumpe 14 basiert grundsätzlich auf einer fremderregten Gleichstrommaschine - insbesondere einer permanentmagneterregten Kommutatormaschine - deren Drehzahl über eine Pulsweitenmodulation (PWM) einer konstanten Klemmenspannung Uκι, gesteuert wird. Zur Drehzahlsteuerung wird innerhalb eines festen Intervalls (beispielsweise t = 60ms) , die Dauer der Ein- und Ausschaltphasen entsprechend der Drehzahlvorgabe (= Requested_Pump_Speed) stufenartig moduliert. Der Fig. 3 ist eine 12-stufige Drehzahlsteuerung zu entnehmen, wobei eine Vollaussteuerung von 100% einem sogenannten Requested_Pump_Speed von 12 mit einer Einschaltphase über das gesamte vorgenannte Intervall entspricht. Ab Requested_Pump_Speed <= 10 wird der Motor 15 moduliert angesteuert. Die Ankerspannung wird zyklisch unterbrochen. Mit abnehmender Requested_Pump_Speed nimmt die Pulsweite der Ausschaltphasen (Motor aus) zu, und die Pulsweite der Einschaltphasen (Motor an) nimmt ab.
Die Drehzahl-Ansteuerung des Motors 15 im ABS-Betrieb (und damit die Förderleistung der Pumpe 14) erfolgt in Abhängigkeit vom berechneten Volumendurchsatz bzw. vom Füllgrad des Niederdruckspeichers 13 (NDS-Modell) . Die pulsweitenmodulierte Klemmenspannung (Uκ_) wird mittels eines Analog-Digital-Konverters als Reglersignal generiert. In der PWM-Einschaltphase entspricht dieses Signal etwa der maximal verfügbaren Bordspannung im Fahrzeug. Während einer PWM-Ausschaltphase wirkt der Motor 15 jedoch als Generator und es kann beispielsweise an Kohlebürsten eine Generatorspannung U abgegriffen werden, deren Höhe eine Aussage über das Drehzahlniveau liefern kann. Zur Auswertung der Beziehung
UA = CMaaΛ - . n + RA -IA (4)
werden folgende Annahmen getroffen: 1. Der Anteil des Ankerstroms ( IΛ ) während des Generatorbetriebes ist gering und kann daher vernachlässigt werden. 2. Der Erregerfluss (Φ) sowie die Motorkonstante ( CMasch ) sind als konstruktionsbedingte Einflussgrößen konstant, so dass sich aus der Gleichung (4) im Generatorbetrieb eine Proportionalität zwischen Drehzahl n und Generatorspannung U ergibt:
• U M: PΛflff
Die oben genannte Beziehung wird durch Fig. 4 bestätigt, in der die Spannung U über der Zeit t abgetragen ist. Für die Generatorspannung gilt des weiteren, dass diese in einem ersten unbestromten Loop (ein bestimmtes Teilintervall des vorgenannten Intervalls von 60 ms) direkt von der Drehzahl des Motors 15 abhängig ist. Die Drehzahl des Motors 15 wird wiederum vom Fahrervordruck und die dadurch ausgeübte Pumpenbelastung beeinflusst. Mit steigendem Fahrervordruck arbeitet die Pumpe gegen einen erhöhten Widerstand, und die Drehzahl sowie die zugehörige abgreifbare Generatorspannung UOFF sinken. Weil sowohl U0_ als auch U0_F druckabhängig sind, nimmt auch die Differenz Δu = U0N _ U0FF für verschiedene Vordrücke charakteristische, quasiproportionale Werte an. Die Spannungsdifferenz verhält sich proportional zum Fahrervordruck bzw. zu der aufzubringenden Druckerhöhung. Ein Wert U0FF MIN entspricht der Generatorspannung in einem letzten unbestromten Loop einer Ausschaltphase des Motors 15. Aus den Werten U0FF , U.FF MIN und der Zeit Δt ist der druckabhängige Gradient der Generatorspannung t ,anα„, U τ τOFF = '-' OFF U OFF MIN ab,l.ei.t, ,bar. Δt
Um für die geräuschoptimierte Regelung möglichst aussagekräftige Aussagen zu erhalten, ist die Berücksichtigung der folgenden Randbedingungen empfehlenswert .
• Änderung der Pwπpendrehzahl : Bei häufig geänderter Modulation der PWM-Einschalt- und Ausschaltphasen (Requested_Pump_Speed) , existieren nur kurze Phasen eines eingeschwungenen, konstanten Drehzahlniveaus. Dies führt zu einer Verringerung der auswertbaren Datenbasis und damit zu einer Verschlechterung der Qualität des Modells . Die zu berücksichtigende PWM- Modulation sollte durch wiederholte Intervalle mit weitgehend identischer Modulierung gekennzeichnet sein.
• Lastzustand der Pumpe: In Abhängigkeit von dem Förderzustand der Pumpe 14 (Förderung in 2 Bremskreisen, Förderung in einem Bremskreis oder Leerförderung treten unterschiedliche Motorbeanspruchungen auf, was zu entsprechend veränderten Drehzahl- und Spannungskonstellationen führt. Weil die Unterschiede zwischen diesen Laststufen jedoch markant sind, können diese - beispielsweise über den Betrag erfasster Werte - erkannt und bei der Auswertung berücksichtigt werden.
• Temperatur: Die abnehmende kinematische Viskosität der Bremsflüssigkeit mit steigender Temperatur führt dazu, dass die Flüssigkeit mit steigender Temperatur immer dünnflüssiger wird und so ein geringeres Lastmoment auf die Pumpe erzeugt wird als durch bei Kälte vorliegender zäher Bremsflüssigkeit. Das geringere Lastmoment führt zu höheren Drehzahlen und damit zu geringeren Spannungsabfällen. Auch der Temperatureinfluss ist erkennbar und berücksichtigbar.
Die umgekehrt proportionale Beziehung zischen den Werten von Uon, Uof_, uof£_min und der Druckerhöhung Δp sowie die proportionale Beziehung zwischen dem Generatorspannungsgradienten tan α U0__ und der Druckerhöhung Δp geht aus Fig. 7 hervor.

Claims

Patentansprüche
1. Elektronisches Regelverfahren für eine schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlage (1) aufweisend eine Verteilvorrichtung (5) mit einer Elektronikeinheit (7, ECU) und mit einer Hydraulikeinheit (6, HCU) umfassend einen Aufnähme örper für hydraulische Bauelemente wie insbesondere elektrohydraulische Einlass- und Auslassventile (9,10) für Radbremsen (8), welche in Bremskreisen organisiert sind, und mit einem Motor- Pumpen-Aggregat mit elektrischem Motor (15) insbesondere zum Rückfördern von Hydraulikflüssigkeit aus Radbremsen (8) in Richtung eines Druckgebers (3) , wobei unter Berücksichtigung eines, von einem Fahrzeugführer anhand des Druckgebers (3) im Bremssystem eingesteuerten Vordrucks eine Antiblockierregelung mittels Druckaufbau-, Druckhalte- und Druckabbauschaltstellungen der elektrohydraulischen Einlass- und Auslassventile (9,10) ermöglicht wird, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Elektronikeinheit (7) den Motor (15) zwecks Drehzahlsteuerung mit definierten elektrischen Ein- und/oder Ausschaltphasen versorgt, b) während einer Ausschaltphase eine durch den Motor (15) erzeugte Generatorspannung abgegriffen wird, c) die Generatorspannung (15) der Elektronikeinheit (7) zugeführt wird, welche auf der Basis der ermittelten Generatorspannung den im Bremssystem vorliegenden Vordruck abschätzt, um d) eine geräuschoptimierte Ansteuerung der elektrohydraulischen Ventile (9) zu ermöglichen.
2. Regelverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abgegriffene Generatorspannung in einem definierten Zeitintervall betrachtet und ausgewertet wird, um das Auslaufverhalten des Motors-Pumpen-Aggregates zu beurteilen, und dass aus dem beurteilten Auslaufverhalten auf die Vordruckbelastung des Motor- Pumpen-Aggregates geschlossen wird.
3. Regelverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslaufverhalten des Motor- Pumpen-Aggregates durch Auswertung des Betrags des Generatorspannungsgradienten innerhalb des definierten Zeitintervalls beurteilt wird.
4. Regelverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zeitintervall über die Beziehung Δt = A*Loopzeit - tF,ιnschaι_p ase mit beispielsweise: Loopzeit = 10 ms A = konstant = 6 tRI nschal tphase = 3 ms definiert ist .
5. Regelverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für das Zeitintervall die Beziehung tEinsohaitPhase < A * Loopzeit herangezogen wird.
6. Regelverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Generatorspannungsgradient proportional dem Drehzahlgradienten ist.
7. Regelverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahlgradienten im Generatorbetrieb proportional mit dem Vordruck wächst.
8. Regelverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsweite elektrischer Einschaltphasen und/ oder Ausschaltphasen beobachtet wird, und dass für das Abgreifen der Generatorspannung solche Ausschaltphasen ausgewählt werden, welche im Vergleich mit einer oder mehreren benachbarten Einschaltphasen und/oder Ausschaltphasen eine übereinstimmende Pulsweite aufweisen.
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