DE102007018515A1

DE102007018515A1 - Vorrichtung zur Bremsdruckregelung mit Blockierschutzfunktion und weiteren Regelungen

Info

Publication number: DE102007018515A1
Application number: DE102007018515A
Authority: DE
Inventors: Robert Schmidt; Mark Baijens; Thomas Dr. Sticher
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2007-04-19
Publication date: 2008-10-23
Anticipated expiration: 2027-04-20
Also published as: DE102007018515B4

Abstract

Bremsdruckregelvorrichtung (16) mit zumindest Blockierschutzregelung und einer Druckschnittstelle (14) für eine oder mehrere zusätzlich Regelungen, insbesondere Fahrzeuglängsregelungen (15), wobei der Regler der Bremsdruckregelvorrichtung Druckanforderungen für mehrere Radbremsaktoren bereitstellt und die Raddrücke für die Radbremsaktoren (17...20) nach Maßgabe der Druckanforderung von einem Regelprogramm des Reglers (21) in einem Sonderregelungsmodus eingeregelt werden, welches zum Regeln unter anderem zusätzliche Druckwerte verarbeitet, die über die Druckschnittstelle dem Regelprogramm zur Verfügung gestellt werden, und wobei das Regelprogramm neben positiven Druckwerten auch negative Druckwerte bei den zusätzlichen Druckwerten zulässt, welche über die Druckschnittstelle (14) übertragen werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus der DE 103 41 027 A1 ist ein Verfahren zur Längsregelung (ACC) bekannt, welches in bzw. mit einem verbreitet eingesetzten zweikreisigen ABS/ESP-Kraftfahrzeugbremsensteuergerät mit Pumpe durchführbar ist. Zur Dosierung des hydraulischen Bremsdrucks wird ein analog regelndes, elektrisch ansteuerbares hydraulisches Trennventil eingesetzt, wobei dieses im Gegensatz zu einer Regelung mit einem analog angesteuerten Einlassventil eine bremskreisübergreifende Druckregelung zulässt. Die zur Druckregelung eingesetzten Hydraulikventile sind in der Regel sogenannte Analog/Digital-Ventile (A/D-Ventile), welche im wesentlichen herkömmlichen elektromagnetischen (Solenoid-)Schaltventilen entsprechen, wobei diese jedoch mittels eines pulsweitenmodulierten Stroms (PWM) in der Weise angesteuert werden, dass der Ventilstößel eine Schwimmstellung einnimmt. Auf diese Weise ist eine Druckregelung möglich, sofern die Stromansteuerung hinreichend genau und reproduzierbar durchgeführt wird. Dies ist in der Regel dann ohne größere Probleme möglich, wenn der einzuregelnde Druck über einen Drucksensor in Verbindung mit einer Regelschleife eingeregelt werden kann. Erheblich schwieriger ist es, ein entsprechendes Analogregelverfahren ohne einen Drucksensor im zu regelnden Druckkreis vorzunehmen. In diesem Fall wird häufig auf gespeicherte Ventilkennlinien zurückgegriffen, welche in Verbindung mit an sich bekannten Regelverfahren eine Druckeinstellung im Rad ohne zusätzliche Raddrucksensoren erlauben.
Die vorstehend erwähnte Ventilkennlinie erlaubt also eine Druckeinstellung durch das Ventil nach Maßgabe einer dem Regler als Eingangsgröße vorliegenden Druckanforderung. In diesem Zusammenhang wurde in der DE 103 41 027 A1 das Problem erwähnt, dass der Totraum der Hydraulik, wie zum Beispiel das Luftspiel zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe, zu einer nicht komfortablen Regelung im Längsregelungsbetrieb führen kann. Als Lösung für dieses Problem wird vorgeschlagen, die Kalibrierkennlinie mit einem Offset zu beaufschlagen.
In der elektronischen Bremsentechnik werden heute von verschiedenen Anbietern Bremsenregelsysteme angeboten, welche standardisierte externe Schnittstellen für zusätzliche Regelfunktionen (z. B. Längsregler) anbieten. Diese Schnittstellen sind so ausgelegt, dass Druckanforderungen des externen Reglers an den Bremsdruckregler übertragen werden können. Dabei ist es weit verbreitet, dass bei der Übertragung nur physikalisch sinnvolle positive Druckwerte von größer oder gleich Null übertragen werden können. Auch die interne Verarbeitung lässt nur Druckanforderungswerte von größer als Null zu.
Die Erfindung setzt sich zum Ziel, den Komfort und die Regelungsgenauigkeit bei Betrieb mit einer zusätzlichen Regelungsfunktion, wie zum Beispiel während einer Längsregelung, in einem blockiergeschützten elektronischen Bremsdruckregelvorrichtung mit A/D-Ventil weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Figuren.
Es zeigen
1 eine Prinzipdarstellung der Druckschnittstelle einer Druckregelvorrichtung,
2 ein Diagramm mit dem Spulenstrom für das Trennventil in Abhängigkeit von der Druckanforderung und
3 eine schematische Darstellung einer Bremsvorrichtung für ABS-, ASR-, ESP- und zusätzliche Regelungsvorgänge, wie ACC etc..
In der schematischen Darstellung in 1 ist ein externer ACC-Regler 15 zur Abstandsregelung über eine Druckschnittstelle (symbolisiert durch Leitung 14) mit ABS/ESP-Regler 16 verbunden. Die ACC-Funktion kann alternativ auch innerhalb des Reglers 16 verwirklicht sein, wenn dieser die für ACC notwendigen Sensorsignale über gesonderte Eingänge zur Verfügung gestellt bekommt, so dass diese verfügbar sind. Längsregler 15 gibt über Leitung 14 ein Druckanforderungssignal an Regler 16 weiter. Das darin enthaltene Regelprogramm 21 setzt die Druckanforderung in Ventilansteuerungs signale um, so dass der Druck in den Radbremsaktuatoren 17 bis 20 in geeigneter Weise eingestellt wird. Im ACC-Regelbetrieb erfolgt ein Druckaufbau in der Regel aktiv, das heißt eine Pumpe (Bezugszeichen 1, 1' in 3) fördert Druckmittel gegen der den Einlassventilen zugewandten Seite von Trennventil 2 bzw. 2'. Dabei wird das Trennventil mit einem geeigneten Öffnungsstrom durch einen elektrischen Stromregler (PWM) bestromt. Ein dosiertes Druckbefüllen der Radbremskreis I. und II. kann so erfolgen, wobei Trennventil 2 zur Regelung des Drucks in Kreis I. und Trennventil 2' zur Regelung des Drucks in Kreis II. eingesetzt wird.
Die Kurve 23 in 2 stellt den Zusammenhang zwischen dem Spulenstrom für das Trennventil I und der Druckanforderung P_soll entsprechend der für das betrachtete Ventil gespeicherten individuellen Kalibrierkennlinie (Öffnungsstromkennline des Reglers dar. Die gespeicherte Kalibrierkurve kann zum Beispiel im Werk für das individuelle Drucksteueraggregat mittels eines Prüfstands ermittelt worden sein. Nun kann durch Alterung, Messungenauigkeiten oder veränderten äußeren Bedingungen der tatsächliche Zusammenhang zwischen Druck und Strom an Trennventil 22 anders sein. Kurve 22 beschreibt das Verhalten des realen Regelsystems (Sollvorgabe/Istdruck). Kurve 22 ist gegenüber der gespeicherten Kennlinie in der Regel mehr oder weniger nach oben oder unten verschoben. Betrachtet werden soll hier der Fall, dass die tatsächliche Kurve nach oben verschoben ist. Die besagte Abweichung kann verschiedensten Ursache haben. Letztlich ergeben sich in der gesamten Ansteuerkette von ACC-Regler bis zur Bremsscheibe Ungenauigkeiten und Totzeiten, welche bei der Regelung aus Genauigkeitsgründen einbezogen werden sollten.
In bisherigen ABS-Steuergeräten wurde für die Werte der Druckanforderung P_soll ein Bereich 25 von 0 bis +P_soll zugelassen. Soll während der Regelung ein Bereich mit niedrigen Drücken im Bereich knapp oberhalb von 0 bar eingeregelt werden, kann der Regler die Druckanforderung nur auf 0 bar absenken (Punkt 26 auf Kurve 22). Man befindet sich dann zwar theoretisch auch bei einem Ventilstrom von wenig mehr als 0 A, jedoch ergibt sich auf der tatsächlichen Kurve 22 ein Ventilstrom von +a A. Dieser Strom würde in etwa einem Druck von P_a entsprechen (Punkt 28 auf der theoretischen Kurve 23). Da der Strom I nicht weiter abgesenkt werden kann, ist es nicht möglich, einen Druckbereich von kleiner als P_a einzuregeln (grau unterlegter Bereich 24). Werden nun im Bereich der Druckanforderungsschnittstelle auch negative Werte +P_soll zugelassen, kann auf Kurve 22 auch der Strombereich 30, welcher Stromwerte zwischen 0 und +a A zulässt, eingeregelt werden.
3 dient ergänzend zur Erläuterung des Aufbaus des elektronischen Bremssystems einschließlich der hydraulischen Komponenten. In 3 ist Tandemhauptzylinder 5 mit Hydraulikeinheit 6 (HCU) eines elektronischen Kraftfahrzeugbremssystems verbunden. Elektronikeinheit 7 (ECU) umfasst ein Mikroprozessor/controllersystem, mit dem die im Ventilblock enthaltenen Aktuatoren und Sensoren elektronisch gesteuert bzw. ausgemessen werden können. Hydraulikeinheit 6 umfasst zwei Bremskreise I und II. Ferner umfasst jeder der Bremskreise je zwei Raddruckkreise (A, B bzw. C, D) mit jeweils einem Einlass- 3 bzw. 3' und einem Auslassventil 4 bzw. 4'. Die Elektronik der ECU 7 umfasst einen mehrkanaligen Stromregler, welcher eine unabhängige Regelung der Ströme durch die Spulen der stromlos offenen Trennventile 2, 2' und der stromlos offenen Einlassventile 3, 3 erlaubt. Bezugszeichen 8 bzw. 8' bezeichnen stromlos geschlossene elektronische Umschaltventile. In der zu Hauptzylinder 5 führenden Hydraulikleitung 8 befindet sich ein Eingangsdrucksensor 9. Das dargestellte Bremssystem umfasst in den Raddruckkreisen selbst keine weiteren Drucksensoren. Prinzipiell können dort aber auch zusätzliche Raddrucksensoren angeordnet werden, was jedoch auf Grund der Kosten häufig nicht der Fall ist. Pumpe 1 bzw. 1' ist zum selbstständigen Druckaufbau während einer Längs(ACC)-Regelung und bei Fahrdynamikregelungen (ESP) verwendbar, aber auch bei ASR-Regelungen und der normalen Rückförderung von Druckmittel bei Druckabbauvorgängen. Wenn Pumpe 1 angeschaltet ist, fördert diese Druckvolumen in Richtung von Leitung 13 gegen Trennventil 2 und Einlassventil 3. Bei geöffnetem Einlassventil 3 kann mit Trennventil 2 im Analogbetrieb der Druck in der Radbremse zum Beispiel während der Längsregelung dosiert werden. Dabei ist das elektronische Umschaltventil 8 in der hier beschriebenen Situation vollständig geöffnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10341027 A1 [0002, 0003]

Claims

Bremsdruckregelvorrichtung (16) mit zumindest Blockierschutzregelung und einer Druckschnittstelle (14) für eine oder mehrere zusätzliche Regelungen, insbesondere Fahrzeuglängsregelungen (15), wobei der Regler der Bremsdruckregelvorrichtung Druckanforderungen für mehrere Radbremsaktoren bereitstellt und die Raddrücke für die Radbremsaktoren (17...20) nach Maßgabe der Druckanforderung von einem Regelprogramm des Reglers (21) in einem Sonderregelungsmodus eingeregelt werden, welches zum Regeln unter anderem zusätzliche Druckwerte verarbeitet, die über die Druckschnittstelle dem Regelprogramm zur Verfügung gestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelprogramm neben positiven Druckwerten auch negative Druckwerte bei den zusätzlichen Druckwerten zulässt, welche über die Druckschnittstelle (14) übertragen werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des Bremsdrucks während der Sonderregelung der zusätzlichen Funktionen im wesentlichen mittels eines analogisierten Trennventils (2, 2') erfolgt, das im hydraulischen Pfad zwischen einem Hauptzylinder (5) und den Radkreisen (I., II.) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Spulenstrom für das Trennventil (2, 2') nach Maßgabe einer gespeicherten Trennventil-Kalibrierkurve (zum Beispiel Öffnungsstromkurve) bemisst.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der einen oder mehreren zusätzlichen Regelungen in einem zusätzlichen Regelaggregat, das mit der Bremsregelvorrichtung über eine Datenleitung verbunden ist, ausgeführt wird.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Pumpe (5) für einen aktiven, fahrerunabhängigen Druckaufbau umfasst.