DE102015219554B4 - Method and control device for determining a braking force or a variable corresponding to the braking force - Google Patents
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-
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Abstract
Verfahren zur Bestimmung einer Bremskraft oder einer der Bremskraft entsprechenden Größe eines Kraftfahrzeugs, mit folgenden Schritten:aus einem Berechnungsmodell eines Kraftfahrzeugs wird eine erste Steigung des Kraftfahrzeugs oder eine der ersten Steigung entsprechende erste Größe ermittelt;abhängig von einem Messwert eines Beschleunigungssensors des Kraftfahrzeugs wird eine zweite Steigung des Kraftfahrzeugs oder eine der zweiten Steigung entsprechende zweite Größe ermittelt;es wird eine Differenz zwischen der ersten Steigung und der zweiten Steigung oder zwischen der ersten Größe und der zweiten Größe ermittelt;abhängig von dieser Differenz zwischen der ersten Steigung und der zweiten Steigung oder zwischen der ersten Größe und der zweiten Größe wird die Bremskraft oder die der Bremskraft entsprechende Größe bestimmt.Method for determining a braking force or a variable of a motor vehicle corresponding to the braking force, with the following steps: a first gradient of the motor vehicle or a first variable corresponding to the first gradient is determined from a calculation model of a motor vehicle; a second variable is determined depending on a measured value of an acceleration sensor of the motor vehicle The gradient of the motor vehicle or a second variable corresponding to the second gradient is determined; a difference between the first gradient and the second gradient or between the first variable and the second variable is determined; depending on this difference between the first gradient and the second gradient or between the braking force or the variable corresponding to the braking force is determined from the first variable and the second variable.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Bremskraft oder einer der Bremskraft entsprechenden Größe. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur Bestimmung einer Bremskraft oder einer der Bremskraft entsprechenden Größe.The invention relates to a method for determining a braking force or a variable corresponding to the braking force. The invention also relates to a control device for determining a braking force or a variable corresponding to the braking force.
Um den Betrieb eines Kraftfahrzeugs genau steuern bzw. regeln zu können, ist es von Bedeutung, die Bremskraft oder eine der Bremskraft entsprechende Größe im Betrieb genau zu ermitteln.In order to be able to precisely control or regulate the operation of a motor vehicle, it is important to precisely determine the braking force or a variable corresponding to the braking force during operation.
Aus der
Es besteht Bedarf daran, die Bremskraft oder eine der Bremskraft entsprechende Größe einfacher und genauer zu ermitteln.There is a need to determine the braking force or a variable corresponding to the braking force more simply and more precisely.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zur Bestimmung einer Bremskraft oder einer der Bremskraft entsprechenden Größe eines Kraftfahrzeugs und ein Steuergerät zur Bestimmung einer Bremskraft oder einer der Bremskraft entsprechenden Größe eines Kraftfahrzeugs zu schaffen.Proceeding from this, the invention is based on the object of creating a novel method for determining a braking force or a variable of a motor vehicle corresponding to the braking force and a control device for determining a braking force or a variable of a motor vehicle corresponding to the braking force.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Bestimmung einer Bremskraft oder einer der Bremskraft entsprechenden Größe eines Kraftfahrzeugs gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by a method for determining a braking force or a variable of a motor vehicle that corresponds to the braking force.
Erfindungsgemäß wird aus einem Berechnungsmodell eines Kraftfahrzeugs eine erste Steigung des Kraftfahrzeugs oder eine der ersten Steigung entsprechende erste Größe ermittelt; abhängig von einem Messwert eines Beschleunigungssensors des Kraftfahrzeugs wird eine zweite Steigung des Kraftfahrzeugs oder eine der zweiten Steigung entsprechende zweite Größe ermittelt; ferner wird eine Differenz zwischen der ersten Steigung und der zweiten Steigung oder zwischen der ersten Größe und der zweiten Größe ermittelt; abhängig von dieser Differenz zwischen der ersten Steigung und der zweiten Steigung oder zwischen der ersten Größe und der zweiten Größe wird die Bremskraft oder die der Bremskraft entsprechende Größe bestimmt.According to the invention, a first gradient of the motor vehicle or a first variable corresponding to the first gradient is determined from a computation model of a motor vehicle; Depending on a measured value of an acceleration sensor of the motor vehicle, a second gradient of the motor vehicle or a second variable corresponding to the second gradient is determined; Furthermore, a difference between the first slope and the second slope or between the first variable and the second variable is determined; The braking force or the variable corresponding to the braking force is determined as a function of this difference between the first slope and the second slope or between the first variable and the second variable.
Die Erfindung erlaubt eine einfache und genaue Ermittlung einer Bremskraft bzw. einer der Bremskraft entsprechenden Größe. Hierzu werden auf zwei unterschiedliche Art und Weisen, nämlich einerseits auf Basis eines Berechnungsmodells des Kraftfahrzeugs und andererseits auf Basis eines Messwerts eines Beschleunigungssensors des Kraftfahrzeugs Steigungswerte ermittelt, wobei die Differenz zwischen den ermittelten Steigungswerten genutzt wird, um die Bremskraft oder die der Bremskraft entsprechende Größe zu bestimmen.The invention allows a simple and precise determination of a braking force or a variable corresponding to the braking force. For this purpose, gradient values are determined in two different ways, namely on the one hand based on a calculation model of the motor vehicle and on the other hand based on a measured value from an acceleration sensor of the motor vehicle, the difference between the determined gradient values being used to assign the braking force or the variable corresponding to the braking force determine.
Vorzugsweise wird die erste Steigung des Kraftfahrzeugs oder die der ersten Steigung entsprechende erste Größe aus einem Beschleunigungsmodell des Kraftfahrzeugs berechnet. Hiermit kann der erste Steigungswert besonders vorteilhaft ermittelt werden.The first gradient of the motor vehicle or the first variable corresponding to the first gradient is preferably calculated from an acceleration model of the motor vehicle. In this way, the first slope value can be determined particularly advantageously.
Vorzugsweise wird die Bremskraft oder die der Bremskraft entsprechende Größe nur dann ermittelt, wenn das Kraftfahrzeug in einer Geradeausfahrt betrieben wird und/oder wenn Antriebsräder des Kraftfahrzeugs schlupffrei sind und/oder wenn die Antriebsräder des Kraftfahrzeugs unblockiert sind und/oder wenn eine Masse des Kraftfahrzeugs valide bzw. gültig bekannt ist und/oder wenn eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs größer als ein Grenzwert ist und/oder wenn ein Antiblockiersystem des Kraftfahrzeugs inaktiv ist und/oder wenn während eines Bremsvorgangs des Kraftfahrzeugs eine Primärbremse des Kraftfahrzeugs aktiv ist und/oder eine Sekundärbremse des Kraftfahrzeugs inaktiv ist.The braking force or the variable corresponding to the braking force is preferably only determined when the motor vehicle is being driven straight ahead and / or when the drive wheels of the motor vehicle are free of slip and / or when the drive wheels of the motor vehicle are unblocked and / or when a mass of the motor vehicle is valid or is validly known and / or if a speed of the motor vehicle is greater than a limit value and / or if an anti-lock braking system of the motor vehicle is inactive and / or if a primary brake of the motor vehicle is active and / or a secondary brake of the motor vehicle is active during braking of the motor vehicle is inactive.
Nur dann, wenn vorzugsweise alle die obigen Bedingungen kumulativ erfüllt sind, wird mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens die Bremskraft oder die der Bremskraft entsprechende Größe bestimmt.Only when preferably all of the above conditions are cumulatively met is the braking force or the variable corresponding to the braking force determined with the aid of the method according to the invention.
Das erfindungsgemäße Steuergerät zur Bestimmung einer Bremskraft oder einer der Bremskraft entsprechenden Größe ist in Anspruch 7 definiert.The control device according to the invention for determining a braking force or a variable corresponding to the braking force is defined in
Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
-
1 eine Antriebstrangschema eines Kraftfahrzeugs; und -
2 ein Signalflussdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung einer Bremskraft oder einer der Bremskraft entsprechenden Größe.
-
1 a powertrain diagram of a motor vehicle; and -
2 a signal flow diagram to illustrate the method according to the invention for determining a braking force or a variable corresponding to the braking force.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein Steuergerät zur Bestimmung einer Bremskraft eines Kraftfahrzeugs oder einer der Bremskraft entsprechenden Größe.The invention relates to a method and a control device for determining a braking force of a motor vehicle or a variable corresponding to the braking force.
Der Betrieb des Antriebsaggregats
Ferner zeigt
Um nun eine Bremskraft oder eine der Bremskraft entsprechende Größe im Betrieb während eines Bremsvorgangs des Kraftfahrzeugs zu ermitteln, wird vom Steuergerät
Ferner wird vorzugsweise vom Getriebesteuergerät
Nachfolgend wird eine Differenz zwischen der ersten Steigung und der zweiten Steigung oder zwischen der ersten Größe und der zweiten Größe ermittelt, wobei abhängig von dieser Differenz zwischen der ersten Steigung und der zweiten Steigung oder zwischen der ersten Größe und der zweiten Größe die Bremskraft oder die der Bremskraft entsprechende Größe bestimmt wird, vorzugsweise wiederum vom Getriebesteuergerät
Details des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches vorzugsweise vom Getriebesteuergerät
In einem Schritt
Nachfolgend werden in einem Schritt
So wird vorzugsweise in Schritt
In Schritt
Hierzu wird in Schritt
Die erste Steigung des Kraftfahrzeugs oder die der ersten Steigung entsprechende erste Größe wird vorzugsweise nach folgender Gleichung berechnet wird:
- m die Masse des Kraftfahrzeugs ist,
- ν̇FZG die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs ist,
- fAN die Antriebskraft des Kraftfahrzeugs ist,
- fR der Rollwiderstand des Kraftfahrzeugs ist,
- fL der Luftwiderstand des Kraftfahrzeugs ist,
- g die Erdbeschleunigung ist,
- α1 die erste Steigung des Kraftfahrzeugs ist.
- m is the mass of the motor vehicle,
- ν̇ FZG is the longitudinal acceleration of the motor vehicle,
- f AN is the driving force of the motor vehicle,
- f R is the rolling resistance of the motor vehicle,
- f L is the air resistance of the motor vehicle,
- g is the acceleration due to gravity,
- α1 is the first slope of the motor vehicle.
In der obigen Gleichung zur Bestimmung der ersten Steigung des Kraftfahrzeugs oder der der ersten Steigung entsprechenden ersten Größe werden Bremskräfte gezielt nicht berücksichtigt. Die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs wird vorzugsweise aus einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, die steuerungsseitig bekannt ist, mit Hilfe eines Ableitungsfilters ermittelt. Die Antriebskraft ist auch steuerungsseitig bekannt. Rollwiderstand und Luftwiderstand sind ebenfalls steuerungsseitig bekannt und werden vorzugsweise als konstant angenommen.In the above equation for determining the first gradient of the motor vehicle or the first variable corresponding to the first gradient, braking forces are specifically not taken into account. The longitudinal acceleration of the motor vehicle is preferably determined from a speed of the motor vehicle, which is known on the control side, with the aid of a derivation filter. The drive force is also known on the control side. Rolling resistance and air resistance are also known from the control side and are preferably assumed to be constant.
In Schritt
Die zweite Steigung des Kraftfahrzeugs oder die der zweiten Steigung entsprechende zweite Größe wird abhängig von dem Messwert des Beschleunigungssensors vorzugsweise nach folgender Gleichung berechnet:
- aX-SENS der Messwert des Beschleunigungssensors ist,
- ν̇FZG die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs ist,
- g die Erdbeschleunigung ist,
- α2 die zweite Steigung des Kraftfahrzeugs ist.
- a X-SENS is the measured value of the acceleration sensor,
- ν̇ FZG is the longitudinal acceleration of the motor vehicle,
- g is the acceleration due to gravity,
- α2 is the second slope of the motor vehicle.
Die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs wird vorzugsweise wiederum aus der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, die steuerungsseitig bekannt ist, mit Hilfe des Ableitungsfilters ermittelt.The longitudinal acceleration of the motor vehicle is preferably determined in turn from the speed of the motor vehicle, which is known on the control side, with the aid of the derivation filter.
Die obige Gleichung zur Bestimmung der zweiten Steigung des Kraftfahrzeugs oder der der zweiten Steigung entsprechenden zweiten Größe ist unabhängig von Bremskräften.The above equation for determining the second gradient of the motor vehicle or the second variable corresponding to the second gradient is independent of braking forces.
In Schritt
Der Bremskraftfaktor wird vorzugsweise nach folgender Gleichung berechnet:
- kBR der Bremskraftfaktor ist,
- m die Masse des Kraftfahrzeugs ist,
- g die Erdbeschleunigung ist,
- Δα die Differenz zwischen der ersten Steigung und der zweiten Steigung ist,
- α1 die erste Steigung des Kraftfahrzeugs ist,
- α2 die zweite Steigung des Kraftfahrzeugs ist,
- pBR ein Bremsdruck der Primärbremse ist.
- k BR is the braking force factor,
- m is the mass of the motor vehicle,
- g is the acceleration due to gravity,
- Δα is the difference between the first slope and the second slope,
- α1 is the first slope of the motor vehicle,
- α2 is the second slope of the motor vehicle,
- p BR is a brake pressure of the primary brake.
Der Bremsdruck der fußseitig bzw. fahrerseitig betätigten Primärbremse ist steuerungsseitig bekannt.The brake pressure of the primary brake operated on the foot or driver side is known on the control side.
Beim Steuergerät, welches das erfindungsgemäße Verfahren durchführt, handelt es sich vorzugsweise um das Getriebesteuergerät
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass in Schritt
- k, k-1 Abtastschritte sind,
- v die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ist,
- dT die Abtastzeit ist.
- k, k-1 are sampling steps,
- v is the speed of the motor vehicle,
- dT is the sampling time.
Dabei kann für das obige diskrete Modell ein diskreter Beobachter BEOB genutzt werden, wobei die Beobachtergleichungen für Geschwindigkeit vBEOB und erste Steigung α1BEOB wie folgt lauten:
Die Verstärkungsfaktoren kv und kα der obigen Beobachtergleichungen werden mit einer sogenannten Polvorgabe gerechnet,
Die in Schritt
Die Verstärkungsfaktoren kKALM_v und kKALM_α der obigen Kalman-Filtergleichungen werden adaptiert.The gain factors k KALM_v and k KALM_α of the above Kalman filter equations are adapted.
Auf Grundlage der auf Basis des obigen diskreten Beobachtergleichungen ermittelten ersten Steigung und der auf Grundlage des obigen diskreten Kalman-Filter-Modells ermittelten zweiten Steigung kann wiederum eine Differenz und abhängig von dieser Differenz die Bremskraft bzw. die der Bremskraft entsprechende Größe berechnet werden. Dabei gelten dann vorzugsweise folgende Gleichungen:
Der Bremsdruck pBR der Primärbremse ist, wie oben ausgeführt wurde, steuerungsseitig bekannt.As explained above, the brake pressure p BR of the primary brake is known on the control side.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- AntriebsstrangPowertrain
- 22
- AntriebsaggregatDrive unit
- 33
- Getriebetransmission
- 44th
- AbtriebDownforce
- 55
- MotorsteuergerätEngine control unit
- 66th
- GetriebesteuergerätTransmission control unit
- 77th
- BeschleunigungssensorAccelerometer
- 88th
- AblaufdiagrammFlowchart
- 99
- Schrittstep
- 1010
- Schrittstep
- 1111
- Schrittstep
- 1212th
- Schrittstep
- 1313th
- Schrittstep
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