DE102007026447A1 - Method for determining the force acting in an electromechanically assisted servo-hydraulic system - Google Patents

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Ermittlung der in einem elektromechanisch unterstützten Hydrauliksystem wirkenden Kraft wird die Bewegung eines Aktuators sensiert, aus der Aktuatorbewegung mittels der Übersetzungskennlinie eines Getriebes die Stellbewegung eines Hydraulikstellelementes berechnet und aus der Hydraulikstellbewegung die im Servohydrauliksystem wirkende Kraft berechnet.In a method for determining the force acting in an electromechanically assisted hydraulic system, the movement of an actuator is sensed, the actuator movement is calculated by means of the transmission characteristic of a transmission, the adjusting movement of a hydraulic control element and the hydraulic actuating movement calculates the force acting in the servo-hydraulic system.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung der in einem elektromechanisch unterstützten Servohydrauliksystem wirkenden Kraft.The The invention relates to a method for determining the in one electromechanically assisted servohydraulic system acting Force.

Stand der TechnikState of the art

In der DE 100 57 557 A1 wird ein elektromechanischer Bremskraftverstärker beschrieben, der einen hydraulischen Bremsdruckgeber und einen Elektromotor umfasst, wobei der Elektromotor eine gewünschte elektromechanische Verstärkungskraft als Funktion der Bremspedalbetätigung erzeugt, welche über einen Wegsensor und einen Kraftsensor gemessen wird. Dadurch ist es möglich, die am Bremspedal aufgebrachte Fußkraft elektromechanisch zu verstärken. Der Elektromotor ist als Linearschrittmotor ausgeführt, dessen Anker mit einer Druckstange gekoppelt ist, welche vom Fahrer bei der Betätigung des Bremspedals verschoben wird, wobei bei einer Bestromung des Linearschrittmotors der Anker eine translatorische Stellbewegung ausführt, die als unterstützende Bewegung in den hydraulischen Bremsdruckgeber eingespeist wird. Die Kopplung zwischen der vom Fahrer zu betätigenden Kolbenstange und dem Anker des Linearschrittmotors ist als einfache mechanische Verbindung ausgeführt.In the DE 100 57 557 A1 An electromechanical brake booster is described that includes a hydraulic brake pressure generator and an electric motor, wherein the electric motor generates a desired electromechanical boost force as a function of brake pedal actuation, which is measured via a displacement sensor and a force sensor. This makes it possible to electromechanically strengthen the foot force applied to the brake pedal. The electric motor is designed as a linear stepping motor, whose armature is coupled to a push rod, which is displaced by the driver during the operation of the brake pedal, wherein at energization of the linear stepping motor, the armature performs a translatory actuating movement, which is fed as a supporting movement in the hydraulic brake pressure generator. The coupling between the piston to be actuated by the driver and the armature of the linear stepping motor is designed as a simple mechanical connection.

Wesentlich für das Funktionieren des elektromechanischen Bremskraftverstärkers sind die Signale der Weg- und Kraftsensoren, mit denen der zurückgelegte Weg der Kolbenstange bzw. die vom Fahrer ausgeübte Kraft gemessen wird. Die Sensoren werden in einer Steuerelektronik ausgewertet, in der Signale erzeugt werden, über die die Bestromung des Linearschrittmotors gesteuert wird.Essential for the functioning of the electromechanical brake booster are the signals of the displacement and force sensors with which the traversed Way of the piston rod or the force exerted by the driver is measured. The sensors are evaluated in control electronics, in which signals are generated, via which the energization of the Linear stepping motor is controlled.

Üblicherweise sind aus Sicherheitsgründen zwei Sensoren vorgesehen. Hierbei können anstelle eines Kraftsensors und eines Wegsensors auch zwei Kraftsensoren eingesetzt werden.Usually For safety reasons, two sensors are provided. in this connection can instead of a force sensor and a displacement sensor also two force sensors are used.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Maßnahmen und ohne Sicherheitseinbußen die Information über die in einem elektromechanisch unterstützte Servohydrauliksystem wirkende Kraft bereitzustellen.From Based on this prior art, the invention has the object underlying, with simple measures and without loss of security the information about in an electromechanically supported Servohydrauliksystem acting force to provide.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.These Task is according to the invention with the features of claim 1 solved. The subclaims give appropriate training.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Anwendung in einem elektromechanisch unterstützten Servohydrauliksystem, das ein Hydraulikstellelement zur Erzeugung einer Arbeitsbewegung, beispielsweise einen Hydraulikzylinder, einen elektrisch betätigbaren Aktuator zur Unterstützung der Arbeits- bzw. Stellbewegung und ein Getriebe zur Kopplung der Stellbewegung des Aktuators mit der Stellbewegung des Hydraulikstellelements umfasst. Des Weiteren ist ein Lagesensor vorgesehen, über den die Bewegung des Aktuators gemessen wird.The inventive method is suitable for use in an electromechanically assisted servo-hydraulic system, a hydraulic actuator for generating a working movement, for example a hydraulic cylinder, an electrically operated Actuator for supporting the working or adjusting movement and a transmission for coupling the actuating movement of the actuator with the adjusting movement of the hydraulic actuator comprises. Furthermore a position sensor is provided, via which the movement of the Actuator is measured.

Zur Durchführung des Verfahrens wird in einem ersten Verfahrensschritt die Bewegung des Aktuators sensiert, anschließend wird der Stellweg des Hydraulikstellelements aus der Übersetzungskennlinie des Getriebes als Funktion der gemessenen Aktuatorbewegung ermittelt und schließlich wird die im Hydrauliksystem wirkende Kraft aus der Kraft-Weg-Kennlinie des Hydraulikstellelements in Abhängigkeit des ermittelten Stellwegs festgestellt. Auf diese Weise ist es möglich, Kenntnis von der im Servohydrauliksystem wirkenden Kraft allein durch die Messung der Aktuatorbewegung zu erlangen. Hierfür ist grundsätzlich nur ein Lagesensor zur Messung der Aktuatorstellbewegung des elektrisch betätigten Aktuators erforderlich, Kraftsensoren werden dagegen nicht zwingend vorausgesetzt. Dadurch können elektromechanische betätigte, hydraulische Servosysteme, welche normalerweise aus Sicherheitsgründen redundant mit zwei Kraftsensoren ausgestattet sind, erfindungsgemäß ohne Sicherheitseinbußen entweder ohne Kraftsensor oder nur mit einem Kraftsensor ausgerüstet werden. Man erzielt hierdurch zum einen eine Kosteneinsparung, zum andern besteht die Möglichkeit, ausschließlich ortsfeste Sensoren einsetzen zu können.to Implementation of the method is in a first step the movement of the actuator senses, then becomes the travel of the hydraulic actuator from the translation curve of the transmission determined as a function of the measured actuator movement and finally, the force acting in the hydraulic system from the force-displacement characteristic of the hydraulic control element in dependence determined the determined travel. In this way it is possible Knowledge of the force acting in the servo-hydraulic system alone to obtain by measuring the actuator movement. Therefor is basically only a position sensor for measuring the Aktuatorstellbewegung the electrically actuated actuator required, force sensors are not necessarily required. Thereby can electromechanical actuated hydraulic servo systems, which are usually redundant for security reasons two force sensors are equipped according to the invention without Security losses either without force sensor or only be equipped with a force sensor. This achieves this on the one hand a cost saving, on the other hand it is possible Only stationary sensors can be used.

Bei der im Servohydrauliksystem wirkenden Kraft, die aus der Messung der elektrischen Aktuatorbewegung ermittelt wird, handelt es sich insbesondere um die Gesamtkraft im System, die sich additiv aus der Servokraft des Hydraulikstellelements und einer von außen aufgebrachten Betätigungskraft zusammensetzt, bei der es sich vorzugsweise um die Betätigungskraft einer Bedienperson handelt. Bei einem bevorzugten Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Servohydraulik-Bremssystem eines Fahrzeugs ist die Betätigungskraft identisch mit der vom Fahrer erzeugten und über das Bremspedal aufgebrachten Fahrerbremskraft.at the force acting in the servo hydraulic system resulting from the measurement the electric actuator movement is determined, it is In particular, the total power in the system, which is additive from the Servo force of the hydraulic actuator and one from the outside composed applied actuation force at which it preferably the operating force of an operator is. In a preferred use of the invention Procedure in a servo-hydraulic braking system of a vehicle is the operating force identical to that generated by the driver and applied via the brake pedal driver braking force.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird zusätzlich die Stromaufnahme des elektrisch betätigbaren Aktuators gemessen, woraufhin aus der Motorkennlinie des elektrischen Aktuators das Motormoment als Funktion des gemessenen Stromes ermittelt wird und anschließend in Kenntnis dieses Motormomentes die im Servohydrauliksystem wirkende Kraft aus der Moment-Kraft-Kennlinie des Getriebes bestimmt wird. Bei dieser Kraft handelt es sich insbesondere um die Servokraft des Hydraulikstellelements, so dass in Zusammenschau mit der ermittelten Gesamtkraft, welche aus der Aktuatorbewegung abgeleitet wird, die von dem Fahrer bzw. der Bedienperson aufgebrachte Betätigungskraft als Differenz von Gesamtkraft und Servokraft ermittelt werden kann. Damit liegen alle Informationen im Servohydrauliksystem vor, die für eine Steuerung bzw. Regelung der elektromechanischen Komponente und/oder der hydraulischen Komponente oder auch sonstiger Komponenten in einem Fahrzeug erforderlich sind.According to a further advantageous embodiment, the current consumption of the electrically actuated actuator is additionally measured, whereupon from the motor characteristic of the electric actuator, the engine torque is determined as a function of the measured current and then in knowledge of this engine torque acting in the servo hydraulic system force from the torque-power curve of Gear is determined. In particular, this force is the servo force of the hydraulic control element, so that in conjunction with the determined total force, which from the Aktuatorbewe derived, which can be determined by the driver or the operator applied operating force as a difference of total force and servo force. This provides all the information in the servo-hydraulic system which is required for controlling or regulating the electromechanical component and / or the hydraulic component or also other components in a vehicle.

Als elektrisch betätigbarer Aktuator wird beispielsweise ein Elektromotor verwendet, der einen rotierenden Anker in einem Stator aufweist, wobei die Ankerdrehbewegung über das Getriebe mit dem Hydraulikstellelement gekoppelt ist. Über den Lagesensor wird in diesem Fall die Winkellage des Ankers ermittelt, die als Aktuatorbewegung in die Berechnung der im System wirkenden Gesamtkraft einfließt. Alternativ zu einem Elektromotor mit rotierendem Anker kann auch ein Linearschrittmotor eingesetzt werden, dessen Anker eine lineare bzw. translatorische Stellbewegung ausübt. Grundsätzlich sind allgemein elektromagnetische Aktuatoren einsetzbar, die elektrisch betätigbar sind und einen verstellbaren Anker aufweisen, dessen Stellbewegung von der Stromaufnahme abhängig ist. Die Kopplung mit dem Hydraulikstellelement erfolgt in jedem Fall über das Getriebe, das die Aktuatorbewegung in die Stellbewegung des Hydraulikstellelements umsetzt.When electrically actuated actuator is, for example, a Electric motor uses a rotating armature in a stator wherein the armature rotational movement over the transmission is coupled to the hydraulic actuator. About the position sensor In this case, the angular position of the armature is determined as Actuator movement in the calculation of the total force acting in the system flows. Alternative to an electric motor with rotating Anchor can also be used a linear stepping motor whose Anchor exercises a linear or translational adjusting movement. Basically, generally electromagnetic actuators can be used, which are electrically operated and an adjustable Anchor, the adjusting movement of which depends on the current consumption is. The coupling with the hydraulic actuator takes place in each Fall over the gearbox, which is the actuator movement in the Actuating movement of the hydraulic actuator implemented.

Für den Fall, dass ein Elektromotor als elektrisch betätigbarer Aktuator eingesetzt wird, kann dieser beispielhaft als elektronisch kommutierter Motor ausgebildet sein, der mit einem Lagesensor ausgestattet ist, welcher insbesondere in den Elektromotor integriert ist. Es handelt sich hierbei um einen bürstenlosen Motor, der meistens mit einem derartigen Sensor ausgestattet ist, welcher vorteilhaft für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden kann.For the case that an electric motor as electrically actuated Actuator is used, this can be exemplified as electronic Commutated motor may be formed, which is equipped with a position sensor is, which is integrated in particular in the electric motor. It This is a brushless motor, mostly equipped with such a sensor, which is advantageous used for the inventive method can be.

Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, insbesondere zur Verbesserung der Güte im Hinblick auf die Ermittlung der im Servohydrauliksystem wirkenden Kraft, auch die Temperatur des Hydrauliksystems zu berücksichtigen und insbesondere in mindestens eine der Kennlinien einfließen zu lassen, vorzugsweise in die Kennlinie des Hydraulikstellelements. Die Temperatur kann hierbei entweder im laufenden Betrieb ermittelt werden, was den Vorteil hat, dass eine laufende Anpassung der Kennlinie an die aktuell herrschende Temperatur möglich ist. Darüber hinaus ist es aber auch denkbar, die Temperatur lediglich einmal vorab, also vor dem Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens, zu ermitteln und der Auswahl mindestens einer Kennlinie zugrunde zu legen. Des Weiteren kann die Temperatur durch einen Algorithmus auch geschätzt und der Auswahl mindestens einer Kennlinie zugrunde gelegt werden. Zusätzlich oder alternativ zu den Kennlinien des Hydraulikstellelements können auch die weiteren Kennlinien des Getriebes oder des elektrisch betätigbaren Aktuators temperaturabhängig ausgestaltet sein. Die Temperaturabhängigkeit wird beispielhaft dadurch realisiert, dass verschiedene Kennlinien abgespeichert sind, die jeweils unterschiedlichen Temperaturbereichen zugeordnet sind. Möglich ist aber eine funktionale Temperaturabhängigkeit.Of Further, it may be appropriate, in particular to improve the quality of the investigation the force acting in the servo-hydraulic system, including the temperature of the hydraulic system and in particular to be included in at least one of the characteristic curves preferably in the characteristic of the hydraulic control element. The temperature can be determined either during operation, which has the advantage that a continuous adjustment of the characteristic to the current prevailing temperature is possible. Furthermore but it is also conceivable, the temperature only once in advance, ie before the start of the process according to the invention, and to select at least one characteristic to lay. Furthermore, the temperature can be determined by an algorithm also appreciated and the selection of at least one characteristic be based on. Additionally or alternatively to the Characteristics of the hydraulic control element can also the other Characteristics of the transmission or the electrically actuated actuator be designed temperature-dependent. The temperature dependence is exemplified by the fact that different characteristics are stored, each with different temperature ranges assigned. But it is possible a functional temperature dependence.

Zur Durchführung des Verfahrens ist ein Regel- bzw. Steuergerät vorgesehen, welches in bzw. für ein Servohydrauliksystem mit einem Hydraulikstellelement, einem elektrisch betätigbaren Aktuator und einem Getriebe zwischen Aktuator und Hydraulikstellelement ausgestattet ist. In dem Regel- bzw. Steuergerät sind zweckmäßigerweise zum einen die Kennlinien der verschiedenen Komponenten abgespeichert, zum andern werden in dem Regel- bzw. Steuergerät Stellsignale in Abhängigkeit gemessener Eingangsgrößen für die verschiedenen, aktiv einstellbaren Komponenten im System erzeugt.to Implementation of the method is a control or control device provided, which in or for a servo-hydraulic system with a hydraulic actuator, an electrically operated Actuator and a transmission between actuator and hydraulic actuator Is provided. In the control or control device are expediently on the one hand the characteristics of the various components are stored, on the other hand in the control unit or control signals depending on measured input variables for the different, actively adjustable components generated in the system.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, in der ein Blockschaltbild mit einem Servohydrauliksystem dargestellt ist, das insbesondere in Bremssystemen von Kraftfahrzeugen eingesetzt wird.Further Advantages and expedient designs are the other claims, the description of the figures and of the drawing, in which a block diagram with a servo-hydraulic system is shown, in particular in brake systems of motor vehicles is used.

Das in der Figur dargestellte Servohydrauliksystem 1 umfasst verschiedene Blöcke bzw. Baueinheiten, die mit einander verbunden sind und Wechselwirken. Im Folgenden wird das Servohydrauliksystem 1 als Bremssystem beschrieben, auch wenn grundsätzlich alternative Anwendungen des Servohydrauliksystems in Betracht kommen.The servo hydraulic system shown in the figure 1 includes various blocks that are interconnected and interact. The following is the servo hydraulic system 1 described as a braking system, even if in principle alternative applications of the servo-hydraulic system come into consideration.

In einem Block 2 ist eine Schnittstelle zwischen dem Servohydrauliksystem 1 und einer Bedienperson, insbesondere einem Fahrer symbolisiert, es handelt sich bei dem Block 2 um ein so genannten Human-Machine-Interface HMI. In dem Interface 2 übt der Fahrer auf das Bremspedal eine Betätigungskraft FB aus, außerdem wird eine Druck- bzw. Kolbenstange, die mit dem Bremspedal zusammenhängt, um den Stellweg s verstellt. Diese Eingangsgrößen gehen in den nächsten Block 3 ein, der das als Hydraulikzylinder ausgebildete Hydraulikstellelement enthält. In Abhängigkeit der Höhe der Betätigungskraft FB und des Stellwegs s werden im Hydraulikzylinder 3 ein Hydraulikdruck p bzw. ein Hydraulikvolumenstrom V erzeugt, die auf die Bremseinheit einwirken.In a block 2 is an interface between the servo-hydraulic system 1 and an operator, especially a driver symbolizes, it is at the block 2 around a so-called human machine interface HMI. In the interface 2 the driver exerts on the brake pedal an operating force F B , also a pressure or piston rod, which is related to the brake pedal, adjusted by the travel s. These input variables go to the next block 3 a, which contains the hydraulic actuator designed as a hydraulic cylinder. Depending on the amount of operating force F B and the travel s are in the hydraulic cylinder 3 generates a hydraulic pressure p or a hydraulic volume flow V, which act on the brake unit.

Als Bremskraftunterstützung ist ein elektrisch betätigbarer Aktuator vorgesehen, der als Elektromotor 5 ausgebildet ist und dessen Rotor über ein Getriebe 7 mit dem Hydraulikzylinder 3 gekoppelt ist. Bei Betätigung des Elektromotors 5 wird eine unterstützende Servokraft FServo erzeugt, die als Eingangsgröße dem Hydraulikzylinder 3 zugeführt wird, in dem sich die Servokraft FServo additiv mit der vom Fahrer über das Bremspedal aufgebrachten Betätigungskraft FB zu einer Gesamtkraft FG zusammensetzt. Im Elektromotor 5 übt der Rotor bzw. Anker eine Drehbewegung mit dem Drehwinkel α aus, mit der Drehbewegung geht ein Motormoment M einher, wobei die Drehbewegung mit dem Drehwinkel α über das Getriebe 7 in eine axiale Stellbewegung mit dem Stellweg s übertragen wird, die auf den Hydraulikzylinder 3 unterstützend wirkt.As a brake assist an electrically actuated actuator is provided which as an electric motor 5 is formed and its rotor via a transmission 7 with the hydraulic cylinder 3 is coupled. Upon actuation of the electric motor 5 is generated a supporting servo force F servo , which is the input to the hydraulic cylinder 3 is fed in the the servo force F servo additively composed with the applied by the driver via the brake pedal operating force F B to a total force F G. In the electric motor 5 the rotor or armature exerts a rotational movement with the rotational angle α, with the rotational movement is accompanied by an engine torque M, wherein the rotational movement with the rotational angle α via the transmission 7 is transmitted in an axial adjusting movement with the travel s, which is on the hydraulic cylinder 3 supports.

Als Sensoren sind dem Elektromotor 5 ein Stromsensor 4 zur Messung der Stromaufnahme I sowie ein Motorlagesensor 6 zur Messung der aktuellen Drehwinkellage α zugeordnet. Des Weiteren ist ein symbolisch eingetragenes Regel- bzw. Steuergerät 8 vorgesehen, welches mit den verschiedenen Komponenten des Servohydrauliksystems kommuniziert und in dem aus den Sensorsignalen der Sensoren 4 und 6 sowie in Abhängigkeit von hinterlegten Kennlinien Stellsignale erzeugt werden, die zur Einstellung der verschiedenen, aktiv beaufschlagbaren Komponenten im System dienen.As sensors are the electric motor 5 a current sensor 4 for measuring the current consumption I and a motor position sensor 6 assigned to the measurement of the current angular position α. Furthermore, a symbolically registered control unit 8th provided, which communicates with the various components of the servo-hydraulic system and in the sensor signals from the sensors 4 and 6 As well as depending on stored characteristics control signals are generated, which serve to set the different, actively acted upon components in the system.

In dem Regel- bzw. Steuergerät 8 kann unter anderem die Betätigungskraft FB ermittelt werden, ohne dass hierfür ein Kraftsensor im Servohydrauliksystem erforderlich ist. Hierzu werden in einem ersten Schritt zunächst über die Sensoren 4 und 6 der aufgenommene Strom I des Elektromotors 5 sowie die daraus resultierende Änderung der Drehwinkellage α des Rotors des Elektromotors gemessen. Die sensierten Daten werden dem Regel- bzw. Steuergerät 8 zugeführt und dort mithilfe hinterlegter Kennlinien verarbeitet. Es sind insgesamt mehrere Kennlinien 9, 10, 11 vorgesehen, die dem Elektromotor 5, dem Getriebe 7 und dem Hydraulikzylinder 3 zugeordnet sind.In the control unit 8th Among other things, the actuating force F B can be determined without the need for a force sensor in the servo-hydraulic system is required. For this purpose, in a first step, first via the sensors 4 and 6 the absorbed current I of the electric motor 5 and the resulting change in the angular position α of the rotor of the electric motor measured. The sensed data becomes the control or control device 8th fed and processed there using stored characteristics. There are a total of several characteristics 9 . 10 . 11 provided to the electric motor 5 , the transmission 7 and the hydraulic cylinder 3 assigned.

Der im Stromsensor 4 gemessene Strom I des Elektromotors 5 wird der Motorkennlinie 9 im Regel- bzw. Steuergerät 8 zugeführt, wobei aus der Motorkennlinie 9 das Motormoment M ermittelt wird. Die im Motorlagesensor 6 sensierte Drehwinkellage α wird der Übertragungskennlinie 10 des Getriebes 7 zugeführt, in der die Stellbewegung s, welche am Ausgang des Getriebes 7 anliegt und die die lineare Umsetzung der Rotorbewegung des Elektromotors darstellt, in Abhängigkeit von der Rotorbewegung α, also der Aktuatorbewegung ermittelt wird. Neben dieser Getriebekennlinie enthält der Block 10 noch eine zweite, dem Getriebe 7 zugeordnete Kennlinie, bei der es sich um die Moment-Kraft- Kennlinie des Getriebes handelt. Die Moment-Kraft-Kennlinie bezeichnet den Zusammenhang zwischen dem Motormoment M und der Unterstützungskraft FServo; da das Motormoment M bereits aus der Motorkennlinie 9 ermittelt worden ist, kann aus der Moment-Kraft-Kennlinie die Servokraft FServo bestimmt werden.The in the current sensor 4 measured current I of the electric motor 5 becomes the motor characteristic 9 in the control unit 8th fed, where from the motor characteristic 9 the engine torque M is determined. The in the motor position sensor 6 sensed angular position α becomes the transfer characteristic 10 of the transmission 7 fed, in which the adjusting movement s, which at the output of the transmission 7 is applied and which represents the linear implementation of the rotor movement of the electric motor, in dependence on the rotor movement α, ie the actuator movement is determined. In addition to this gearbox characteristic, the block contains 10 another, the transmission 7 assigned characteristic, which is the moment-force characteristic of the transmission. The torque-force characteristic indicates the relationship between the engine torque M and the assisting force F Servo ; since the engine torque M already from the motor characteristic 9 has been determined, the servo force F servo can be determined from the torque-force characteristic.

Der Stellweg s fließt anschließend in die Kraft-Weg-Kennlinie des Hydraulikzylinders 3 ein, das den Zusammenhang zwischen der Gesamtkraft FG im Hydrauliksystem und dem Stellweg s bezeichnet. Da der Stellweg s vorab ermittelt worden ist, liegt nunmehr auch die Gesamtkraft FG fest. Damit ist es auch möglich, aus der Differenz von Gesamtkraft FG und unterstützender Servokraft FServo die Betätigungskraft FB rechnerisch zu ermitteln, mit der der Fahrer das Bremspedal beaufschlagt.The travel s then flows into the force-displacement curve of the hydraulic cylinder 3 a, which denotes the relationship between the total force F G in the hydraulic system and the travel s. Since the travel s has been determined in advance, now the total force F G is fixed. Thus, it is also possible to calculate the operating force F B from the difference between the total force F G and the assisting servo force F Servo , with which the driver applies the brake pedal.

Die Kennlinie 11 des Hydraulikzylinders 3 kann temperaturabhängig eingestellt werden. Je nach Temperatur im Servohydrauliksystem werden verschiedene Kennlinienverläufe für den Hydraulikzylinder ausgewählt bzw. bestimmt. Die Temperatur kann entweder vorab, also vor Beginn des Verfahrens bestimmt werden oder, gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung, im laufenden Betrieb, wobei in diesem Fall zweckmäßig eine fortlaufende Aktualisierung stattfindet.The characteristic 11 of the hydraulic cylinder 3 can be set temperature dependent. Depending on the temperature in the servo-hydraulic system, different characteristic curves for the hydraulic cylinder are selected or determined. The temperature can either be determined in advance, ie before the start of the process or, according to another preferred embodiment, during operation, in which case expediently a continuous updating takes place.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 10057557 A1 [0002] DE 10057557 A1 [0002]

Claims (13)

Verfahren zur Ermittlung der in einem elektromechanisch unterstützten Servohydrauliksystem wirkenden Kraft (FG), wobei das Servohydrauliksystem (1) ein Hydraulikstellelement (3) zur Erzeugung einer Stellbewegung (s), einen elektrisch betätigbaren Aktuator (5) zur Unterstützung der Stellbewegung (s) und ein Getriebe (7) zur Kopplung der Bewegung (α) des Aktuators (5) mit der Stellbewegung (s) des Hydraulikstellelements (3) sowie einen Lagesensor (6) zur Sensierung der Aktuatorbewegung (α) aufweist, mit den folgenden Verfahrensschritten: – Sensierung der Aktuatorbewegung (α), – Ermittlung der Stellbewegung (s) aus der Übersetzungskennlinie (10) des Getriebes (7) als Funktion der Aktuatorbewegung (α), – Ermittlung der im Servohydrauliksystem (1) wirkenden Kraft (FG) aus der Kraft-Weg-Kennlinie (11) des Hydraulikstellelements (3) als Funktion der Stellbewegung (s).Method for determining the force (F G ) acting in an electromechanically assisted servo-hydraulic system, wherein the servo-hydraulic system ( 1 ) a hydraulic actuator ( 3 ) for generating an actuating movement (s), an electrically actuatable actuator ( 5 ) in support of the actuating movement (s) and a transmission ( 7 ) for coupling the movement (α) of the actuator ( 5 ) with the adjusting movement (s) of the hydraulic actuator ( 3 ) as well as a position sensor ( 6 ) for sensing the actuator movement (α), comprising the following method steps: - sensing the actuator movement (α), - determining the positioning movement (s) from the translation characteristic ( 10 ) of the transmission ( 7 ) as a function of the actuator movement (α), - determination of the in the servo hydraulic system ( 1 ) acting force (F G ) from the force-displacement characteristic ( 11 ) of the hydraulic actuator ( 3 ) as a function of the adjusting movement (s). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Servohydrauliksystem (1) wirkende Kraft die Gesamtkraft (FG) ist, die sich additiv aus der Servokraft (FServo) und einer in das Servohydrauliksystem von außen aufgebrachten Betätigungskraft (FB) zusammensetzt.Method according to claim 1, characterized in that in the servo-hydraulic system ( 1 ) force is the total force (F G ), which is composed of the servo-force (F servo ) and an externally applied to the servo-hydraulic system actuating force (F B ). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – über einen Stromsensor (4) die Stromaufnahme (I) des elektrisch betätigbaren Aktuators (5) gemessen wird, – das Motormoment (M) aus der Motorkennlinie (9) des Aktuators (5) als Funktion des gemessenen Stroms (I) ermittelt wird, – aus dem Motormoment (M) die im Servohydrauliksystem (1) wirkende Kraft (FServo) aus der Moment-Kraft-Kennlinie (10) des Getriebes (7) bestimmt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that - via a current sensor ( 4 ) the current consumption (I) of the electrically actuatable actuator ( 5 ), - the motor torque (M) from the motor characteristic ( 9 ) of the actuator ( 5 ) is determined as a function of the measured current (I), - from the motor torque (M) in the servo-hydraulic system ( 1 ) acting force (F servo ) from the torque-force characteristic ( 10 ) of the transmission ( 7 ) is determined. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die im Servohydrauliksystem (1) wirkende Kraft die Servokraft (FServo) des Aktuators (5) ist.Method according to claim 3, characterized in that in the servo-hydraulic system ( 1 ) acting force the servo force (F servo ) of the actuator ( 5 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrisch betätigbarer Aktuator ein Elektromotor (5) verwendet wird, wobei über den Lagesensor (6) die Winkellage (α) des Ankers des Elektromotors (5) ermittelt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that as electrically actuable actuator, an electric motor ( 5 ) is used, wherein the position sensor ( 6 ) the angular position (α) of the armature of the electric motor ( 5 ) is determined. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Elektromotor (5) ein elektronisch kommutierter Motor verwendet wird, der mit einem Lagesensor (6) ausgestattet ist.Method according to claim 5, characterized in that as electric motor ( 5 ) an electronically commutated motor is used, which with a position sensor ( 6 ) Is provided. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Servohydrauliksystems (1) ermittelt und mindestens eine Kennlinie (11) als Funktion der Temperatur eingestellt bzw. ausgewählt wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the temperature of the servo-hydraulic system ( 1 ) and at least one characteristic ( 11 ) is set or selected as a function of the temperature. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft-Weg-Kennlinie (11) des Hydraulikstellelements (3) temperaturabhängig eingestellt wird.Method according to claim 7, characterized in that the force-displacement characteristic ( 11 ) of the hydraulic actuator ( 3 ) is set temperature-dependent. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im laufenden Betrieb ermittelt wird.Method according to claim 7 or 8, characterized that the temperature is determined during operation. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur vorab ermittelt wird.Method according to claim 7 or 8, characterized that the temperature is determined in advance. Servohydrauliksystem zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10.Servohydrauliksystem for carrying out the method according to one of claims 1 to 10. Regel- bzw. Steuergerät für ein Servohydrauliksystem nach Anspruch 11, wobei in dem Regel- bzw. Steuergerät (8) die Übersetzungskennlinie (10) des Getriebes und die Kraft-Weg-Kennlinie (11) des Hydraulikstellelements (3) abgelegt ist.A servo-hydraulic system control unit according to claim 11, wherein in the control unit ( 8th ) the translation characteristic ( 10 ) of the transmission and the force-displacement characteristic ( 11 ) of the hydraulic actuator ( 3 ) is stored. Regel- bzw. Steuergerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Regel- bzw. Steuergerät (8) die Motorkennlinie (9) des elektrisch betätigbaren Aktuators (3) und die Moment-Kraft-Kennlinie (10) des Getriebes (7) abgelegt ist.Control or control device according to claim 12, characterized in that in the control or control device ( 8th ) the motor characteristic ( 9 ) of the electrically actuatable actuator ( 3 ) and the torque-force characteristic ( 10 ) of the transmission ( 7 ) is stored.
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