DE19707960A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Drucks in wenigstens einer Radbremse - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Drucks in wenigstens einer RadbremseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Regelung des Drucks in wenigstens einer Radbremse.
Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung ist
beispielsweise aus der WO-A1 95/14 595 bekannt. Diese be
schreibt eine mit Fremdkraft arbeitende hydraulische Fahr
zeugbremsanlage, welche mit Ventilen ausgerüstet ist, die
durch entsprechende Stromsteuerung mittels eines Steuerge
räts in Zwischenstellungen steuerbar sind. Dabei wird der
Druck an den Radbremsen erfaßt, mit dem Druck an einem
Hauptbremsdruckgeber verglichen und die Ventile derart ge
steuert, daß der am Hauptbremsdruckgeber eingestellte Druck
eingeregelt wird. Konkrete Angaben zu dem in der Steuerein
heit einzusetzenden Regler werden nicht gemacht.
Die nicht vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung
196 54 427.0 vom 24.12.1996 zeigt einen Druckregler für den
Druck in wenigstens einer Radbremse. Der bei diesem Regler
ausgegebene Ventilstrom für den Druckauf- bzw. Druckabbau
setzt sich aus einem gesteuerten Anteil, der aus abgelegten
Ventilkennlinien entnommen wird, und einem Korrekturanteil,
der aus der Regelabweichung zwischen Soll- und Istdruck ge
bildet wird, zusammen. Die Ventilkennlinie für den Druckauf
bau bzw. für den Druckabbau enthält dabei die für die Rege
lung notwendige Information, welcher Differenzdruck am Ven
til sich beim jeweiligen Ansteuerstrom einstellt. Es hat
sich gezeigt, daß diese Kennlinien, die den Arbeitspunkt des
Druckreglers für den Druckaufbau bzw. den Druckabbau festle
gen, mit einer hohen Genauigkeit bestimmt werden müssen, um
eine hinreichende Regelqualität zu erzielen. Fertigungstole
ranzen und Alterungsprozesse der Ventile haben einen erheb
lichen Einfluß auf die Genauigkeit der Kennlinien.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen anzugeben, mit
deren die Qualität der Druckregelung verbessert wird.
Dies wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprü
che erreicht.
In vorteilhafter Weise wird eine Vorgehensweise angegeben,
die die Regelqualität bei einer Druckregelung verbessert.
Besonders vorteilhaft ist, daß der Zusammenhang zwischen
Druckdifferenz am Ventil und Ansteuerstrom, der einen ge
steuerten Anteil für das ausgegebene Ansteuersignal dar
stellt, automatisch abgeglichen wird. Insbesondere ist von
Vorteil, daß ein manuelles Ermitteln und Nachstellen dieses
Zusammenhangs für jedes Regelventil entfällt.
Durch den automatischen Abgleich wird die Genauigkeit des
Zusammenhang, der den Zusammenhang beschreibenden Kennlinie
selbst und damit die Qualität der auf der Basis der Kennli
nie durchgeführten Druckregelung wesentlich erhöht.
Besonders vorteilhaft ist, daß dadurch der Einsatz von Re
gelventilen ermöglicht wird, die mit Fertigungstoleranzen
und Alterungsprozessen behaftet sind.
Besonders vorteilhaft ist, daß durch den automatischen Ab
gleich der Parameter des Kennlinie über die gesamte Be
triebsdauer des mit der Druckregelung ausgestatteten Kraft
fahrzeugs eine gleichbleibende Regelqualität der Druckrege
lung gewährleistet wird.
Besonders vorteilhaft ist, daß der automatische Abgleich
während des normalen Fahrbetriebs durchgeführt werden kann
und keine zusätzlichen Prüfzyklen erfordert.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß durch den auto
matischen Abgleich auch eine Verbesserung der Regelgüte ein
tritt.
Besonders vorteilhaft ist ferner, daß bei der ersten Anpas
sung der Kennlinie, z. B. während einer Bandendekontrolle,
sowohl der Offset als auch die Steigung der den Zusammenhang
zwischen Druckdifferenz am Ventil und Ansteuerstrom be
schreibenden Kennlinie im Rahmen eines Prüfzyklus, in dem
selbsttätig verschiedene Druckbereiche durchlaufen werden,
ermittelt wird.
Besonders vorteilhaft ist ferner, daß während des Prüfzyklus
bei der ersten Anpassung auch eine Aufnahme vorgegebener
Kennlinienpunkte und damit der Kennlinie selbst durchgeführt
werden kann.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be
schreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen
Patentansprüchen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 am Beispiel einer Radbremse den Aufbau einer elek
trisch gesteuerten Bremsanlage, während in Fig. 2 der
Druckregler zur stufenlosen Druckregelung an dieser Radbrem
se mit Mitteln zur Kennlinienanpassung als Blockschaltbild
skizziert ist. In Fig. 3 ist eine bevorzugte Realisierungs
form des Reglers als Programm eines Mikrocomputers einer
Steuereinheit dargestellt, während in Fig. 4 die Anpassung
der Kennlinie als Flußdiagramm im Rahmen des obengenannten
Programms skizziert ist. Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbei
spiel für die Bestimmung der Kennlinie z. B. im Rahmen der
Bandendekontrolle anhand eines Flußdiagramms. Fig. 6 zeigt
beispielhaft eine Kennlinie und Auswirkungen der Adaption
auf diese Kennlinie in zwei Ausführungsbeispielen.
In Fig. 1 ist am Beispiel einer einzelnen Radbremse ein
Steuersystem für die Bremsanlage eines Fahrzeugs skizziert.
Dieses umfaßt eine herkömmliche Druckversorgung 1, die bei
spielsweise aus einer Elektrohydraulikpumpe 1a und einem
Gasdruckkolbenspeicher 1b bestehen kann. Ferner ist ein
Flüssigkeitsreservoir 2 vorgesehen, welches die Druckversor
gung 1 speist und die Flüssigkeit beim Druckabbau an der
Radbremse aufnimmt. Zu diesem Zweck verbindet eine Leitung
2a das Reservoir 2 mit dem saugseitigen Eingang der Pumpe
1a, während eine zweite Leitung 2b vom Reservoir 2 zu der
Ventilanordnung zur Steuerung des Bremsdrucks in der Rad
bremse führt. Die Bremszange 5 des Rades 5a ist über eine
Druckleitung 7 mit der Ventilanordnung zur Steuerung des
Bremsdrucks in dem Radbremszylinder verbunden. Die Venti
lanordnung besteht in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
aus zwei Magnetsitzventilen 3 für den Druckaufbau und 4 für
den Druckabbau. Das Magnetsitzventil 3 für den Druckaufbau
ist in der unbestromten Stellung geschlossen, das Ventil 4
für den Druckabbau geöffnet oder geschlossen. Über die Lei
tung 2b ist das Ventil 4 mit dem Flüssigkeitsreservoir 2
verbunden, während das Ventil 3 über eine Leitung 3a mit der
Druckversorgung 1, dort mit der Förderleitung der Pumpe 1a,
verbunden ist. Zur Erfassung des Bremsdrucks in der
Bremszange 5 des Rades Sa ist ein Drucksensor 6 vorgesehen,
der den Druck in der Leitung 7 bzw. den Druck im Radbremszy
linder, den Ist-Druck Pist erfaßt und ein entsprechendes
elektrisches Signal über die Leitung 6a zur Steuereinheit 12
führt. Entsprechend wird durch einen Drucksensor 9 der Druck
in der Bremsleitung 3a, der sogenannte Speicherdruck PSP,
erfaßt und ein entsprechendes elektrisches Signal über die
Leitung 9a zur Steuereinheit 12 geführt. Die Steuereinheit
12, die unter anderem einen Druckregler enthält, steuert
über die Ausgangsleitungen 10 und 11 die Magnetventile 3 und
4 zur Regelung des Bremsdrucks in der Bremszange 5 an. Von
einer Meßeinrichtung 8a zur Erfassung des Fahrer-
Bremswunsches, beispielsweise von einem mit dem Bremspedal
verbundenen Weg-, Kraft- und/oder Drucksensor, wird wenig
stens ein der Bremspedalbetätigung entsprechendes elektri
sches Signal über die Leitung 8 der Steuereinheit 12 zuge
führt. Ferner werden der Steuereinheit 12 Eingangsleitungen
14 bis 16 von Meßeinrichtungen 14a bis 16a zugeführt, die
Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs erfassen, welche im Rahmen
der Bremsensteuerung ausgewertet werden. Derartige Betriebs
größen sind beispielsweise die Raddrehzahlen, die Achsla
sten, gegebenenfalls der Atmosphärendruck, etc. Diese Signa
le werden im Rahmen von herkömmlichen Antiblockierregelun
gen, Antriebsschlupfregelungen, Fahrdynamikregelungen, achs
lastabhängigen Regelungen, etc. oder im Falle des Atmosphä
rendrucks bei der Druckregelung selbst verwendet.
Die Steuereinheit 12 erfaßt über die Leitung 8 ein Maß für
die Bremspedalbetätigung, die sie gegebenenfalls unter Be
rücksichtigung weiterer Betriebsgrößen, die über die Leitun
gen 14 bis 16 zugeführt werden, durch Auswerten von Kennli
nien, Kennfeldern, Tabellen oder Berechnungsschritte in ei
nem vom Fahrer gewünschten, unter den herrschenden Betriebs
bedingungen einzustellenden Solldruck Psoll umsetzt. Dieser
Solldruck kann dabei für jede Radbremse radindividuell oder
für die Bremsen einer Achse bestimmt werden. Der Solldruck
wird dann für wenigstens eine Radbremse mit dem von der
Meßeinrichtung 6 erfaßten Ist-Druck in der Radbremszange
verglichen und abhängig von der Differenz im Rahmen der
nachfolgend beschriebenen Druckregelung durch Ansteuern we
nigstens eines der Magnetventile 3 oder 4 eingestellt. Ein
derartiger Druckregelkreis ist für jede elektrisch steuerba
re Radbremse des Fahrzeugs vorgesehen. Im bevorzugten Aus
führungsbeispiel sind die von der Steuereinheit 12 über die
Leitung 10 und 11 ausgesandten Ansteuersignale pulsweitenmo
dulierte Signale, die zu einem mittleren Erregerstrom und
damit zu einer Kraftbeaufschlagung führen, die das angesteu
erte Ventil in die erforderliche Zwischenstellung führt.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die Ma
gnetventilanordnung mit 2/2-Wegeventilen ausgeführt, welche
auch bei herkömmlichen ABS-Systemen Verwendung finden. Dar
über hinaus wird in anderen Ausführungsbeispielen ein Ventil
mit zwei Sitzen, einem Anker und einem elektrischen Anschluß
anstelle der beiden Ventile 3 und 4 eingesetzt. Ferner kann
neben der direkten Erfassung des Bremsdrucks mittels des
Drucksensors 6 in einem anderen Ausführungsbeispiel die
Druckwirkung durch Erfassen der Bremskraft aus Verbiegungen
an Elementen der Bremszange oder deren Befestigung abgelei
tet werden oder über ein Modell über die Größe und Dauer der
Ansteuerung der Ventile ermittelt werden.
Neben der oben dargestellten Verwendung von geschalteten
Stromtreibern, die die Ventilanordnung mit pulsweitenmodu
lierten Signalen ansteuern, werden in einem anderen Ausfüh
rungsbeispiel geregelte Stromtreiber eingesetzt, bei welchen
im Rahmen eines Regelkreises der vom Druckregler ermittelte
Strom als Sollwert mit einem an der Ventilanordnung erfaßten
Iststrom durch die Spule des angesteuerten Magnetventils
verglichen und entsprechend eingeregelt wird.
In Fig. 2 ist der in einem Mikrocomputer der Steuereinheit
12 implementierte Druckregler als Blockschaltbild darge
stellt. Dem Regler wird der aus der Bremspedalbetätigung ab
geleitete Solldruck Psoll, der vom Drucksensor erfaßte Ist
druck Pist sowie der ermittelte Speicherdruck PSP zugeführt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ferner der At
mosphärendruck (PATM, Druck im Reservoir 2) ermittelt und
dem Druckregler zugeführt. Solldruck und Istdruck werden ei
nem Vergleicher 15 zugeführt, der die Differenz ΔP zwischen
Soll- und Istdruck bildet. Wenigstens diese Differenz wird
herangezogen zu entscheiden, ob in der Radbremse Druck auf
gebaut oder abgebaut werden soll. Dabei wird bei positiver
Abweichung, d. h. bei höherem Soll- als Istdruck, der Auf
baudruckregler 20 aktiviert, bei negativer Abweichung der
Abbaudruckregler 21. Im Abgleichsfall, wenn der Istwert im
wesentlichen dem Sollwert entspricht, sind die Regler abge
schaltet. In einem Ausführungsbeispiel kann dabei eine Tot
zone um den Abgleichpunkt herum vorgesehen sein. Bezüglich
der Umschaltung vom Regler 21 auf den Regler 20 und umge
kehrt ist im bevorzugten Beispiel eine Hysteresecharakteri
stik eingeführt, so daß ein ständiges Hin- und Herschalten
zwischen den beiden Reglern bei einer entsprechenden Be
triebssituation vermieden wird. Die zum Um- bzw. Ausschalten
notwendigen Elemente sind in Fig. 2 aus Übersichtlichkeits
gründen nicht dargestellt.
Ferner sind vorbestimmte Strom/Druck-Kennlinien für den
Druckaufbau und für den Druckabbau vorgesehen (13, 13a)
Diese Kennlinien beschreiben den Zusammenhang zwischen dem
Ansteuerstrom für das entsprechende Ventil und der Druckdif
ferenz über diesem Ventil. Auf die Kennlinie 13 für den
Druckaufbau nimmt der Speicherdruck PSP Einfluß, da für die
Kraftbilanz am entsprechenden Magnetventil der Differenz
druck am Sitz dieses Ventils die entscheidende Größe ist.
Bei idealer Druckversorgung ist die Kennlinie 13 konstant,
andernfalls muß die Kennlinie an den Einfluß der Druckver
sorgung 1 angepaßt werden, indem durch Messen des Speicher
drucks für den aktuellen Speicherdruck eine Kennlinie ausge
wählt wird. Die Kennlinie 13 zeigt den Strom lauf in Abhän
gigkeit des Differenzdrucks ΔP am Ventil 3, d. h. der Diffe
renz zwischen dem zugeführten Speicherdruck PSP und dem über
die Leitung 25 zugeführten aus dem Solldruck Psoll abgelei
teten Druckwert (einzustellende Bremsdruck, entspricht dem
Istdruck bei Abgleich). Aus der Kennlinie 13 wird dann in
Abhängigkeit der Eingangsgrößen der Stromwert lauf abgelei
tet und der auf diese Weise ermittelte Wert über die Leitung
25 ausgegeben.
Neben der Kennlinie 13 für den Druckaufbau ist in analoger
Weise die Kennlinie 13a für den Druckabbau dargestellt. Die
se beschreibt die Abhängigkeit des Stromes Iab von der
Druckdifferenz ΔP über dem Abbauventil 4 am Beispiel eines
stromlos offenen Abbauventils. Die Druckdifferenz ist die
Differenz von dem über die Leitung 25a, aus dem Solldruck
abgeleiteten Druckwert (einzustellender Bremsdruck, ent
spricht dem Istdruck bei Abgleich) und dem im Reservoir 2
herrschenden Atmosphärendruck. Daher wird der Kennlinie 13a
über die Leitung 25a das aus dem Solldruck abgeleitete Si
gnal und gegebenenfalls auch der Atmosphärendruck PATM zuge
führt, der in einem Ausführungsbeispiel als Festwert be
trachtet wird. Abhängig von der Druckdifferenz wird der
Stromwert Iab für den Druckabbau ausgelesen. Der ermittelte
Stromwert wird dann über die Leitung 26a ausgegeben.
Je nach Betriebszustand (Druckaufbau, Druckabbau, Druckhal
ten), der wie oben dargestellt auf der Basis der Regelabwei
chung ΔP ermittelt wird, wird entweder der Stromwert lauf
oder der Stromwert Iab oder keiner der beiden Stromwerte
ausgegeben. Das entsprechende Schaltelement ist in Fig. 2
aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt. Der Über
gang zwischen Druckaufbau und Druckabbau erfolgt im bevor
zugten Ausführungsbeispiel abrupt. In anderen Ausführungs
beispielen erfolgt dieser Übergang verzögert, indem über ge
steuerte Stromrampen der verlassende Betriebszustand ausge
blendet und der neue Betriebszustand eingeblendet wird.
Die Regler 20 und 22 bestimmen nach einer vorgegebenen Re
gelstrategie, die im bevorzugten Ausführungsbeispiel Propor
tional-, Integral- und Differentialverhalten aufweist, ab
hängig von der Soll-Ist-Differenz ΔP Reglerausgangssignale
P, I und D, durch welche der Druckistwert sich dem Sollwert
annähert. Die Reglerausgangssignale werden in Summations
stellen 27 und 27a zu einem Reglerausgangssignal IaufR bzw.
IabR zusammengeführt. Dieses wird über die Leitung 28 bzw.
28a einer Summationsstelle 29 bzw. 29a zugeführt. In dieser
Summationsstelle wird der Reglerdruckwert dem vorgegebenen
Solldruckwert Psoll aufgeschaltet und ein korrigiertes
Solldrucksignal gebildet, welches über die Leitung 25 bzw.
25a der Kennlinie 13 bzw. 13a zugeführt wird.
Der Reglerkorrekturwert stellt dabei den Anteil dar, um den
das Ausgangssignal Iauf bzw. Iab korrigiert werden muß, um
einen Abgleich des Ist- und des Solldrucks zu erreichen. Mit
anderen Worten stellt der vom Regler ausgegebene Anteil eine
Korrektur der Kennlinie 13 bzw. 13a dar. Liegt der Kennlini
enstromwert beim Druckaufbau zu hoch, so wird das Einlaßven
til bereits ohne Korrekturanteil geöffnet. Es erfolgt ein
Drucküberschwingen und ein unstetiger Regelverlauf. Liegt
der Kennlinienstromwert zu niedrig, muß der fehlende Betrag
durch den Korrekturanteil ausgeglichen werden, was sich in
einer größeren Regelabweichung und einem schlechteren Füh
rungsverhalten ausdrückt. Die Größe des zur Druckregelung
notwendigen Korrekturanteils (Ausgangssignal des Reglers 20
bzw. 21) ist somit sowohl ein Maß für die Genauigkeit der
abgelegten Kennlinie als auch ein Maß für die Regelgüte. Ei
ne optimale Einstellung des Istwertes auf den Solldruckwert
würde dann erreicht werden, wenn die Einstellung ohne Kor
rekturanteil des bzw. der Regler vorgenommen wird. Um zu
vermeiden, daß durch Fertigungstoleranzen und Alterungser
scheinungen ein wie oben skizziertes ungünstiges Reglerver
halten auftritt, wird auf der Basis des Reglerausgangs
signals bzw. eines Teils des Reglerausgangssignals die Kenn
linie 13 bzw. 13a korrigiert, derart, daß der Regler 20 bzw.
21 zur Heranführung des Istdrucks an den Solldruck möglichst
wenig eingreifen muß. Zu diesem Zweck sind den Kennlinien 13
bzw. 13a Adaptionen 30 bzw. 30a zugeordnet, denen auf der
einen Seite wenigstens eines der Reglerausgangsanteile, ins
besondere der I-Anteil, zugeführt wird. Ferner wird der Ad
aptions Soll- und Istdruckwert (Psoll und Pist) zugeführt.
Durch ein geeignetes Anpassen der Kennlinie wird der im Ver
lauf einer Regelung auftretende Korrekturanteil in vorgege
benen Grenzen gehalten. Dazu wird ein Sollbereich für den
Korrekturanteil festgelegt, der von der Dynamik des
Solldrucks (zeitliche Änderung) und vom Istdruckniveau ab
hängt. Dabei wird im bevorzugten Ausführungsbeispiel nur der
Integralregleranteil der Adaption zugeführt. Daneben kann in
anderen Ausführungsbeispielen auch der Summenwert, andere
einzelne Regleranteile oder eine beliebige Kombination zwei
er Regleranteile der Adaption zugeführt und überwacht wer
den. Liegt der betrachtete Korrekturanteil während eines Re
gelvorgangs innerhalb des vorgegebenen Sollbereichs, wird
davon ausgegangen, daß eine ausreichende Regelgüte erreicht
ist und keine Adaption durchgeführt. Überschreitet beim
Druckaufbau der Korrekturanteil die Grenze des Sollbereichs
in Richtung größerer Druckwerte (größerer Ströme), so wird
der Kennlinienwert nach oben verschoben, bei Unterschreiten
der Grenze des Sollbereichs erfolgt eine Verschiebung nach
unten. Die Größe der Kennlinienverschiebung wird dabei aus
dem Betrag der Abweichung von der Grenze des Sollbereichs,
z. B. mittels eines Verstärkungsfaktors, berechnet. Die Adap
tion wirkt dann als überlagerter Regelkreis für den Korrek
turanteil, der auf einen vorbestimmten Wert, vorzugsweise
auf einen Mittenwert, eingestellt wird. Beim Druckabbau wird
der Kennlinienwert nach oben, d. h. zu größerem Druckabbau
(höhere Ströme) hin, verschoben, wenn der Korrekturanteil
die Grenze des Sollbereichs überschreitet, während der Kenn
linienwert nach unten, d. h. zu niedrigeren Strömen hin, ver
schoben wird, wenn der Korrekturanteil die Grenze des Soll
bereichs unterschreitet.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird mit dem ge
schilderten Verfahren die Ventilkennlinie an den verschiede
nen Kennlinienpunkten abgeglichen und somit deren Form und
Steigung ermittelt. In einem Ausführungsbeispiel wird jeder
aktuell vorliegende Kennlinienpunkt (I/ΔP) adaptiert, in ei
nem anderen Ausführungsbeispiel wird die Kennlinie in Druck
bereiche unterteilt, wobei der bei der Adaption vorliegende
Differenzdruck den Druckbereich und somit den zu modifizie
renden Kennlinienabschnitt bestimmt. In diesem Fall wird der
ausgewählte Kennlinienabschnitt entsprechend dem Adaptions
wert verschoben. Im einfachsten Fall wird die gesamte Kenn
linie entsprechend dem Adaptionswert parallel verschoben.
In Fig. 6a ist beispielhaft der erste Fall dargestellt, die
Auswirkung der Adaption auf die Kennlinie 13 in bestimmten
Kennlinienpunkten. Dabei sind verschiedene Korrekturen der
Kennlinie an einzelnen Punkten eingezeichnet, die so im Lau
fe der Zeit zu dem neuen, strichliert gezeichneten Kennlini
enverlauf führen. Der letztgenannte Fall, der zur Kompensa
tion von Alterungsprozessen während des Betriebs auftritt
und zu einer Parallelverschiebung der gesamten Kennlinie
führt, ist in Fig. 6b dargestellt. Die Kennlinie wird durch
die Adaption in einem Betriebspunkt um einem bestimmten Be
trag parallel verschoben, so daß sich die adaptierte, ge
strichelt gezeichnete Kennlinie ergibt.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der in Fig. 2 dar
gestellte Regler als Programm eines Mikrocomputers reali
siert. In Fig. 3 ist ein Flußdiagramm skizziert, welches
ein derartiges Programm darstellt. Nach Start des Programms
zu vorgegebenen Zeitpunkten werden im ersten Schritt 200 die
notwendigen Größen Sollwert Psoll, Istwert Pist, Speicher
druckwert PSP und gegebenenfalls Atmosphärendruck PATM ein
gelesen. Im darauffolgenden Schritt 202 wird die Differenz
ΔP aus Solldruck und Istdruck gebildet. Darauf hin wird im
Schritt 203 überprüft, ob die Regelung sich im eingeregelten
Zustand befindet, d. h. ob der Istwert im wesentlichen dem
Sollwert entspricht. Dies wird vorzugsweise durch Vergleich
der Differenz mit einem Grenzwert, der 0 ist oder der nahe
bei 0 liegt, erreicht. Ist die Regelung im eingeregelten Zu
stand, werden gemäß Schritt 230 die auszugebenden Größen
Iauf und Iab auf 0 geschaltet, d. h. die Regelung passiv ge
schaltet. Ist der eingeregelte Zustand nicht erreicht, wird
im Schritt 204 überprüft, ob ein Druckaufbau stattfinden
soll. Dies erfolgt auf der Basis der Druckdifferenz nach
Maßgabe einer Hysterese. Ist die Druckdifferenz oberhalb des
Schwellwertes für den Druckaufbau, so wird gemäß Schritt 300
vom Regler auf der Basis der Regelabweichung die Korrektur
größe PaufR gebildet. Dann wird gemäß Schritt 302 aus der
Kennlinie 13 die Größe Iauf abhängig von der Differenz aus
Speicherdruck und der Summe von Sollwert und Korrekturwert
berechnet und im Schritt 304 ausgegeben. Analog wird für den
Druckabbau in Schritt 306 die Korrekturgröße PABR abhängig
vom Differenzdruck berechnet, aus der Kennlinie 13a die Grö
ße Iab, abhängig von der Differenz der Summe aus Sollwert
und Korrekturwert und gegebenenfalls dem Atmosphärendruck
ausgelesen (Schritt 308) und gemäß Schritt 310 ausgegeben.
Nach den Schritten 304, 310 bzw. 230 wird das Programm been
det und zum nächsten Zeitpunkt wiederholt.
Neben der Verwendung von zwei Reglern wird in einem Ausfüh
rungsbeispiel ein Regler verwendet, der je nach Druckauf-
oder -abbau mit entsprechenden Parametern geladen wird.
Ferner ist in einem Ausführungsbeispiel die Kennlinie 13 und
13a nicht vom Solldruck bzw. einem aus dem Solldruck abge
leiteten Wert, sondern vom Istdruck abhängig. Darüber hinaus
wird in einem Ausführungsbeispiel keine Korrektur des
Solldrucks durch den Regler vorgenommen, sondern eine Kor
rektur des aus der Kennlinie ausgelesenen Stroms abhängig
vom Reglerausgang, der einen Stromkorrekturwert (IaufR,
IabR) auf der Basis der Differenz zwischen Soll- und Ist
druck bildet. Entsprechend der oben geschilderten Vorgehens
weise bildet dann das Ausgangssignal des Reglers Grundlage
für die Adaption der Kennlinien.
Ein Beispiel für eine Realisierung der Adaption der Kennli
nien als Rechnerprogramm ist anhand des Flußdiagramms in Fig.
4 skizziert. Das dort dargestellte Programm wird zu vor
gegebenen Zeitpunkten eingeleitet. Im ersten Schritt 400
werden Sollwert Psoll, Istwert Pist und die Reglerkorrektur
werte PaufR bzw. PabR eingelesen. Anstelle der Reglerkorrek
turwerte können auch einzelne oder eine beliebige Kombinati
on einzelner Regleranteile eingelesen werden. Darauf hin
werden im Schritt 402 die Grenzen des Sollbereichs für die
Reglerausgangssignale bzw. die einzelnen Regleranteile ab
hängig vom Istdruck Pist und der Dynamik des Solldrucks
Psoll(t), d. h. der zeitlichen Veränderung des Solldrucks,
bestimmt. Dabei wird der Sollbereich größer je größer die
Dynamik des Solldrucks ist und je größer der Istdruck ist.
Im darauffolgenden Abfrageschritt 404 wird der Korrekturwert
PaufR bzw. der Korrekturwert PabR mit den Grenzen des Soll
bereichs verglichen. Überschreitet der betrachtete Korrek
turwert den Sollbereich, so wird gemäß Schritt 406 eine Kor
rektur der Kennlinie abhängig von der Größe der Abweichung
des Korrekturwertes von der Sollbereichsgrenze vorgenommen.
Dabei erfolgt eine Parallelverschiebung der gesamten Kennli
nie oder in anderen Ausführungsbeispielen eine Verschiebung
des aktuellen Betriebspunkt der Kennlinie oder des aktuel
len, vom Differenzdruck vorgegebenen Kennlinienbereichs. Be
findet sich gemäß Schritt 410 der Korrekturwert unterhalb
der oberen Sollbereichsgrenze, wird im Abfrageschritt 408
überprüft, ob der Korrekturwert unterhalb der unteren Soll
bereichsgrenze liegt. Ist dies der Fall, wird gemäß Schritt
404 die Adaption der Kennlinie abhängig von der Abweichung
des Korrekturwerts von dieser unteren Sollbereichsgrenze
durchgeführt. Auch hier findet entweder eine Korrektur der
gesamten Kennlinie, eine Korrektur des aktuellen Kennlinien
punktes oder eine Korrektur eines vorbestimmten Kennlinien
bereichs statt. Befindet sich der Korrekturwert innerhalb
des vorgegebenen Sollbereichs findet keine Adaption statt.
Nach den Schritten 406 bzw. 410 bzw. im Falle einer negati
ven Antwort im Schritt 408 wird das Programm beendet und zum
nächsten Zeitpunkt erneut durchlaufen.
Der Sollbereich liegt dabei im bevorzugten Ausführungsbei
spiel um die Mittenstellung des Reglers, die in der Regel
nahe Null ist. Daher weist die obere Grenze positive Werte,
die untere negative oder kleine positive Werte auf.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird während des Betriebs
zur Kompensation von Alterungsprozessen lediglich eine Par
allelverschiebung der gesamten Kennlinie vorgenommen. Daher
genügen zur Adaption Regelvorgänge im unteren Druckbereich,
der bei üblichen Bremsungen vorliegt. Die Steigung der Kenn
linie, die im bevorzugten Ausführungsbeispiel über die Be
triebsdauer als konstant angenommen wird, muß dann bei der
ersten durchgeführten Adaption, z. B. während einer Bandende
kontrolle ermittelt werden.
In einem ersten Ausführungsbeispiel erfolgt dies mit dem
eben skizzierten Verfahren innerhalb eines Prüfzyklus, in
dem selbsttätig verschiedene Druckbereiche durchlaufen wer
den. Dabei werden dem Regler verschiedene Solldrücke vorge
geben und das in Fig. 4 beschriebene Adaptionsprogramm für
einzelnen Kennlinienpunkte durchlaufen. Auf diese Weise wer
den Kennlinienpunkte und somit die Kennlinie selbst ermit
telt.
Das einmalige Ermitteln der Steigung wird in einem anderen
Ausführungsbeispiel durch ein alternatives Verfahren durch
geführt. Dabei werden während des Prüfzyklus definierte
Stromwerte ausgegeben und aus dem Druck, der sich nach einer
gewissen Zeit einstellt, der jeweilige Kennlinienpunkt er
mittelt. Diese Vorgehensweise ist anhand des Flußdiagramms
in Fig. 5 dargestellt. Nach Start des Programmteils zu vor
gegebenen Zeitpunkten während eines Prüfzyklus, beispiels
weise im Rahmen der Bandendekontrolle, wird im ersten
Schritt 500 ein bestimmter Aufbaustrom Iauf- bzw. Abbaustrom
Iab an das entsprechende Ventil ausgegeben. Daraufhin wird
im Schritt 502 der Ablauf einer vorgegebenen Zeit Tmax abge
wartet. Daraufhin wird im Schritt 504 der Istdruckwert Pist
und ggf. der Speicherdruck PSP erfaßt. Im darauffolgenden
Schritt 506 wird dann der jeweilige Kennlinienpunkt (I; ΔP)
aus den erfaßten Druckdaten und den vorgegebenen Stromdaten
ermittelt. Nach Schritt 506 wird der Programmteil beendet
und zum nächsten Zeitpunkt erneut mit anderen Stromgrößen
durchlaufen.
Claims (12)
1. Verfahren zur Regelung des Drucks in wenigstens einer
Radbremse, wobei ein Sollbremsdruck vorgegeben und ein Ist
bremsdruck ermittelt wird, wobei eine Ventilanordnung zum
Druckaufbau und zum Druckabbau im Rahmen einer Druckregelung
angesteuert wird, wobei das wenigstens eine Ansteuersignal
für die Ventilanordnung auf der Basis der Abweichung des
Istdrucks vom Solldruck und auf der Basis eines abgespei
cherten Zusammenhangs zwischen Ansteuersignal und den Druck
verhältnisse im Bereich der Ventilanordnung gebildet wird
und wobei dieser Zusammenhang veränderbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Zusammenhang zwischen Ansteuersignal und Druckverhält
nisse in Kennlinien für den Druckaufbau und/oder den Druck
abbau abgelegt ist, welche das wenigstens eine Ansteuersig
nal in Abhängigkeit von der Druckdifferenz über der Venti
lanordnung beschreiben.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß ein Druckregler vorgesehen ist, welcher abhängig
von Soll- und Istdruck ein Korrektursignal bildet.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Korrektursignal das aus der Kennlinie ermittelte Grund
ansteuersignal oder das aus dem Fahrerwunsch ermittelte
Sollsignal korrigiert.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Zusammenhang zwischen Ansteu
ersignalgröße und Druckverhältnis abhängig von der Größe der
Korrektur des vom der Abweichung des Istdrucks vom Solldruck
abhängigen Druckreglers verändert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Korrekturwert oder ein Teil davon mit vorgegebenen
Grenzen verglichen wird und bei Überschreiten bzw. Unter
schreiten dieser Grenzen eine Korrektur der jeweiligen Kenn
linie vorgenommen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Parallelverschiebung der gesamten Kennlinie, eine Par
allelverschiebung bestimmter Kennlinienbereiche oder eine
Verschiebung einzelner Kennlinienpunkte stattfindet.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ausmaß der Korrektur abhängig von der Größe der Abwei
chung zwischen Korrekturwert und Grenzwert ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß bei Inbetriebnahme im Rahmen eines
Prüfzyklus durch Vorgabe bestimmter Sollwerte der Zusammen
hang zwischen Ansteuersignalgröße und Druckverhältnisse im
Bereich der Ventilanordnung erfaßt wird.
10. Verfahren zur Regelung des Drucks in wenigstens einer
Radbremse, wobei zur Regelung der Zusammenhangs zwischen An
steuersignal für eine den Bremsdruck beeinflussende Ventil
anordnung und den Druckverhältnisse im Bereich der Venti
lanordnung abgespeichert wird und wobei zur Bestimmung die
ses Zusammenhang Ansteuersignale vorgegeben werden und auf
der Basis der sich einstellenden Druckverhältnisse die den
Zusammenhang beschreibende Daten ermittelt und abgespeichert
werden.
11. Vorrichtung zur Regelung des Drucks in wenigstens einer
Radbremse, mit einer elektronischen Steuereinheit, die über
wenigstens ein Ausgangssignal eine Ventilanordnung zum
Druckaufbau und zum Druckabbau in der Radbremse im Rahmen
einer Druckregelung ansteuert, die einen Regler umfaßt, wel
cher die Größe des wenigstens einen Ansteuersignals auf der
Basis der Abweichung zwischen einem Sollbremsdruck und einem
Istbremsdruck und auf der Basis eines abgespeicherten Zusam
menhangs zwischen der Ansteuersignalgröße und den Druckver
hältnissen an der Ventilanordnung bildet und der diesen Zu
sammenhang im Sinne einer Anpassung an Veränderungen im Be
reich der Bremsanlage beeinflußt.
12. Vorrichtung zur Regelung des Drucks in wenigstens einer
Radbremse, mit einer elektronischen Steuereinheit, die Spei
chermittel umfaßt, in denen der Zusammenhangs zwischen An
steuersignal für eine den Bremsdruck beeinflussende Venti
lanordnung und den Druckverhältnisse im Bereich der Venti
lanordnung abgespeichert ist und diesen Zusammenhang zur Re
gelung auswerten, und die Mittel umfaßt, die zur Bestimmung
dieses Zusammenhang Ansteuersignale vorgeben und auf der Ba
sis der sich einstellenden Druckverhältnisse die den Zusam
menhang beschreibende Daten ermitteln und abspeichern.
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