DE102006056673B4 - Bremsenregelungsverfahren sowie Computerprogrammprodukt für ein Kraftfahrzeugbremssystem mit zumindest Fahrstabilitäts- und Antiblockierregelung - Google Patents

Abstract

Bremsenregelungsverfahren für ein Kraftfahrzeugbremssystem mit zumindest Fahrstabilitäts- und Antiblockierregelung, mit einem Vordrucksensor zur Messung des Vordrucks und einem Mittel zur Messung der Fahrzeugverzögerung, wobei das Signal des Vordrucksensors während einer Antiblockierregelung zumindest für die Berechnung des aktuellen Raddrucks herangezogen wird, und wobei bei erkanntem Ausfall/Fehler des Vordrucksensors ein Ersatzvordrucksignal aus einer im Bremssystem gespeicherten, fahrzeugspezifischen Bremsdruck-Verzögerungskennlinie gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Ersatzvordrucksignal mit zumindest einem Sicherheitsdruckoffset oder -faktor beaufschlagt wird, um ein Überbremsen des Fahrzeugs zu vermeiden.

Description

• Die Erfindung betrifft Bremsenregelungsverfahren für ein Kraftfahrzeugbremssystem mit zumindest Fahrstabilitäts- und Antiblockierregelung gemäß Anspruch 1 sowie ein Computerprogrammprodukt.
• Verfahren zur Antiblockierregelung (ABS) innerhalb eines elektronischen Kraftfahrzeugbremssystems sind an sich bekannt. Die Bremssysteme umfassen neben der Grundfunktion ABS je nach Ausstattungsvariante häufig noch weitere Funktionen, wie Antriebsschlupfregelung (ASR), Fahrstabilitätsregelung (ESP), Abstandsregelung (ACC) etc., welche zum Teil Unterfunktionen des ABS-Regelsystems nutzen. Zur Bestimmung des Vordrucks befindet sich im Bereich des Tandemhauptzylinders in der Regel ein Drucksensor, mit dem sich der vom Fahrer eingesteuerte Vordruck bestimmen lässt.
• Innerhalb der Antiblockierregelung stellt der sogenannte Raddruckregler den Druck in den Radbremszylindern mit Einlass- und Auslassventilen ein. Die Regelgüte einer ABS-Regelung hängt in einem nicht zu vernachlässigendem Maße von der Regelgenauigkeit des Raddruckreglers ab. In die Radregelung, die das Rad im jeweils optimalen Schlupfbereich hält, geht neben der aktuellen Radgeschwindigkeit auch der vom Vordrucksensor bestimmte Vordruck mit ein. Im Hinblick auf eine kostengünstige Fertigung der Bremsenregelungssysteme sind oftmals keine Raddrucksensoren vorhanden, so dass der für die Regelung notwendige aktuelle Raddruck über ein Raddruckmodell bestimmt werden muss. Fällt der Vordrucksensor aus, steht für die Bremsenregelung kein Vordrucksignal zur Verfügung, so dass dieses aus der aktuellen Fahrzeugverzögerung geschätzt werden muss.
• Der Raddruckregler steuert in Verbindung mit der elektronischen Ansteuerung die Einlassventile nicht wie früher üblich schaltend (digital) an, sondern regelt den Durchfluss durch das Ventil auf an sich bekannte Weise analog. Das hierbei verwendete an sich bekannte Ansteuerverfahren zur Analogventilregelung besitzt die Besonderheit, dass der Ventilöffnungsstrom auch ohne Raddrucksensoren durch den Raddruckregler selbstständig eingestellt werden kann. Da der Ventilöffnungsstrom sehr genau eingestellt werden muss und vom aktuellen, am Ventil herrschenden Differenzdruck abhängt, wird der Öffnungsstrom in Abhängigkeit von gespeicherten Kennwerten und zusätzlich von Lernparametern eingestellt, mit denen die Kennwerteinstellung noch weiter optimiert wird. Die besagten Lernparameter sind Korrekturgrößen, die der Bremsdruckregler mit einem an sich bekannten Lernverfahren aus dem Verlauf der Bremsenregelung selbst findet.
• Hierzu beschreibt beispielsweise die DE 40 15 884 A1 eine blockiergeschützte Bremsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem pedalbetätigten, vorzugsweise hilfskraftunterstützten Bremsdruckgeber, der einen Hauptzylinder aufnimmt, an den zumindest über eine Hauptdruckleitung eine Radbremse angeschlossen ist, mit einer an eine Hilfsdruckleitung angeschlossenen hydraulischen Hilfsdruckpumpe, sowie aus Radsensoren und elektronischen Schaltkreisen zur Ermittlung des Raddrehverhaltens und zur Erzeugung von elektrischen Bremsdrucksteuersignalen bestehend, die zur Schlupfregelung die in die Druckmittelleitungen eingefügten, elektromagnetisch betätigbaren Einlassventile und Auslassventile steuern. Hierzu wird weiter beschrieben, dass ein Druckbegrenzerventil vom Druck der Hilfsdruckpumpe und von einem an der Radbremse anstehenden Druck beaufschlagbar ist, wobei das Druckbegrenzerventil beim Überschreiten eines definierten Vordrucks eine hydraulische Verbindung zur drucklosen Rücklaufleitung herstellt, um den Pumpendruck zu regeln.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren anzugeben, welches ein Ersatzvordrucksignal für ein Bremsenregelungssystem mit Antiblockierregelung zur Verfügung stellt, welches ein höheres Maß an Fahrstabilität und Bremsleistung gewährleistet.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Verfahren gemäß Anspruch 1.
• Nach der Erfindung wird bei Ausfall oder Defekt des Vordrucksensors ein Ersatzvordrucksignal aus der im Fahrzeug gespeicherten Bremsdruck-Verzögerungskennlinie gebildet und mit einem Sicherheitsoffset oder einem Sicherheitsfaktor beaufschlagt. Bevorzugt werden dabei insbesondere zumindest einige elektromagnetische Regelventile für die Regelung des Bremsdrucks, wenn kein Fehler vorliegt, analog betrieben.
• Das Ersatzvordrucksignal wird bevorzugt außerdem mit einem Regelgütedruckoffset oder -faktor beaufschlagt. Dieser Regelgüteoffset oder - faktor wird aus den weiter oben erwähnten Parametern des Ansteueralgorithmus der analogen Ventilregelung abgeleitet.
• Als Kriterium für einen defekten Drucksensor wird bevorzugt alleine oder gemeinsam mit anderen Kriterien geprüft, ob der sensorisch gemessene Vordruck unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes und gleichzeitig die Fahrzeugverzögerung oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegt.
• Das Bremssystem umfasst ein Mittel zur Bestimmung der Fahrzeugverzögerung. Die Fahrzeugverzögerung kann darin auf an sich bekannte Weise alleine aus den Radgeschwindigkeiten aller Räder des Kraftfahrzeuges abgeleitet oder direkt mit einem Längsbeschleunigungssensor gebildet sein, welcher in der Regel in einem Fahrdynamikregelungssystem bereits vorhanden ist.
• Weitere bevorzugte Ausführungsformern ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.
• In 1 ist sind die im Bremssystem gespeicherten Bremsdruck-Verzögerungskennlinien P_d-v grafisch dargestellt. Diese Kurven werden für ein bestimmtes Fahrzeug einmal erstellt und im Speicher des elektronischen Regelungssystem abgelegt. Durch Auslesen des Beschleunigungssensors kann durch das Bremssystem ein theoretischer Mindestvordruck für die Vorderachse und für die Hinterachse abgeleitet werden. Die Bremsdruck-Verzögerungskennlinien stellen ein an sich bekanntes Ersatzsignal bei einem Ausfall des für die Regelung im Prinzip unbedingt notwendigen Vordrucksensors bereit. Hier liegt der Gedanke zu Grunde, dass eine Gesamtverzögerung des Fahrzeugs ab einem bestimmten Verzögerungswert nur durch eine Bremsenbetätigung erzeugt werden kann und der Vordruck mindestens einen Druck haben muss, der dem Druck aus der Fahrzeugverzögerung entspricht.
• Kurve „VA“ stellt den Bremsdruck der beiden Radbremszylinder an der Vorderachse und Kurve „HA“ den Bremsdruck an den beiden Hinterradbremszylindern dar. Die Abweichung der Kurven ergibt sich aus der vorgegebenen Bremskraftverteilung und der dynamischen Achslaständerung (während des Bremsens) für das Fahrzeug.
• Das Ersatzdrucksignal P_THZ, _Ersatz wird mit einem Sicherheitsoffset Soffs oder einem Sicherheitsfaktor beaufschlagt, so dass sich das Ersatzsignal z.B. durch folgenden Zusammenhang ergibt: $${\text{P}}_{\text{THZ},\text{Ersatz}}={\text{S}}_{\text{offs}}+{\text{P}}_{\text{d}-\text{v}}$$

  
• Durch den Sicherheitsoffset wird vermieden, dass der Vordruck durch den Radregler unterschätzt wird, wodurch sich sonst zu lange Ventilöffnungszeiten ergeben würden. Zu hohe Ventilöffnungszeiten können zu einer problematischen Fahrzeuginstabilität während einer Bremsenregelung führen. Der Sicherheitsoffset liegt beispielsweise zwischen etwa 40 bis etwa 80 bar.
• Wenn das Bremspedal durch den Fahrer sehr schnell gedrückt wird (sog. harter Antritt), kommt es auf Grund von Totzeiten bei der Verzögerungssignalbildung und innerhalb der Hydraulik zu Differenzen zwischen tatsächlicher Fahrzeugverzögerung und dem entsprechenden Verzögerungssignal. Deshalb ist es zweckmäßig, den Druck aus der Druck-Verzögerungskennlinie mit einem Faktor oder einem Offset zu erhöhen. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Druck aus der Kennlinie mit dem Faktor HA_fak multipliziert und anschließend der Sicherheitsoffset S_offs addiert. Der Faktor HA_fak wird in Abhängigkeit vom Druckanstieg in einem Bereich von ca. 1,4 bis ca. 1,9 eingestellt. Es ist besonders zweckmäßig, auf den gleichen Faktor zurückzugreifen, wie er normalerweise innerhalb des Raddruckreglers verwendet wird.
• Im normalen Regelbetrieb werden die Einlassventile durch den Raddruckregler auf an sich bekannte Weise analog angesteuert. Hierdurch ergibt sich gegenüber einer schaltenden (digitalen) Ansteuerung eine besonders feinfühlige und geräuscharme Ventilregelung. Bei Ausfall des THZ-Drucksensors wird diese Regelung bevorzugt vom Analogbetrieb auf den herkömmlichen schaltenden Betrieb umgeschaltet. Auf diese Weise lässt sich mit dem Ersatzdrucksignal wenigstens noch eine ausreichend sichere Raddruckregelung aufrechterhalten. Für eine analoge Ventilregelung wäre ein nur geschätztes Raddrucksignal nicht genau genug.
• Während des normalerweise durchgeführten Analogbetriebs wird für eine möglichst genaue Ansteuerung der Ventile der Ventilstrom aus den vorhandenen Größen gebildet. Die Ansteuerung berücksichtigt dabei den Vordruck, den nach einem Raddruckmodell ermittelten Raddruck und bremssystemabhängie Ventil- und Hydraulikparameter, die von System zu System leicht verschieden sind. Ein Teil dieses Ansteueralgorithmusses, welcher an sich bekannt ist, verwendet ein Lernverfahren, welches Lernkorrekturparameter während der Raddruckregelung bildet und zur Verwendung bei der nächsten Raddruckregelung speichert. Diese Lernkorrekturparameter werden von Regelvorgang zu Regelvorgang immer mehr verfeinert (Lernen) und ergeben einen Stromoffset von wenigen mA, welcher auf an sich bekannte Weise zu dem sich aus der Druckdifferenz ergebenden Stromwert hinzuaddiert wird.
• Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird nun aus den ohnehin eingelernten Parametern ein weiterer Korrekturoffset LA_offs oder Korrekturfaktor gebildet, welcher wie weiter oben beschrieben zur Korrektur des Druckersatzsignals herangezogen wird. Der Offset LA_offs wird zum Beispiel dadurch gebildet, dass dieser linear vom eingelernten Stromoffset abhängt. Man kann dann beispielsweise bei einer Stromkorrektur von 1 mA den Ersatzvordruck um 1 bar nach oben oder unten korrigieren. Es ist dabei zweckmäßig, die Lernparameter desjenigen Vorderrades heranzuziehen, dass den größten Lernschritt aufweist.
• Werden alle oben erwähnten Korrekturgrößen berücksichtigt, wird das Ersatzsignal durch die Gleichung $${\text{P}}_{\text{THZ},\text{Ersatz}}={\text{LA}}_{\text{offs}}+{\text{S}}_{\text{offs}}+{\text{HA}}_{\text{fak}}*{\text{P}}_{\text{d}-\text{v}}$$

  

  gebildet.

Claims (5)

1. Bremsenregelungsverfahren für ein Kraftfahrzeugbremssystem mit zumindest Fahrstabilitäts- und Antiblockierregelung, mit einem Vordrucksensor zur Messung des Vordrucks und einem Mittel zur Messung der Fahrzeugverzögerung, wobei das Signal des Vordrucksensors während einer Antiblockierregelung zumindest für die Berechnung des aktuellen Raddrucks herangezogen wird, und wobei bei erkanntem Ausfall/Fehler des Vordrucksensors ein Ersatzvordrucksignal aus einer im Bremssystem gespeicherten, fahrzeugspezifischen Bremsdruck-Verzögerungskennlinie gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Ersatzvordrucksignal mit zumindest einem Sicherheitsdruckoffset oder -faktor beaufschlagt wird, um ein Überbremsen des Fahrzeugs zu vermeiden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall eines Anstiegs des Ersatzvordrucksignals über ein vorgegebenes Maß hinaus das Ersatzvordrucksignal mit einem Hartantrittsdruckoffset oder -faktor beaufschlagt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ersatzvordrucksignal mit einem Regelgütedruckoffset oder -faktor beaufschlagt wird, wobei der Regelgüteoffset oder -faktor aus Parametern des Ansteueralgorithmus einer analogen Ventilregelung abgeleitet wird.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsenregelungsverfahren bei intaktem Vordrucksensor und bei Regelungsbedarf das oder die Bremsensregelungsventile analog betreibt und im Fall eines fehlerhaften Vordrucksensors diese Bremsdruckregelung für die besagten Regelventile digital vornimmt.
5. Computerprgrammprodukt, welches einen Algorithmus umfasst, welcher ein Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 ausführt.

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