DE10021135A1

DE10021135A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung einer vorgegebenen Soll-Verzögerung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE10021135A1
Application number: DE2000121135
Authority: DE
Inventors: Andreas Pfeiffer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2000-04-29
Filing date: 2000-04-29
Publication date: 2001-10-31
Anticipated expiration: 2020-04-30
Also published as: DE10021135B4

Abstract

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Regelung einer vorgegebenen Soll-Verzögerung eines Kraftfahrzeugs mittels eines ein elektronisches Steuergerät aufweisenden Bremsregelsystems wird im Steuergerät abhängig von der vorgegebenen Soll-Verzögerung sowie von der Ist-Verzögerung ein Soll-Bremsmoment berechnet. Mittels eines Hydraulikmodells wird das Ist-Bremsmoment geschätzt. Das Soll-Bremsmoment wird abhängig von dem um eine vorgegebene Hydraulik-Totzeit verzögerten Ist-Bremsmoment korrigiert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Re gelung einer vorgegebenen Soll-Verzögerung eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 3.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 196 54 769 A1 bekannt. In der DE 196 54 769 A1 wird allgemein auf mögliche Regelsysteme zur Beeinflussung der Längsdynamik (wie Be schleunigung oder Abbremsen) des Fahrzeuges und im Speziellen auf vor teilhafte Kombinationen der im Fahrzeug vorhandenen Regelsysteme einge gangen. Hierbei soll insbesondere verhindert werden, daß die einzelnen Re gelsysteme gegeneinander arbeiten. In diesem Zusammenhang ist es be reits auch schon bekannt ein Soll-Bremsmoment mit einem in einem Hydrau lik- bzw. Bremsenmodell geschätzten Ist-Bremsmoment zu vergleichen.

Eine Soll-Verzögerung kann beispielsweise durch einen abstandsgeregelten Tempomaten (auch unter dem Begriff "Adaptive Cruise Control" (ACC) be kannt) vorgegeben werden.

Intern ist ein abstandsgeregelter Tempomat bekannt, der bei einer Be schleunigungsanforderung ausschließlich auf das der Brennkraftmaschine zugeordnete Regelsystem und bei einer Verzögerungsanforderung aus schließlich auf das den Bremsen zugeordnete Regelsystem (Bremsregelsystem) zugreift. Die Gefahr eines Gegeneinander-Arbeitens wie beim Stand der Technik besteht daher nicht. Die Soll-Verzögerung ist direk tes Eingangssignal eines dem Bremsregelsystem zugeordneten Steuerge räts. Dieses Steuergerät ist um einen Verzögerungsregler, der im Wesentli chen einen PI-Regler und eine Vorsteuerung aufweist, erweitert. Die Vor steuerung kann auch zu Null gesetzt werden. Der gesamte Regelkreis be steht hierbei aus dem Verzögerungsregler und der Regelstrecke. In der Re gelstrecke ist das Fahrzeug inklusive der gesamten Bremsanlage mit Hy draulik zusammengefaßt. Eingangssignale der Regelstrecke ist das vom Regler berechnete Soll-Bremsmoment. Gemessen werden die Raddrehzah len oder die Fahrzeuggeschwindigkeit, woraus die Ist-Verzögerung bestimmt wird.

Bei diesem intern bekannten System enthält die Regelstrecke eine Totzeit, die aus dem Ansprechverhalten insbesondere der Bremshydraulik resultiert. Weiterhin kann das vorgegebene Soll-Bremsmoment nur innerhalb gewisser Stufen eingestellt werden. Der zum Bremsmoment annähernd proportionale Bremsdruck wird durch eine Pumpe aufgebaut, die aufgrund fehlender Posi tionssensoren nur volle Umdrehungen ausführen kann. Das daraus resultie rende Ist-Bremsmoment weist demnach Stufen auf, die immer unterhalb oder oberhalb des Soll-Bremsmoments liegen. Dieser Effekt wird im ff. kurz Stufigkeit genannt.

Die Totzeit allein, die Stufigkeit allein und die Kombination beider Effekte können situationsabhängig ohne zusätzliche Maßnahmen zu deutlich spür baren Überschwingern in der Ist-Verzögerung führen. Ein Überschwinger ist als Nicken des Oberkörpers vom Fahrer spürbar. Der Aufbau zur jeweils nächsten Stufe geschieht durch eine Pumpentätigkeit, die sich im Fahrzeug je nach Situation akustisch bemerkbar machen kann. Weiterhin baut der I- Anteil des Reglers durch die wegen der Stufigkeit nicht zu vermeidenden bleibenden Regelabweichung zwischen Ist- und Soll-Verzögerung solange Druck auf, bis die nächste Stufe erreicht werden kann. Damit wird eine er neute Pumpentätigkeit hörbar. Auch die Verzögerung nimmt dabei noch un nötigerweise etwas zu, wodurch ein Nachbremsen spürbar wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung eingangs genannter Art derart zu verbessern, daß die Totzeit und die Stufigkeit des Bremsregelsystems kompensiert werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Regelung einer vorgegebenen Soll- Verzögerung eines Kraftfahrzeugs mittels eines ein elektronisches Steuerge rät aufweisenden Bremsregelsystems vorgeschlagen, bei dem abhängig von der vorgegebene Soll-Verzögerung sowie von der Ist-Verzögerung ein Soll- Bremsmoment berechnet wird, bei dem das Ist-Bremsmoment geschätzt wird und bei dem das Soll-Bremsmoment abhängig von dem um eine vorge gebene Hydraulik-Totzeit verzögerten Ist-Bremsmoment korrigiert wird.

Vorzugsweise wird die Differenz zwischen dem um die Hydraulik-Totzeit ver zögerten Ist-Bremsmoment und dem Soll-Bremsmoment mit einem die Fahr zeugmasse berücksichtigenden Kompensationsfaktor zur Korrektur des Soll- Bremsmoments multipliziert.

Die Erfindung ermöglicht eine sehr genaue und komfortable Bremsregelung zum Erreichen einer vorgegebenen Geschwindigkeit bzw. Soll-Verzögerung.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Sie zeigt eine mögliche Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Soll-Verzögerung a_soll ist direktes Eingangssignal eines dem Bremsregel system zugeordneten Steuergeräts. Dieses Steuergerät umfaßt einen Ver zögerungsregler 1, der im Wesentlichen einen PI-Regler 3 und eine Vor steuerung 4 aufweist. Die Vorsteuerung kann auch zu Null gesetzt werden oder ganz entfallen. Der gesamte Regelkreis besteht aus dem Verzöge rungsregler 1 und der Regelstrecke 7. In die Regelstrecke 7 geht insbeson dere das Fahrzeug 5 inklusive der gesamten Bremsanlage mit Hydraulik, hier als Hydraulikmodell 2 zusammengefaßt, ein. Gemessen werden die Raddrehzahlen oder die Geschwindigkeit v des Fahrzeuges 5. Aus der Ge schwindigkeit v wird im Verzögerungsregler 1 mittels einer Verzögerungsbe rechnungseinheit 6 die Ist-Verzögerung a_ist gebildet. Die Geschwindigkeit v wird als ein die Ist-Verzögerung a_ist wiedergebendes Signal verstanden. Al ternativ kann auch die Ist-Verzögerung selbst Eingangssignal des Verzöge rungsreglers 1 sein, wenn diese bereits vorliegt.

Das Ausgangssignal des Verzögerungsreglers 1 ist ein Soll-Bremsmoment M_{B_soll}. Das Soll-Bremsmoment M_{B_soll} ist Eingangssignal des Hydraulikmo dells 2. Im Hydraulikmodell 2 wird das Ist-Bremsmomentes M_{B_ist} geschätzt. Das geschätzte Ist-Bremsmoment M_{B_ist} ist Eingangssignal des Verzöge rungsreglers 1. Der Verzögerungsregler 1 weist ein Verzögerungsglied 8 auf, durch das das geschätzte Ist-Bremsmoment um eine vorgegebene Brems hydraulik-Totzeit t_tot verzögert wird. Die Bremshydraulik-Totzeit t_tot wird bei spielsweise empirisch ermittelt und als fester Wert im Regelalgorithmus ab gespeichert. Sie kann auch durch eine dynamische Adaption optimal auf die jeweils tatsächlich vorliegende Totzeit eingestellt werden. Die Differenz D zwischen dem verzögerten Ist-Bremsmoment M_{B_ist} und dem rückgeführten Soll-Bremsmoment M_{B_soll} wird in einer Korrektureinheit 9 mit einem Kompen sationsfaktor K multipliziert. Der Kompensationsfaktor K ist vorzugsweise der Kehrwert der Fahrzeugmasse m_F. Die Fahrzeugmasse m_F kann ein fester empirisch ermittelter Durchschnittswert oder ein die momentane Beladung oder einen ggf. vorliegenden Anhängerbetrieb berücksichtigender Schätz wert sein. Das Ausgangssignal der Korrektureinheit 9 wird von der Abwei chung der Ist-Verzögerung a_ist, von der Soll-Verzögerung a_soll subtrahiert. Das Ergebnis dieser Subtraktion ist Eingangssignal des PI-Reglers 3. Somit wird das Soll-Bremsmoment M_{B_soll} abhängig von der Differenz D zwischen dem tatsächlichen Ist-Bremsmoment M_{B_ist} und dem Soll-Bremsmoment M_{B_soll}, kor rigiert.

Die erfindungsgemäße Regelkreisstruktur bewirkt, daß sich die Rückführun gen vom Ist-Bremsmoment M_{B_ist} und der Ist-Verzögerung a_ist am Eingang des Verzögerungsreglers bzw. des PI-Reglers 3 aufheben. Der Verzöge rungsregler 1 "sieht" damit nur noch die idealisierte Regelstrecke 7 ohne Totzeit t_tot und Stufigkeit.

Claims

1. Verfahren zur Regelung einer vorgegebenen Soll-Verzögerung eines Kraftfahrzeugs mittels eines ein elektronisches Steuergerät aufweisen den Bremsregelsystems, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuergerät abhängig von der vorgegebene Soll-Verzögerung (a_soll) sowie von der Ist-Verzögerung (a_ist) ein Soll-Bremsmoment (M_{B_soll}) berechnet wird, daß mittels eines Hydraulikmodells (2) das Ist-Bremsmoment (M_{B_ist}) geschätzt wird und daß das Soll-Bremsmoment (M_{B_soll}) abhängig von dem um eine vorgegebene Hydraulik-Totzeit (t_tot) verzögerten Ist- Bremsmoment (M_{B_ist}) korrigiert wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz (D) zwischen dem um die Hydraulik-Totzeit (t_tot) verzögerten Ist-Bremsmoment (M_{B_ist}) und dem Soll-Bremsmoment (M_{B_soll}) mit ei nem die Fahrzeugmasse (m_F) berücksichtigenden Kompensationsfaktor (K) zur Korrektur des Soll-Bremsmoment (M_{B_soll}) multipliziert wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät einen Verzögerungs regler (1) und ein Hydraulikmodell (2) umfaßt, daß die vorgegebene Soll-Verzögerung (a_soll) sowie die Ist-Verzögerung (a_ist) oder ein die Ist- Verzögerung (a_ist) wiedergebendes Signal (v) Eingangssignale eines Verzögerungsreglers (1) sind, dessen Ausgangssignal ein Soll- Bremsmoment (M_{B_soll}) ist, daß das Soll-Bremsmoment (M_{B_soll}) Ein gangssignal eines Hydraulikmodells (2) ist, daß das Hydraulikmodell (2) Mittel aufweist, durch die das Ist-Bremsmoment (M_{B_ist}) geschätzt wird, daß das geschätzte Ist-Bremsmoment (M_{B_ist}) Eingangssignal des Ver zögerungsreglers (1) ist und daß der Verzögerungsregler (1) Mittel (8) aufweist, durch die das Soll-Bremsmoment (M_{B_soll}) abhängig von der Differenz (D) zwischen dem um eine vorgegebene Hydraulik-Totzeit verzögerten Ist-Bremsmoment (M_{B_ist}) und dem Soll-Bremsmoment (M_{B_soll}) korrigiert wird.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerungsregler (1) Mittel (8, 9) aufweist, durch die die Differenz (D) zwischen dem um die Hydraulik-Totzeit (t_tot) verzögerten Ist- Bremsmoment (M_{B_ist}) und dem Soll-Bremsmoment (M_{B_soll}) mit einem die Fahrzeugmasse (m_F) berücksichtigenden Kompensationsfaktor (K) zur Korrektur des Soll-Bremsmoment (M_{B_soll}) multipliziert wird.