DE102009024996A1 - Method for determining correction value for controlling analog valves in motor vehicle brake system, involves forming correction value based on comparison of actual and target parameters for correcting signals to correct valve opening flow - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betriff ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.The Invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
Kraftfahrzeugbremsensteuergeräte mit zum Teil analog bzw. analogisiert angesteuerten Solenoid-Hydraulikventilen (nachfolgend Analogventile genannt) sind an sich bekannt. Die Erfindung bezieht sich auf solche Kraftfahrzeugbremsensteuergeräte mit Analogventilen, die den Radbremsdruck individuell ohne Drucksensoren im Bereich der Radbremszylinder regeln sollen. Entsprechende Kraftfahrzeugbremssysteme werden in der Regel mit lediglich einem Vordrucksensor konzipiert mit dem Ziel, über Druckmodelle den Druck in den Radbremszylindern über andere, der Bremsenssteuerungselektronik zugänglicher Daten, wie Ventilöffnungszeiten, Radgeschwindigkeiten etc. zu ermitteln.Automotive brake control units with partially analog or analogized driven solenoid hydraulic valves (hereinafter called analog valves) are known per se. The invention refers to such motor vehicle brake control devices Analog valves that adjust the wheel brake pressure individually without pressure sensors to regulate in the wheel brake cylinder. Corresponding motor vehicle brake systems are usually designed with just one form sensor with the aim of using pressure models over the pressure in the wheel brake cylinders other data accessible to the brake control electronics, such as valve opening times, wheel speeds, etc. too determine.
In solchen Bremsdruckregelungssystemen ohne Raddrucksensoren werden auch bereits die Einlassventile eines ABS/ESP-Brems- bzw. Raddruckregelungssystems analog bzw. analogisiert betrieben. Auf Grund der fehlenden Raddrucksensoren steht kein direktes Raddruckmesssignal zur Verfügung. Für die Individual-Bremsdruckregelung ist es an sich bekannt, den Raddruck über Druckmodelle für jedes Rad in Echtzeit im Regler des Bremsensteuergeräts zu berechnen. Das Druckmodell stellt so innerhalb bestimmter Genauigkeitsgrenzen eine theoretische Druckistgröße zur Verfügung.In such brake pressure control systems without Raddrucksensoren be even the intake valves of an ABS / ESP brake or Raddruckregelungssystems operated analog or analog. Due to the lack of wheel pressure sensors is no direct Raddruckmesssignal available. For the individual brake pressure control is known per se, the wheel pressure over Pressure models for each wheel in real time in the controller of the brake control unit to calculate. The print model thus places within certain limits of accuracy a theoretical print size available.
In den oben beschriebenen Bremssystemen oder genauer gesagt, in den darin verwendeten Druckmodellen bzw. dem Druckmodell, besteht generell das Ziel, eine möglichst genaue Druckregelung von analogisierten Einlassventilen in einem Radbremsdruckregelungssystem auch ohne Raddrucksensoren zu ermöglichen und insbesondere die Genauigkeit der Regelung und damit die Zuverlässigkeit bekannter Raddruckmodelle für analogisierte Druckventile weiter zu verbessern.In the braking systems described above or more specifically, in the used in printing models or the printing model, there is generally the goal of the most accurate pressure control of analogized Inlet valves in a wheel brake pressure control system without Allow wheel pressure sensors and in particular the accuracy the regulation and thus the reliability of known wheel pressure models for analogized pressure valves to further improve.
Der Bedarf an einer verbesserten Druckregelung analog betriebener Einlassventile in einem Kraftfahrzeugbremssystem besteht besonders dann, wenn der tatsächliche Fahrervordruck oberhalb des üblicherweise vorhandenen Vordrucksensor erfassbaren Bereichs liegt, da in diesem Fall die Druckdifferenz über dem Einlassventil, die ohnehin nur geschätzt werden kann, eine zusätzliche Unbekannte enthält.Of the Need for improved pressure control of analog operated intake valves in a motor vehicle brake system is especially when the actual driver pressure above the usual existing pre-pressure sensor detectable range is because in this Fall the pressure difference across the inlet valve, anyway can only be estimated to contain an additional unknown.
Im
Zusammenhang mit der Ansteuerung von analogisierten Bremsdruckregelventilen
ist es an sich bekannt, eine adaptive Ventilregelung durchzuführen,
die das Raddrehverhalten zur Bemessung der Ventilansteuerung miteinbezieht.
Ein derartiges Verfahren geht aus der
Das an sich bekannte Druckmodell geht von der vereinfachenden Annahme eines konstante Blockierdruckniveaus aus. Bei dieser Annahme wird der innerhalb des Druckmodells aufgebaute Druck mit dem zuvor (über digitale Pulse) abgebauten Modelldruck verglichen, um die Bemessung des Ventilstroms bei einer Abweichung ggf. zu korrigieren. Auf diese Weise lässt sich ein Korrekturwert ermitteln, mit dem zukünftige Ventilansteuerungen auf Basis des Adaptivmodels genauer erfolgen können.The known pressure model is based on the simplistic assumption of a constant blocking pressure level. With this assumption becomes the pressure built up within the print model with the previously (via digital pulses) degraded model pressure compared to the sizing If necessary, correct the valve current in the event of a deviation. To this In this way, a correction value can be determined with which future values can be determined Valve controls based on the adaptive model more accurate can.
Der Druckaufbau und Druckabbau erfolgt bei Bremsenregelungsverfahren sehr häufig gepulst. Da das an sich bekannte Druckmodell Blockierdruckänderungen nicht berücksichtigt, können kleinere Druckabweichungen zwischen Druckaufbau und vorherigem Druckabbau nicht berücksichtigt werden, wodurch das Modell den Modelldruck besonders in der Adaptionsphase nicht schnell genug an den Istdruck heranführt. Bei Abweichungen zwischen Modelldruck und Istdruck arbeitet dann jedoch eine Radregelung wie z. B. ABS nicht optimal.Of the Pressure build-up and pressure reduction occurs in brake control procedures pulsed very often. As the known pressure model Blocking pressure changes not taken into account, can lower pressure deviations between pressure build-up and previous pressure reduction are not taken into account, which the model does not model printing, especially in the adaptation phase fast enough to the actual pressure. In case of deviations between model pressure and actual pressure but then works a wheel control such as B. ABS not optimal.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren anzugeben, eine Bremsdruckregelung zu verbessern und insbesondere die Zeit bis zum Heranführen von Modelldruck zu Istdruck (Adaptionsphase) in einer Blockierschutzregelung zu verkürzen.The The object of the present invention is now a method to improve a brake pressure control and in particular the time to bring model pressure to actual pressure (Adaptation phase) in an anti-lock control system.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.These The object is achieved by the method according to claim 1 solved.
Die
Erfindung berücksichtigt den Gedanken, dass die Radbeschleunigung
eines Rades bestimmt wird durch dessen Massenträgheit und
der Summe aller auf das Rad wirkenden Bremsmomente:
Demnach beschränken sich die Radmomente Mi, wenn eine ausreichende Entkopplung angenommen wird, im wesentlichen auf das aus dem Bremsdruck resultierende verzögernde Bremsmoment –MBr sowie das aus der Reifenlängskraft resultierende beschleunigend wirkende Abstützungsmoment FLängs. Eine starke Radverzögerung tritt dann auf, wenn das Bremsmoment das Abstützungsmoment übersteigt.Accordingly, if sufficient decoupling is assumed, the wheel torques M i are essentially limited to the decelerating braking torque -M Br resulting from the brake pressure and the acceleration-resultant supporting torque F LF resulting from the tire longitudinal force . A strong wheel deceleration occurs when the brake torque exceeds the support torque.
Erfindungsgemäß wird die Radverzögerung in Relation zu einer aufgebrachten Bremsmomentänderung gesetzt. Gemäß dem Verfahren der Erfindung wird also eine vergleichende Betrachtung durchgeführt, bei der die nach einer Druckeinsteuerung auftretende Raddynamik mit der gemäß dem Druckmodell aufgebrachten Bremsmomentänderung verglichen wird. Der Vergleich kann dabei quantitativ oder nur qualitativ erfolgen. Im einfachsten Fall wird bei dem Vergleich lediglich geprüft, ob das Radverhalten plausibel ist.According to the invention, the wheel deceleration is set in relation to an applied brake torque change. According to the method of the invention, therefore, a comparative consideration is carried out leads, in which the occurring after a pressure control wheel dynamics is compared with the applied according to the pressure model braking torque change. The comparison can be quantitative or only qualitative. In the simplest case, the comparison merely checks whether the wheel behavior is plausible.
Die Erfindung gibt drei bevorzugte Verfahrensvarianten zur Ermittlung von Korrekturwerten an, die sich hinsichtlich der möglichen Genauigkeit voneinander in Abhängigkeit vom Fahrzustand und den Fahrbahnbedingungen voneinander unterscheiden. Je nach den momentanen Fahr- und Fahrzustandsbedingungen kann eines der Verfahren gegenüber dem anderen Verfahren Vorteile hinsichtlich der Genauigkeit der Fehlerkorrektur haben.
- a) Betrachtung der auf eine inkrementale Bremsmomentänderung folgenden Radverzögerungsänderung (Radbeschleunigungsänderung, siehe Ansprüche 2 und 3).
- b) Betrachtung der seit Beginn einer Druckaufbauphase aufgebrachten Bremsmomentänderung und der unmittelbar nach dieser Phase, insbesondere während der darauffolgenden Druckabbauphase, beobachteten Radverzögerungsänderung (siehe Ansprüche 4 und 5).
- c) Betrachtung des absoluten Modelldrucks und Vergleich mit der Radverzögerungsänderung (siehe Anspruch 6).
- a) Consider the following on an incremental braking torque change wheel deceleration change (Radbeschleunigungsänderung, see claims 2 and 3).
- b) Considering the brake torque change applied since the beginning of a pressure build-up phase and the wheel deceleration change observed immediately after this phase, in particular during the subsequent pressure reduction phase (see claims 4 and 5).
- c) Consideration of the absolute model pressure and comparison with the Radverzögerungsänderung (see claim 6).
Bei
Verfahren a) wird als Soll-Kenngröße eine inkrementale
Bremsmomentänderung oder ein Druckaufbaupuls herangezogen.
Der Vergleich mit der Ist-Kenngröße erfolgt auf
Basis der direkt auf diese Momentänderung oder den Puls
folgenden Radverzögerungsänderung. Danach wird
zumindest geprüft, ob das Ergebnis plausibel ist. Verfahren
a) ermöglicht unter konstanten Umgebungsbedingungen (keine
Längskraftänderung) im Vergleich zu den Verfahren
b) und c) den genauesten Vergleich zwischen erwarteter Momentänderung
und tatsächlicher Momentänderung, ist jedoch empfindlich
gegenüber äußeren Störungen,
worunter sowohl Reibwertänderungen als auch eine mit zunehmendem
Schlupf abnehmende Längskraft fallen. In diesen Fällen
hängt die Radbeschleunigung nicht länger ursächlich
mit der aufgebrachten Momentänderung zusammen. Daher bietet
sich Verfahren 1) besonders in Situationen an, wenn eine sofortige
Auswertung der Radbeschleunigung möglich ist (hohe Abtastzeit),
oder der Reifen über einen ausgeprägten Bereich
konstanter Längskraft verfügt. In diesen Fällen
entspricht die aus der Beschleunigung berechnete Momentände rung näherungsweise
der durch den Aufbaupuls aufgebrachten Momentänderung und
kann mit der erwarteten Momentänderung ΔMBr,real in Relation gestellt werden:
Bei
Verfahren b) wird die tatsächliche Bremsmomentänderung
aus der maximalen Verzögerung während der folgenden
instabilen Phase berechnet. Diese wird mit der Bremsmomentänderung
aus dem Druckmodell von Beginn der Druckaufbauphase bis zum Eintritt
in die instabile Phase verglichen. Nach Verfahren b) wird demzufolge
das gesamte (nicht abgeleitet aus dem absoluten Modelldruck bzw.
dem gespeicherten Blockierdruckniveau wie in Verfahren c)!) während
einer Druckaufbauphase aufgebrachte Bremsmoment (als Soll-Kenngröße)
in eine vergleichende Betrachtung zur maximalen, während
der folgenden Druckabbauphase auftretenden Radverzögerung
(Ist-Kenngröße) gesetzt. Die tatsächliche Bremsmomentänderung
ergibt sich aus dem Extremwert der Radverzögerung während
der instabilen Phase. Es kann dabei angenommen werden, dass das
Bremsmomentniveau MBr zu Beginn der Druckaufbauphase
unterhalb des Bremsmomentniveaus liegt, welches für den
gesamten während der vorherigen instabilen Phase durchlaufenen
Schlupfbereich zur Radwiederbeschleunigung notwendig ist:
In Formel 2) ist F(λ)Längs die Längskraft in Abhängigkeit vom Schlupf λ nach Maßgabe des momentanen Kraftschlussbeiwerts μ, was für den in der Regel angenommenen vereinfachten Fall einer konstanten Radaufstandskraft gilt. Verfahren b) geht wie Verfahren a) davon aus, dass keine Reibwertsprünge vorliegen. Anders als Verfahren a) geht Verfahren b) davon aus, dass das während einer instabilen Phase vorhandene Überschussmoment niemals größer ist, als die während der Druckaufbauphase aufgebrachte Bremsmomentänderung. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn vor Beginn der Druckaufbauphase bereits ein weiter Schlupfbereich durchlaufen wurde.In formula 2) F (λ) longitudinal the longitudinal force in function of the slip λ according to the instantaneous adhesion coefficient μ which is valid for the assumed simplified case usually a constant wheel loading. Method b), like method a), assumes that there are no jumps in the coefficient of friction. Unlike method a), method b) assumes that the excess torque present during an unstable phase is never greater than the brake torque change applied during the pressure build-up phase. This is especially true if a wide range of slip has already been passed before the start of the pressure build-up phase.
Bei Verfahren c) wird die Radverzögerung als Ist-Kenngröße in eine vergleichende Betrachtung zum absoluten Bremsmoment oder absoluten Solldruck (Soll-Kenngröße), ggf. reduziert um ein Hysteresemoment, gesetzt. Während Verfahren b) die bei Verfahren a) noch vorhandene Gefahr einer Fehlbeurteilung durch eine durch den Reifen selbst verursachte Radverzögerungszunahme ausschließt, besteht bei den Verfahren a) und b) stets die Gefahr einer Fehlbeurteilung auf Grund von Reibwertänderungen während der Regelung. Der absolute Solldruck wird insbesondere direkt aus dem im Regler berechneten Druckmodell entnommen. Dadurch, dass das absolute Bremsmoment betrachtet wird, ist die Gefahr unterbunden, dass das nach einem Reibwertsprung vorhandene, aus der Längskraft resultierende Abstützungsmoment unterhalb des zu Beginn des Druckaufbau vorhandenen Moments befindet. Daher ist dieses Verfahren sicher gegen Fehlerkennung als die oben beschriebenen Verfahren a) und b).at Method c) is the wheel deceleration as an actual parameter in a comparative consideration to the absolute braking torque or absolute setpoint pressure (setpoint characteristic), possibly reduced by a hysteresis moment, set. During process b) the in process a) still present risk of misjudgment by a wheel deceleration increase caused by the tire itself excludes always exists in the methods a) and b) the risk of a misjudgment due to friction value changes during the scheme. The absolute target pressure is in particular taken directly from the pressure model calculated in the controller. Thereby, that the absolute braking torque is considered, the danger is prevented that after a Reibwertsprung existing, from the longitudinal force resulting support torque below the beginning the pressure buildup existing torque is located. Therefore this procedure is safe against misrecognition than the methods described above a) and b).
Aus
Verfahren
c) eignet sich besonders für eine Erkennung von im vorhergehenden
Druckaufbauzyklus zu weit geöffneter Ventile auf Fahrbahnen
mit Niedrigreibwert (zu hoher Ventilspulenstrom). Auf Niedrigreibwert
ist der Längskraftterm klein im Vergleich zum Bremsmoment.
In diesem Fall gilt:
Wie schon bei Verfahren b) wird auch hier das tatsächliche Bremsmoment aus der maximalen Verzögerung während der instabilen Phase berechnet; das Bezugsbremsmoment aus dem Modell entspricht jedoch dem Modellmoment zu Beginn der instabilen Phase, bevorzugt abzüglich des Hysteresemoments (Bremsdruckänderung, die aufgrund von Reibung zu keiner nennenswerten Bremskraftänderung geführt hat).As already in process b) is the actual Braking torque from the maximum deceleration during the unstable phase is calculated; the reference braking torque from the model however corresponds to the model moment at the beginning of the unstable phase, preferably minus the hysteresis torque (brake pressure change, due to friction to no significant brake force change has led).
Verfahren c) zeichnet sich durch eine vergleichsweise hohe Sicherheit aus, was eine sehr schnelle Korrektur des Ventilöffnungsstroms ermöglicht. Allerdings ist der Einsatzbereich, wie bereits erwähnt, vorwiegend auf eher selten auftretende Situationen bei Fahrbahnen mit Niedrigreibwert beschränkt. Fahrsituation, in denen die Verfahren a) und b) durchführbar sind, ergeben sich jedoch erheblich häufiger. Dafür ist jedoch aufgrund der Gefahr von Fehlerkennungen eine langsamere Korrektur des Ventilöffnungsstroms notwendig.method c) is characterized by a comparatively high level of security, which is a very fast correction of the valve opening current allows. However, the scope is as already mentioned, mainly on rather rare situations limited to lanes with low friction coefficient. Driving situation, in which the methods a) and b) are feasible, result However, considerably more often. But that is due to the risk of misrecognition a slower correction of the Valve opening current necessary.
Bevorzugt wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Korrektur unter Berücksichtigung mindestens zwei der obigen Verfahren, insbesondere aller obiger Verfahren durchgeführt. Die Bildung des Korrekturfaktors für den Ansteuerstrom für das Ventil findet zweckmäßigerweise allerdings erst dann statt, wenn eine zuvor ausgeführte Plausibilitätsprüfung dies erforderlich macht.Prefers is in the inventive method a Correction taking into account at least two of the above Method, in particular all the above method performed. The formation of the correction factor for the drive current for the valve expediently but only when a previously executed Plausibility check requires this.
Vorzugsweise wird auf Basis mindestens einem der obigen Verfahren ein Korrekturwert R nach der Formel ermittelt.Preferably, based on at least one of the above methods, a correction value R according to the formula determined.
In
allen drei Verfahren a) bis c) wird der Wert für ΔMBr,real insbesondere aus dem Term
Der Wert für ΔMBr,modell wird bei Verfahren a) insbesondere aus dem Momentsprung, der durch den letzten Druckaufbaupuls erfolgt ist, bestimmt.In the case of method a), the value for ΔM Br, model is determined, in particular, from the momentary jump which has taken place by the last pressure build-up pulse.
Bei
Verfahren b) ergibt sich der Wert für ΔMBr,modell aus dem Momentsprung, der dem gesamten
Druckaufbau zuzuordnen ist, und
bei Verfahren c) wird dieser
Wert insbesondere unter Berücksichtigung des gespeicherten
Blockierdruckniveaus (absoluter Modelldruck) und einem Proportionalitätsfaktor
bestimmt.In method b), the value for ΔM Br, model results from the momentary jump attributable to the total pressure buildup, and
in method c), this value is determined in particular taking into account the stored blocking pressure level (absolute model pressure) and a proportionality factor.
Der
Korrekturwert R ist ein Maß für den Fehler im
Ventilöffnungsverhalten, mit dem das Druckmodell, welches
das/die Ventil/e ansteuert, korrigiert werden kann. Zweckmäßigerweise
erfolgt die Anwendung des hier beschriebenen Korrektur faktors gemeinsam
mit anderen Korrekturfaktoren, deren Ermittlung beispielsweise in
Dokumenten
Aus dem Ventilkennfeld lässt sich der dem Volumenstromfehler entsprechende Ventilstromoffset ermitteln. Um diesen Offset wird insbesondere der verwendete Ventilstrom mit dem Korrekturwert R korrigiert, so dass eine verbesserte Regelung erhalten wird.Out the valve map can be the volume flow error determine appropriate valve current offset. This offset will be in particular the valve current used is corrected with the correction value R, so that an improved control is obtained.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird eine Wichtung des/der obigen Verfahren vorgenommen, welche von der Robustheit des Fehlererkennungsverfahrens und/oder dem Fahrbahnreibwert und/oder der aktuellen Fahrsituation abhängt.According to one Another preferred embodiment of the method is a weighting of the above method (s), which of the Robustness of the error detection method and / or the road friction coefficient and / or the current driving situation.
Insbesondere wird hierzu der ermittelte Fehleroffset, besonders bevorzugt nur teilweise, mit einem Faktor im Intervall zwischen [0...1], versehen, so dass eine Korrektur des Ventilstroms nur bis zu einem vorgegebenen maximalen Wert möglich ist.Especially For this purpose, the determined error offset, particularly preferred only partially provided with a factor in the interval between [0 ... 1], so that a correction of the valve current only up to a predetermined maximum value is possible.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand von Figuren.Further preferred embodiments will be apparent from the dependent claims and the following description of an embodiment Hand of figures.
Es zeigenIt demonstrate
Die μ-Schlupf-Kurve
in
Δpi bezeichnet einen Druckaufbaupuls, welcher
für das Verfahren a) die Soll-Kenngröße
bezeichnet, mit der das Radverhalten verglichen wird. Aus dem Raddrehverhalten
lässt sich der Wert ΔMist bestimmen.
Ein Vergleich der Momentänderung auf Basis des Druckaufbaupulses
und der Momentänderung nach dem Puls ermöglicht
eine Plausibilisierung. Wenn die Sollmomentänderung mit
der Istmomentänderung auf Basis der Radinformation innerhalb
vorgegebener Grenzen annähernd übereinstimmt (Pfeil
Der
in
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