DE102006022701A1

DE102006022701A1 - Verfahren zur Bestimmung eines Modell-Vordrucks in einem geregelten Kraftfahrzeugbremssystem

Info

Publication number: DE102006022701A1
Application number: DE102006022701A
Authority: DE
Inventors: Dieter Burkhard; Andreas Kohl
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2006-05-12
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2026-05-13
Also published as: DE102006022701B4

Abstract

Verfahren zur Bestimmung eines Modell-Vordrucks in einem elektronisch geregelten Kraftfahrzeugbremssystem mit zumindest Antiblockierfunktionalität, bei dem zunächst ein Startwert für den Modell-Vordruck festgelegt wird, welcher entweder einen Wert von Null oder einen betragsmäßigen Wert von größer als Null aufweist, dass dann in einer Endlosschleife des Regelungsprogramms nach Maßgabe von einem oder mehreren vorgegebenen Anstiegsgradienten fahrsituativ abhängig der Startwert in vorgegebenen Schritten betragsmäßig um einen bestimmten Betrag erhöht wird, wobei die Fahrsituation, in der die Erhöhung durchgeführt wird, einem Bremsvorgang oder einer für das Modell als Bremsvorgang gewerteten Fahrsituation entspricht. Außerdem ist ein elektronisch geregeltes Kraftfahrzeugbremssystem mit zumindest Antiblockierfunktionalität beschrieben, in dem das obige Verfahren ausgeführt wird, wobei das Bremssystem keinen Drucksensor zur Erfassung des vom Fahrer über ein Bremsbetätigungselement vorgegebenen Fahrervordrucks aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Modell-Vordrucks gemäß Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein elektronisch geregeltes Kraftfahrzeugbremssystem gemäß Oberbegriff von Anspruch 8.
Die Erfindung bezieht sich auf Bremsensteuergeräte für Kraftfahrzeuge, welche mit zumindest einer ABS-Funktionalität zum geregelten Bremsen ausgestattet sind. Von diesen ABS-Bremensteuergeräten sind verschieden aufwändige Varianten auf dem Markt; dabei sind im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung solche Bremssysteme zu nennen, welche ohne Drucksensoren die durchzuführende ABS-Regelaufgabe bewerkstelligen können. Praktisch alle für die ABS-Regelung benötigten internen Rechengrößen werden auf Grundlage der an das Bremssystem angeschlossenen Raddrehzahlsensoren gewonnen. So ist insbesondere bei diesen Steuergeräten, von denen die Erfindung ausgeht, auch kein Drucksensor für den Fahrervordruck vorhanden, wie er bei ESP-Steuergeräten üblich ist.
Die WO97/27090, welche sich auf ABS-Bremsenregelungsverfahren bezieht, beschreibt bereits ein Verfahren, mit dem der Fahrervordruck in einem oben genannten Bremssystem abgeschätzt werden kann. Dieses Verfahren basiert auf einer Berechnung des Blockierdruckniveaus zu Beginn einer ABS-Regelung auf Grundlage der Fahrzeugverzögerung, welche aus den Radgeschwindigkeitssignalen bestimmt wird. Die Berechnung der Verzögerung erfolgt dabei üblicherweise über eine Auswertung des Radbeschleunigungsverhaltens.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein alternatives Verfahren anzugeben, mit dem der Fahrervordruck ohne die Verwendung von Radbeschleunigungssignalen abgeschätzt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Verfahren gemäß Anspruch 1.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt in einer Bremsanlage eingesetzt, welche keinen Drucksensor zur Messung des Vordrucks aufweist. Der Vordruck ist der Bremsdruck, welcher eingangsseitig an der Regelungsyydraulik anliegt; dieser Druck ist also beispielsweise im wesentlichen identisch zu dem durch den Hauptbremszylinder bei einer Bremsbetätigung aufgebauten Druck. In einer Bremsanlage, die einen Sensor zur Messung des Vordrucks aufweist, kann das hier beschriebene Verfahren zum Überprüfen des sensorisch bestimmten Druckwertes eingesetzt werden.
Es hat sich gezeigt, dass bekannte Abschätzverfahren zum modellhaften Ermitteln von Vordrücken dann, wenn sie auf Basis von Beschleunigungssignalen gebildet werden, gewisse Nachteile zeigen, die zu einer nicht optimalen ABS-Regelung führen. So wurde gefunden, dass das Beschleunigungssignal in der Regel ein typisches, nachteilhaftes Einschwingverhalten besonders bei schnellen Antritten des Bremspedals mit entsprechend hohen Druckanstiegen zeigt. Bei einer Abschätzung des Blockierdruckniveaus aus dem Beschleunigungsverhalten der Räder heraus ist in derartigen Bremssituationen deshalb eine Bestimmung des Raddrucks über den Vordruck nur mit einer verhältnismäßig geringen Genauigkeit möglich. Hierdurch kann sich eine nicht optimal den vorhandenen Fahrbahnreibwert ausnutzende Antiblockierregelung ergeben. Die vorliegende Erfindung nutzt den Gedanken, dass der durch den Fahrer über das Bremspedal vorgegebene Antrittsgradient aus den Raddrehzahlinformation mittels eines fest vorgegebenen Gradienten aus der Dauer zwischen Beginn der Verzögerung und Eintritt einer ABS-Regelung nachgebildet werden kann, wobei der Betrag der Steigung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit nicht bei der Bestimmung der Höhe des Vordrucks berücksichtigt wird, sondern nur dessen Vorzeichen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand von Figuren.
Es zeigen
1 ein zeitliches Diagramm mit Signalverläufen im beispielgemäßen Verfahren und
2 ein weiteres zeitliches Diagramm, welches eine zeitschwellenabhängige Verringerung des vorgegebenen Anstiegsgradienten zeigt.
Nach dem hier beschriebenen Beispiel werden zur Bestimmung eines Modell-Vordrucks die nachfolgenden Schritte durchgeführt:

– Bildung einer Größe BLS_virt aus der Steigung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit v_ref 1 (1a)) die einen Wert von 0 und 1 annehmen kann. Die Ermittlung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit erfolgt auf an sich bekannte Weise. Die Größe BLS_virt wird auf 1 gesetzt, wenn die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit abfällt und auf 0 gesetzt, wenn die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit ansteigt. Kurve 2 in 1a) stellt die Radgeschwindigkeit eines Rades dar, welches im Zeitraum nach der gestrichelten Linie 3 in einen ABS-Schlupf gerät.
– Starten eines Zählers A, wenn BLS_virt = 1. Der Zählerstand von A ist durch Kurve 4 dargestellt.
– Inkrementieren des Zählers A (z.B. mit der Formel A = A + G) in jeder Reglerschleife, wenn BLS_virt = 1, wobei G ein vorgegebener Anstiegsgradient ist.
– Rücksetzen des Zählers A (A = 0), wenn BLS_virt = 0. Vor dem durch gestrichelte Linie 3 gekennzeichneten Zeitpunkt wird der Zählerstand immer wieder auf den Wert Null zurückgesetzt, da die Erkennung eines Bremsvorgangs nicht lange genug angedauert hat. Nach dem durch die gestrichelte Linie symbolisierten Zeitpunkt läuft der Zähler bis zum Ende der Verzögerung (nicht dargestellt) immer weiter hoch.
– Bilden eines individuellen Raddruckwertes P_i 5 (1b) durch Multiplikation des Zählerwertes A mit einem fahrzeugspezifischen, achsindividuellen und/oder radindividuellen Parameter FAP_i, wobei i entsprechend der vier Räder die Werte 1 bis 4 annehmen kann.

Die fahrzeugtypischen Parameter FAP_i und G lassen sich ohne weiteres an Hand von Versuchsreihen ermitteln, wenn für die Versuche eine Bremsanlage eingesetzt wird, welche einen Sensor für den Vordruck aufweist.
Wie bereits weiter oben beschrieben, wird der Parameter FAP_i für jede Achse und/oder jedes Rad individuell festgelegt. Auf diese Weise ist es möglich, achsabhängige, bremskreisabhängige oder radzylinderabhängige Blendenunterschiede bei der Bemessung des Vordrucks zu berücksichtigen.
Bei Eintritt einer ABS-Regelung wird der zum Zeitpunkt des Regelungseintritts vorliegende aktuelle Wert von Pi als Startwert für eine Raddruckberechnung herangezogen, wie sie beispielsweise aus der WO97/27090 bekannt ist. Der nach diesem bekannten Verfahren modellhafte Raddruckverlauf ist mit Kurve 6 dargestellt. Kurve 7 stellt den zu Testzwecken gemessenen Raddruck dar, um die Qualität des beispielgemäßen Verfahrens darzustellen. Bereits nach wenigen ABS-Zyklen stimmt der Modellraddruck mit dem tatsächlichen Raddruck weitestgehend überein. Bei einer Berechung des Vordrucks über die Radbeschleunigung stellt sich erst zu einem späteren Zeitpunkt eine Übereinstimmung des Modelldrucks mit dem Raddruck ein.
In 2 stellt sich keine ABS-Regelung ein, was beispielsweise bei einem im Vergleich zu 1 kleineren Anstiegsgradienten der Fall ist. Bei einem bestimmten Schwellenwert des Zählers A (Kurve 8 in 2b, siehe beispielsweise zum Zeitpunkt t₁), wobei der Zählerstand beispielsweise einer Zeitspanne von etwa 150 ms entspricht, kann nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen sein, dass der Anstiegsgradient G 9 und/oder der Parameter FAP (nicht dargestellt) mit einem Verringerungsfaktor von zum Beispiel 0,5 versehen wird, so dass sich die neue Steigung 1/2 G ergibt (Bezugszeichen 9' bzw. 9'' für 1/4 G und 9''' für 1/8 G). Hierdurch lässt sich bei länger andauernden Bremsungen bis zum Eintritt von ABS eine Abflachung des Druckanstiegsgradienten erreichen.
Entsprechend ist es zweckmäßig, das mehrere immer höher liegende Zählerschwellen für A vorgesehen sind, so dass bei jeder Überschreitung der festgelegten Zählerschwelle eine weitere Verringerung des Anstiegsgradienten oder des Parameters FAP vorgenommen wird. Die Zählerschwellen werden, wie auch die Verringerungsfaktoren für G oder FAP in Abhängigkeit von Vorversuchen festgelegt, die Einflüsse des Fahrzeugbremsverhaltens und der Bremsanlage selbst berücksichtigen.
Wie bereits weiter oben beschrieben, kann der auf diese Weise gebildete Modell-Vordruck P_i dann einer herkömmlichen ABS-Regelung als Startwert zu Grunde gelegt werden.
Zum Vergleich zeigt 2b) den Kurvenverlauf 10 eines nach dem Stand der Technik berechneten Modelldruckverlaufs auf Basis der Radbeschleunigung und den gemessenen Raddruck (Kurve 7) sowie die schrittweise Verringerung der Steigung des Antrittsgradienten. Ein typischer erster Zeitschwellenwert beträgt etwas 150 ms. Dabei liegen typische Anstiegsgradienten bei einer durch den Fahrer ausgelösten Bremsung mit sehr hoher Bremswirkung (z.B, bei einer Vollbremsung) im Bereich um 800 bis 1400 bar/s. In vielen Fällen findet bereits innerhalb dieses ersten Zeitfensters ein ABS-Regelungsvorgang statt, so dass in diesem Fall der nicht verringerte Modell-Bremsdruck als Ausgangswert für den Raddruck verwendet wird. Im in 2 dargestellten Fall findet jedoch noch keine ABS-Regelung statt, da der Fahrer im Vergleich zum Antritt in 1 einen relativ niedrigen Antrittsgradienten vorgibt (schwacher Antritt). Da der über die Fahrzeugverzögerung gebildete Modelldruck über die Länge der Verzögerungsphase einer ABS-Regelung immer genauer wird, ist es in Falle gemäß 2 vorteilhaft, nach einer bestimmten Dauer der Verzögerungsphase, z.B. 1 s, die Bildung des Modelldrucks über das im Beispiel gemäß 1 beschriebene Verfahren zu verlassen und den Modelldruck nach dem gemäß Stand der Technik durchgeführten Verfahren, welcher parallel im Regler immer mitberechnet wird, unter Verwendung des Radbeschleunigungssignals zu berechnen.

Claims

Verfahren zur Bestimmung eines Modell-Vordrucks in einem elektronisch geregelten Kraftfahrzeugbremssystem mit zumindest Antiblockierfunktionalität, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein Startwert für den Modell-Vordruck festgelegt wird, welcher entweder einen Wert von Null oder einen betragsmäßigen Wert von größer als Null aufweist, dass dann in einer Endlosschleife des Regelungsprogramms nach Maßgabe von einem oder mehreren vorgegebenen Anstiegsgradienten fahrsituativ abhängig der Startwert in vorgegebenen Schritten betragsmäßig um einen bestimmten Betrag erhöht wird, wobei die Fahrsituation, in der die Erhöhung durchgeführt wird, einem Bremsvorgang oder einer für das Modell als Bremsvorgang gewerteten Fahrsituation entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrsituation, in der die Erhöhung stattfindet, ausschließlich an Hand der Signale der Raddrehzahlsensoren ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewertung der Fahrsituation eine Fahrzeugreferenzgeschwindigkeitsgröße v_ref aus den Radgeschwindigkeiten gebildet wird, aus dieser eine Steigung der Radgeschwindigkeit & ref ermittelt wird und in Abhängigkeit des Vorzeichens von & ref entweder die besagte Erhöhung des Modell-Vordrucks nach Maßgabe des/der Anstiegsgradients/en vorgenommen wird oder im anderen Falle der Modelldruck wieder auf den besagten Startwert zurückgesetzt wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der bestimmte Modell-Vordruck in einem Bremsensregelungsverfahren als Startwert für einen nach an sich bekannten Verfahren zu bestimmenden Modell-Radzylinderdruck herangezogen wird, wobei der bestimmte Modell-Vordruck zu Beginn der ABS-Regelung als Ausgangswert des Radzylinderdrucks zu Grunde gelegt wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Rad oder jede Achse fest vorgegebene, fahrzeugspezifische Anstiegsgradienten vorgegeben werden und für jedes Rad und/oder jede Achse ein eigener Modell-Vordruckwert berechnet wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem länger andauernden Druckanstieg, also dann, wenn der Anstiegsgradient eine bestimmte vorgegebene Zeit angestiegen ist, ab diesem Zeitpunkt durch einen neuen Anstiegsgradienten mit geringerer Steigung ersetzt wird, wobei die neue Steigung und der vorgegebene Zeitpunkt fahrzeugabhängig vorgegeben ist.
Verfahren nach mindestens einem der Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verringerung zu mehreren Zeitpunkten durchgeführt wird und entsprechend schrittweise der Anstiegsgradient in Abhängigkeit von dem Druckanstieg immer weiter verringert wird.
Elektronisch geregeltes Kraftfahrzeugbremssystem mit zumindest Antiblockierfunktionalität, wobei das Bremssystem keinen Drucksensor zur Erfassung des vom Fahrer über ein Bremsbetätigungselement vorgegebenen Fahrervordrucks aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 durchgeführt wird.