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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung
eines Drucksteuerventils, insbesondere in einer Bremsanlage.
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Elektrisch
steuerbare Drucksteuerventile werden in der Technik in vielfacher
Verwendung eingesetzt. Ein besonderes Anwendungsgebiet derartiger
Drucksteuerventile ist die Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs, bei
welcher durch Betätigen
von Drucksteuerventilen der Druck in den Radbremszylindern des Kraftfahrzeugs
gesteuert wird. Ein Beispiel für
eine derartige Steuerung eines Drucksteuerventils ist aus der
DE 195 01 760 A1 (US-Patent
5 727 852) bekannt. Dort wird eine hydraulische Bremsanlage beschrieben,
bei welcher der Zusammenhang zwischen der Betätigungskraft des Bremspedals
durch den Fahrer und den in den Radbremszylindern eingesteuerten
Drücken,
das heißt
die Bremskraftverstärkung,
durch Steuerung wenigstens eines Drucksteuerventils verändert wird.
Dabei wird über
dieses Drucksteuerventil in wenigstens einer Radbremse Druck aufgebaut,
gehalten oder abgebaut. Zur Unterstützung des Druckaufbaus und/oder des
Druckabbaus ist neben der Ventilsteuerung im gezeigten Aus führungsbeispiel
wenigstens eine steuerbare Pumpe vorgesehen, welche den für einen Druckaufbau
notwendigen Bremsdruck für
die Radbremsen, der über
den vom Fahrer vorgegebenen Bremsdruck hinausgeht, bereitstellt
bzw. beim Druckabbau Druckmittel aus wenigstens einem Radbremszylinder
absaugt. Die Steuerung des Drucksteuerventils erfolgt dabei im Rahmen
eines Druckregelkreises, bei welchem ein vorgegebener Sollwert mit
einem im Bereich wenigstens einer Radbremse gemessenen Druck verglichen
und ein Ansteuersignal entsprechend der Abweichung zwischen dem Soll-
und dem gemessenen Istwert zur Ansteuerung des Ventils gebildet
wird.
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Aus
der
DE 36 36 141 A1 ist
ein Druckregler, insbesondere ein Bremszylinderdruckregler bekannt. Dieser
enthält
eine Stromquelle, welche den Magnetventilen einen Vorstrom aufprägt, wenn
sich ein dem einzuregelnden Solldruck entsprechendes Soll-Wert-Signal ändert. Durch
ein abfallverzögertes Zeitglied
bleibt dieser Vorstrom noch für
eine vorgegebene Zeitdauer aufrechterhalten, nachdem das Soll-Wert-Signal
wieder konstant geworden ist.
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Aus
der
DE 37 31 076 A1 ist
ein Verfahren zur Umsetzung eines einem Solldruck entsprechenden
Signals bekannt. Dabei wird ein dem Sollsignal entsprechender Bremsdruck
eingesteuert. Dieser Druck wird gemessen. Aus den Druckimpulsen
in den einzelnen Regelzyklen und den Ansteuerzeiten der Ventile
werden Faktoren und Ansprechzeiten identifiziert, mit denen in einem
Regelverstärker
das Sollsignal in ein Steuersignal solcher Länge umgesetzt wird, dass der
Solldruck eingesteuert wird.
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Ein
weiteres Verfahren bzw. eine weitere Vorrichtung zur Steuerung eines
Druckregelventils in einer Bremsanlage ist aus der
DE 196 54 427 A1 bekannt.
Dort wird zur Steuerung des Drucks in wenigstens einer Radbremse
im Rahmen eines Druckregelkreises wenigstens ein Schaltventil derart
angesteuert, daß das
Ventil ein Proportionalverhalten zeigt. Dabei ist ein Druckregler
vorgesehen, welcher ein pulsweitenmoduliertes Ansteuersignal für das Ventil oder
einen Stromsollwert für
den durch die Ventilwicklung fliessenden Strom in Abhängigkeit
der Abweichung des im Bereich einer Radbremse gemessenen Drucks
von einem vorgegebenen Sollwert bildet. Der Öffnungsquerschnitt des Ventils
und damit der über
das Ventil fliessende Volumenstrom stellt sich entsprechend der
Ansteuersignalgröße ein.
Zur Unterstützung
des Reglers und zur Verbesserung der Regelfunktion ist eine Vorsteuerung
vorgesehen, welche dem Reglerausgangssignal zur Bildung der Ansteuersignalgröße eine
Vorsteuergröße beaufschlagt,
die unter Berücksichtigung
der zu erwartenden Druckdifferenz über dem Ventil gebildet wird
und die im Idealfall das Ventil ohne Reglereingriff im Sinne des
Sollwertes steuert.
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Es
hat sich gezeigt, daß bei
derartigen Regelkonzepten insbesondere dann, wenn hohe Anforderungen
an die Regelgüte
gestellt werden, situationsabhängig
größere Abweichungen
durch die Vorsteuerung auftreten. Dies bedeutet, daß das Ventil nicht
mehr exakt im Sinne des Sollwerts betätigt wird und die entstehende
Abweichung vom Regler ausgeregelt werden muß. Diese Auswirkungen treten
auch dann auf, wenn der Istwert nicht gemessen, sondern beispielsweise
auf der Basis des Ventilansteuersignals geschätzt wird, und das Ventil im
Rahmen einer Steuerung ohne Rückführung der
gemessenen Regelgröße betätigt wird,
was im folgenden der Einfachheit halber auch als Regelung bezeichnet
wird. Eine Beeinträchtigung
der Güte
der Ventilsteuerung und damit des Komforts der Bremsensteuerung
ist die Folge.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen anzugeben,
welche die Regelgüte
bzw. den -komfort im Zusammenhang mit der Steuerung eines Druckventils
verbessern.
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Dies
wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche erreicht.
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Die
beschriebene Lösung
verbessert die Regelgüte
bzw. den -komfort im Zusammenhang mit einer Steuerung eines Druckventils.
Dabei werden Abweichungen in der zur Unterstützung vorgesehenen Vorsteuerung
kompensiert, so daß der
Eingriffbedarf der Regelung selbst minimiert ist.
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Besonders
vorteilhaft ist, daß bei
einer druckabbauenden Steuerung nach einer druckaufbauenden Steuerung
des Ventils der Vorsteuerwert situationsbedingt durch wenigstens
einen Hysteresewert verändert
und auf diese weise der infolge des Druckdifferenzniveaus am Ventil
vorhandene Einflußfaktor auf
die Vorsteuerung reduziert wird. Besonders vorteilhaft ist, daß die Größe dieses
wenigstens einen Hysteresewerts abhängig vom Wendepunkt von der
Druckaufbau- in die Druckabbauphase vorgegeben wird.
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Besonders
vorteilhaft ist, daß der
Wendepunkt nach Maßgabe
der Größe des Ansteuersignals für das Drucksteuerventil
bestimmt wird.
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Vorteilhaft
ist, daß bei
geregelten Systemen, bei denen ein Reglerausgangssignal auf der
Basis eines Sollwertes und eines gemessenen Istwerts gebildet wird,
die Regelkreisverstärkung
reduziert werden kann. Damit wird die Schwingungsneigung reduziert und
der Regelungskomfort noch zusätzlich
erhöht.
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Bei
der Anwendung bei Bremsanlagen wird in vorteilhafter Weise die Pedalrückwirkung
bzw. die hydraulischen Pulsationen und Geräusche in der Bremsanlage verbessert,
weil wegen des reduzierten Eingriffs des Reglers die beschriebenen
Effekte minimiert sind.
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Besonders
vorteilhafte Wirkungen zeigt die beschriebene Lösung bei Systemen, bei denen
keine Regelung im engeren Sinne auf der Basis eines gemessenen Istsignals,
sondern auf der Basis eines geschätzten Istsignals stattfindet.
Bei derartigen Systemen, bei denen sich die Abweichungen in der
Vorsteuerung besonders gravierend auswirken, zeigt sich ein erheblich
verbesserter Regelkomfort bzw. eine erheblich verbesserte Regelgüte.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsformen näher erläutert. 1 zeigt
dabei ein Übersichtschaltbild
eines Steuergeräts
zur Steuerung eines Drucksteuerventils in einer Bremsanlage.
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2 zeigt
ein Ablaufdiagramm zur Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung. In 3 ist beispielhaft
eine Ventilkennlinie dargestellt, anhand derer die Wirkungsweise
der beschriebenen Lösung verdeutlicht
wird.
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In 1 ist
ein Übersichtsblockschaltbild
einer Steuereinheit zur Steuerung einer Bremsanlage dargestellt.
Die Steuereinheit 10 umfaßt dabei einen Mikrocomputer 12,
eine Eingangsschaltung 14, eine Ausgangsschaltung 16 sowie
ein diese Elemente verbindendes Kommunikationssystem 18, über welches
Daten ausgetauscht werden. Der Eingangsschaltung 14 werden
Eingangsleitungen, in einem Ausführungsbeispiel
ein Bussystem, über
die der Steuereinheit 10 und insbesondere dem Mikrocomputer 12 die
zur Steuerung der Bremsanlagen auszuwertenden Betriebsgrößen zugeführt werden.
In 1 sind die Eingangsleitungen dargestellt, über die
die in Verbindung mit der nachfolgend beschriebenen Lösung auszuwertenden
Signale übertragen werden.
Eine Eingangsleitung 20 verbindet die Steuereinheit 10 mit
einer Meßeinrichtung 22,
welche eine den Betätigungsgrad
des Bremspedals repräsentierende
Größe ermittelt.
Dabei ist die Meßeinrichtung 22 ein
Sensor oder eine Sensoranordnung, welcher die Auslenkung des Pedals
und/oder welcher die Betätigungskraft
des Pedals erfaßt.
Ferner ist in einem Ausführungsbeispiel
eine Eingangsleitung 24 vorgesehen, die die Steuereinheit 10 mit
einer Meßeinrichtung 26,
welche ein den Vordruck in der hydraulischen Bremsanlage, d.h. einen
Ausgangsdruck des Hauptbremszylinders repräsentierendes Signal ermittelt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind
ferner Eingangsleitungen 28 bis 31 vorgesehen, die
die Steuereinheit 10 mit Meßeinrichtungen 32 bis 35 zur
Druckerfassung verbin den. Je nach Ausführung sind nur ein Drucksensor
pro Bremskreis, der vorzugsweise den Druck in der gemeinsamen Bremsleitung
oder in einer Bremsleitung einer Radbremse, den sogenannten Systemdruck,
oder ein Drucksensor pro Radbremse vorgesehen, der den Bremsdruck
im Bereich einer Radbremse erfaßt.
In anderen Ausführungsbeispielen
sind keine Drucksensoren vorgesehen, so daß die Eingangsleitungen 28 bis 31 fehlen.
Ferner sind Eingangsleitungen 36 bis 40 vorgesehen,
welche die Steuereinheit 10 mit Meßeinrichtungen 42 bis 44 verbinden.
Diese Meßeinrichtungen
erfassen Signale, welche weitere Betriebsgrößen der Bremsanlage und/oder
des Fahrzeugs erfassen, die bei der Bremsensteuerung verwendet werden.
Diese Größen sind
beispielsweise Radgeschwindigkeiten, die an jedem Rad des Fahrzeugs
erfaßt
werden und die zur Bremsensteuerung ausgewertet werden. Über Ausgangsleitungen 46 betätigt die
Steuereinheit 10 die Ventilanordnungen 28, welche
den Bremsdruck in wenigstens einer Radbremse steuern. Diese Ventilanordnung 48 umfaßt wenigstens
ein Drucksteuerventil, welches zum Druckaufbau und zum Druckabbau
in wenigstens einer Radbremse elektrisch betätigt wird. Ferner ist wenigstens
eine Pumpe 50 vorgesehen, die über eine Ausgangsleitung 52 betriebszustandsabhängig zum Erzeugen
von Bremsdruck und/oder zum Fördern von
Druckmittel betätigt
wird.
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In
Bezug auf die Steuerung des Druckregelventils wird in einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
ein im Mikrocomputer 12 implementierter Regler, welcher
in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
eine Ansteuersignalgröße zur Ansteuerung
des Druckregelventils abhängig
von einem vorgegebenen Sollwert und einem gemessenen Istwert bildet, eingesetzt.
In einem anderen Ausführungsbeispiel wird
das Drucksteuerventil im Rahmen einer Regelung der Bremskraft, des
Bremsmoments, etc. angesteuert. Ferner gibt es Ausführungsbeispiele,
in denen die Regelgröße nicht
meßtechnisch
er faßt,
sondern anderen Betriebsgrößen geschätzt wird
(z.B. Bremsdruck aus dem Ansteuersignal, Bremsmoment aus Radgeschwindigkeit
und Bremsdruck, etc.). Bei einer solchen Steuerung, die im Rahmen
der vorliegend beschriebenen Lösung
auch als Regelung bezeichnet wird, bildet der Mikrocomputer 12 die
Ansteuersignalgröße nach
Maßgabe
des geschätzten Istwertes
sowie des vorgegebenen Sollwertes.
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Zur
Verbesserung der Regelgüte
und des Regelkomforts ist eine Vorsteuerung vorgesehen, die in Abhängigkeit
wenigstens des Sollwertes z.B. mittels einer Kennlinie, eines Kennfelds,
einer Tabelle oder Berechnungsschritten eine Grundansteuersignalgröße bildet,
die vom Regler im Sinne einer Annäherung des Istwertes an den
Sollwert korrigiert wird. Im Idealfall ist diese Grundansteuersignalgröße so vorgegeben,
daß kein
Eingriff des Regler notwendig ist, d.h. daß der Istwert allein durch
die Vorsteuerung auf den Sollwert geführt wird.
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Als
Regler werden beispielsweise PI- oder PID-Regler eingesetzt. Das
vom Regler ausgegebene Signal wird als pulsweitenmoduliertes Signal
entweder direkt oder über
einen Stromregler an das Ventil geleitet. Der Stromregler, regelt
den Strom durch die Ventilwicklung, wobei der Stromsollwert auf der
Basis des pulsweitenmodulierten Ausgangssignals des Reglers gebildet
wird und der Istwert durch Strommessung am Ventil erfaßt wird.
Der Stromregler minimiert die Einflüsse der Ventilspulentemperatur
und der Versorgungsspannung auf Regelgüte und Regelkomfort.
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Bei
Systemen mit hoher Anforderung an die Regelgüte bzw. den Regelkomfort fallen
trotz Stromregelung situationsabhängig größere Abweichungen in der Vorsteuerung
auf, die dann vom Regler ausgeregelt werden müssen. Dadurch ist ein Regler
vorzusehen, der einen relativ großen Stellhub und mit Blick auf
die Dynamik der Regelung eine relativ große Kreisverstärkung aufweist.
Nachteile in Regelgüte und
Regelkomfort bei der Ausregelung dieser Abweichungen sind in Kauf
zu nehmen. Bei Systemen ohne Rückführung der
Regelgröße wirken
sich diese Fehler noch gravierender aus. Es hat sich gezeigt, daß der entscheidende
Einflußfaktor
für die
Vorsteuerungabweichung das Druckdifferenzniveau am Ventil ist. Bei
druckerhöhenden
Ansteuerung und anschließender
druckreduzierender Ansteuerung des Ventils weist das Ventil eine
Hysterese in seiner Kennlinie auf, die vom Druckifferenzniveau abhängig ist.
Dies bedeutet, daß bei
Zurücknahme
der Ansteuersignalgröße zum Druckabbau
eine Totzone vorhanden ist, in der trotz Änderung der Ansteuersignalgröße keine Druckänderung
bewirkt wird. Es ist eine größere Hysterese
vorhanden, wenn der Wendepunkt, d.h. der Übergang von der druckaufbauenden
zur druckabbauenden Ansteuerung, bei höheren Druckdifferenzwerten
liegt als bei niedrigeren Werten.
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Erfindungsgemäß wird daher
vorgeschlagen, eine situationsabhängige Vorsteuerung vorzusehen.
Ausgehend von einer Vorsteuerkennlinie für den Druckaufbau, die in einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
als Geradengleichung beschrieben wird, wird bei druckabbauender
Ansteuerung ein Hysteresewert H berücksichtigt. Der Hysteresewert ist
dabei eine Funktion der Druckdifferenz über dem Ventil am Wendepunkt,
an dem der Übergang
von der druckaufbauenden zur druckabbauenden Ansteuerung stattfindet.
Die Größe dieser
Hysterese wird vorzugsweise aus einer Kennlinie entnommen, deren
Werte für
die verschiedenen Ventilbauarten empirisch ermittelt wird. Durch
die Berücksichtigung des
Hysteresewertes wirkt sich die Hysterese im Ansteuersignal nicht
mehr aus, die Vorsteuerungsabweichung ist reduziert bzw. kompensiert.
Daher kann bei geregelten Systemen die Regelkreisverstärkung reduziert
werden, was die Schwingungsneigung des Re gelkreises ebenfalls reduziert.
Der Stellhub des Reglers kann reduziert und die Regelgüte bzw.
der Regelkomfort insgesamt erhöht
werden. Dabei treten auch Verbesserungen im Bezug auf die Pedalrückwirkung,
die hydraulische Pulsationen und die Geräusche auf, die beim Ausregeln
der Vorsteuerungsabweichung auftreten würden. Bei Systemen ohne gemessene
Regelgröße verringert
die Berücksichtigung
des situationsabhängigen
Hysteresewertes ebenfalls die Güte
der Regelung, wobei Ungenauigkeiten in der Schätzung (z.B. der Druckschätzung) verringert
werden.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
das gesteuerte Drucksteuerventil Teil einer hydraulischen Bremsanlage.
Bevorzugt wird die dargestellte Lösung bei der im eingangs genannten
Stand der Technik beschriebenen Steuerfunktion eingesetzt, wobei
das Drucksteuerventil das sogenannte Umschaltventil ist, welches
in der Bremsleitung eines Bremskreises zwischen Hauptbremszylinder
und Einlaßventil
angeordnet ist. Die beschriebene Lösung ist aber auf alle Drucksteuerventile
anwendbar, die in proportionalisierender Weise zum Aufbau und Abbau
von Druck betätigt
werden.
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Ein
Ausführungsbeispiel
im Rahmen des bevorzugten Ausführungsbeispiels
ist als Ablaufdiagramm in 2 dargestellt.
Dieses skizziert ein Programm des Mikrocomputers 12, welches
die im eingangsgenannten Stand der Technik beschriebene Funktion
unter Berücksichtigung
der oben dargestellten Lösung
darstellt.
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Das
in 2 dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel betrifft eine
hydraulische Bremsanlage, wie sie aus dem eingangs genannten Stand
der Technik bekannt ist, bei der für beide Bremskreise im Rahmen
einer Druckregelung die Bremskraftverstärkung durch Steuerung einer
dem jeweiligen Bremskreis zugeordneten Ventilanordnung sowie wenigstens einer
dem jeweiligen Bremskreis zugeordneten Pumpe gesteuert wird.
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Im
bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird zum Aufbau von Bremsdruck in den Radbremsen über die
Fahrervorgabe hinaus für
jeden Bremskreis die jeweilige Rückförderpumpe
aktiviert, die zwischen Pumpe und Hauptbremszylinder angeordneten
Ansaugventile geöffnet.
Um den eingestellten Bremsdruck in den Radbremszylindern zu halten, werden
bei diesem Ausführungsbeispiel
die Pumpenmotoren abgeschaltet und die Ansaugventile geschlossen
gehalten. Für
einen Druckabbau werden die Pumpenmotoren entweder abgeschaltet
oder zum Fördern
von Druckmittel eingeschaltet, während das
Ansaugventil geschlossen wird. Die Ansteuersignalgröße für die Rückförderpumpe,
insbesondere ein pulsweitenmoduliertes Steuersignal, wird in einem Ausführungsbeispiel
abhängig
vom Fahrerbremswunsch bestimmt. Das Umschaltventil wird in allen Betriebsphasen
im Rahmen der Regelung angesteuert, wobei sich eine von der Regelabweichung
bzw. dem Vorsteuerwert abhängige
Druckdifferenz über dem
Ventil einstellt, die den Istwert in der Nähe des Sollwerts führt bzw.
hält. Die
für jede
Radbremse vorgesehenen Einlaßventile
sind immer geöffnet,
während
die Auslaßventile
bei der ersten Variante geschlossen, bei der zweiten Variante, bei
welcher die Pumpen fördern,
zum Druckabbau geöffnet
werden.
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2 stellt
ein Ablaufdiagramm zur Realisierung der oben geschilderten Vorgehensweise
dar, welches im Mikrocomputer 12 der Steuereinheit 10 abläuft. Von
der Meßeinrichtung 22 wird
eine den Betätigungsgrad
des Bremspedals repräsentierende Größe zugeführt. Bei
dieser Größe handelt
es sich um wenigstens ein Signal, welches die Auslenkung des Bremspedals,
die Betätigungskraft
des Bremspedals und/oder den am Ausgang des Hauptbremszylinders
anstehenden Druck darstellt. Das den Betätigungsgrad repräsentierende
Signal wird beispielsweise mittels einer Kennlinie und/oder eines
Kennfeldes, gegebenenfalls unter Berücksichtigung weiterer Betriebsgrößen, in
einen Sollwert PSOLL umgesetzt, welcher im bevorzugten Ausführungsbeispiel
einen Drucksollwert für
den Druck in dem jeweiligen Bremskreis repräsentiert. Die anderen Betriebsgrößen, die zusätzlich zur
Bildung des Sollwerts herangezogen werden können, sind beispielsweise der
Gradient des Bremspedalbetätigungsgrades,
die Fahrzeuggeschwindigkeit, eine das Fahrverhalten des Fahrzeug repräsentierende
Größe, etc.
Von der Meßeinrichtung 26 wird
ein Signal PIST zugeführt,
die Istgröße des Regelkreise
repräsentiert,
z.B. den im Bremskreis herrschenden aktuellen Systemdruck. Das Ist- und
das Sollsignal werden zur Bildung der Regelabweichung in der Verknüpfungsstelle 102 miteinander verknüpft, wobei
die Abweichung der beiden Werte voneinander dem Regler 104 zugeführt wird.
Bei diesem Regler handelt es sich im bevorzugten Ausführungsbeispiel
um einen herkömmlichen
Regler mit Proportional- und Integral- sowie gegebenenfalls Differentialanteil.
Dieser Regler bildet abhängig
von der Regelabweichung eine Ausgangsgröße, welche zur Ansteuerung
der Ventilanordnung 58 in Abhängigkeit der Abweichung zwischen
Soll- und Istwert dient.
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In
bevorzugten Ausführungsbeispielen
wird das aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannte Umschaltventil
proportionalisiert angesteuert, das heißt es wird mit einem pulsweitenmodulierten
Signal oder einem daraus über
einen Stromregler abgeleiteten Signal angesteuert. Dieses Signal
bewirkt einen bestimmten Differenzdruck über dem Ventil, wobei sich
am Ventil ein Gleichgewicht aus magnetischer Kraft, rückstellender
Federkraft und Druckkraft einstellt (vgl. Ventilkennlinie nach 3). Das
Umschaltventil ist ohne Ansteuerung geöffnet. Mit größer werdener
Ansteuersignalgröße wird
die eingestellte Druckdifferenz über
dem Ventil größer, d.h.
daß das
Ventil prinzipiell schließt, mit
kleiner werdender Ansteuersignalgröße wird die eingestellte Druckdifferenz über dem
Ventil kleiner, d.h. daß das Ventil
prinzipiell öffnet.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird dieses pulsweitenmodulierte Ansteuersignal einem Stromregler 106 zugeführt, dem ferner
eine Istgröße für den durch
die Ventilspule fließenden
Strom zugeführt
wird. Die letztere Größe wird in
der Meßeinrichtung 108 erfaßt und zum
Regler 106 geführt.
Das pulsweitenmodulierte Signal wird in einen Sollstrom umgesetzt
(z.B durch Filterung), welcher im Rahmen der Regelung eingeregelt
wird. Auf diese Weise werden Einflüsse von Ventilspulentemperaturen
und Versorgungsspannungsschwankungen minimiert.
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Zur
Verbesserung der Regeleigenschaften und/oder der Regelgüte ist ferner
eine Vorsteuerung 110 des Reglers 104 vorgesehen.
Diese besteht im wesentlichen aus einer Kennlinie, beispielsweise
einer Geraden, welche in Abhängigkeit
der Eingangssignale einen Vorsteuerwert V ermittelt. Dieser wird der
Regelausgangssignalgröße in der
Verknüpfungsstelle 112 aufgeschaltet.
Das Eingangssignal der Vorsteuerung 110 ist in einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der Sollwert PSOLL, in dessen Abhängigkeit der Vorsteuerwert
V ermittelt wird. In einem anderen Ausführungsbeispiel wird die Druckdifferenz über dem
zu steuernden Umschaltventil, das heißt die Differenz zwischen dem
erfaßten
Vordrucks am Ausgang des Hauptbremszylinders in der Bremsleitung
und dem Solldruck als Eingangsgrößen verwendet.
Es hat sich nun gezeigt, daß trotz
genauer Applizierung dieser Vorsteuerung in einigen Betriebssituationen
eine Vorsteuerabweichung auftritt, d.h. eine bedeutende Regelabweichung
trotz Vorsteuerung zum Ausgleich durch den Regler bestehen bleibt. Diese
Abweichung ist vom Regler auszuregeln, was bezüglich Regelkomfort und Regelgüte Nachteile aufweisen
kann. Diese Betriebssituation tritt insbesondere dann auf, wenn
nach einer druckerhöhenden
Ansteuerung das Ventil druckreduzie rend angesteuert wird. Wesentlicher
Einflußfaktor
für diesen Fehler
ist das Druckdifferenzniveau am Ventil. In dieser Situation tritt
nämlich
in der Ventilkennlinie (vgl.3) eine
Hysterese auf, die vom Druckdifferenzniveau abhängig ist. Die Auswirkungen
der Hysterese zeigen sich darin, daß abhängig vom Druckdifferenzniveau
bei Reduzierung der Ventilansteuergröße keine Änderung stattfindet, bis der
absteigende Ast der Hysterese erreicht ist.
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Ein
Beispiel für
diese Hysterese ist in 3 dargestellt. Dort ist die
Druckdifferenz PDIFF über dem
Ventil auf der vertikalen, die Ansteuersignalgröße, insbesondere das Tastverhältnis PWM,
auf der horizontalen Achse aufgetragen. Dargestellt sind zwei Betriebssituationen,
in denen jeweils eine druckdifferenzerhöhende Ansteuerung bis zu einem Wendepunkt
W durch Erhöhen
des pulsweitenmodulierten Signals vorgenommen wird. Die daran anschließende druckdifferenzreduzierende
Ansteuerung führt
zu einem Verhalten wie es in 3 gestrichelt
dargestellt ist. Es ergeben sich also abhängig vom Wendepunkt W unterschiedliche
Hysteresegrößen H zwischen
der Aufbau- und der Abbaukennlinie.
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Um
den dargestellten unerwünschten
Effekt zu beherrschen, ist wie in 2 dargestellt,
die Bildung eines Hysteresewerts H in 114 dargestellt.
Dieser Hysteresewert H wird in Abhängigkeit des Druckdifferenzniveaus
PDIFF über
dem Ventil 48 im Wendepunkt, d.h. der Differenz bzw. dem
Verhältnis
zwischen Vordruck und Systemdruck (Istdruck) gebildet. Diese Differenz
wird in der Verknüpfungsstelle 116 aus
den entsprechenden Signalen berechnet und dem Hysteresewertbilder 114 zugeführt. Wird
ein Wendepunkt in der Ansteuerung erkannt, wird auf Basis der Druckdifferenz
PDIFF aus einer Tabelle oder Kennlinie der Hysteresewert H ausgelesen.
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Der
Wendepunkt wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel auf der Basis
der Änderung
des Betätigungsgrads
des Bremspedals z.B. unter Berücksichtigung
des Gradienten dieses Signals erkannt. Nimmt der Fahrer das Pedal
etwas oder vollständig
zurück,
wird von einer druckabbauenden Ansteuerung ausgegangen und der Hysterese
Wert aufgeschaltet. In anderen Ausführungsbeispielen erfolgt dies
auf der Basis der Regelabweichung, wobei bei einem Vorzeichenwechsel
ein Wechsel von einer druckerhöhenden
zu einer druckreduzierenden Ansteuerung ausgegangen wird. Entsprechend
wird bei einer Rücknahme
des Bremspedals mittels des Schwellenwertschalters 118 für den Gradienten
ein Signal ausgegeben. Dieses schließt ein Schaltelement 120,
welches zum Aufschalten des Hysteresewerts H auf den Vorsteuerwert
V in der Verknüpfungsstelle 122 führt. In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird der Hysteresewert vom Vorsteuerwert subtrahiert. In einer anderen
Ausführungsform wird
die Subtraktion des Hysteresewerts von der Summe aus Reglerausgangssignalgröße und Vorsteuerwert
vorgenommen, das heißt
im Wirkungsfluß nach
der Verknüpfungsstelle 112.
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Der
Hysteresewert H wird im Hysteresebilder 114 auf der Basis
einer Kennlinie abhängig
von der Eingangsgröße entnommen,
die für
die verschiedenen Ventilbauarten empirisch ermittelt wurde. Wie
im eingangs genannten Stand der Technik wird die Pumpe 50 entsprechend
der jeweiligen Betriebssituation angesteuert. Dies erfolgt durch
die Pumpensteuerung 124, der als Eingangsgröße die Regelabweichung
sowie das Betätigungsgradsignal
(Fahrerbremswunsch) oder der Sollwert zugeführt wird. Abhängig von
diesen Größen wird
ein pulsweitenmoduliertes Signal gebildet, welches eine bedarfsgerechte Steuerung
der Pumpe insbesondere ihrer Förderleistung,
bewirkt. Dabei wird insbesondere die Pumpe abhängig vom Fahrerbremswunsch
angesteuert, wenn Druck an den Radbremsen aufgebaut werden soll.
Während
des Druckhaltens wird die Pumpe angehalten, beim Druckabbau ebenfalls
abhängig
vom Fahrerbremswunsch bedarfsgerecht angesteuert. Die jeweilige
Betriebssituation wird aus der Größe und dem Vorzeichen der Abweichung
abgeleitet.
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In 2 ist
ein Ablaufdiagramm für
einen Bremskreis dargestellt. In Bezug auf den anderen Bremskreis
der Bremsanlage wird ein entsprechendes Ablaufprogramm vorgesehen,
welches eine entsprechende Steuerung des anderen Bremskreises repräsentiert.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel
wird der Istdruck nicht gemessen. Vielmehr wird er auf der Basis
der Ventilöffnungen
und der dadurch entstehenden Volumenströme abgeschätzt. Bei einer derartigen Steuerung
zeigen sich die gleichen Schwierigkeiten, da das Prinzip der Ventilsteuerung
gleich bleibt. Es wird lediglich die Druckmessung durch die Druckschätzung ersetzt.
Insofern ist auch bei einem derartigen Steuersystem das in 2 dargestellte Ablaufdiagramm
mit den entsprechenden Vorteilen anwendbar.
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Die
Bremswunschvorgabe stammt im beschriebenen Ausführungsbeispiel vom Fahrer,
kann aber auh bei einer entsprechenden Austattung des Fahrzeugs
von Reglern wie einem Fahrdynamikregler, einem Fahrgeschwindigkeitsregler
mit Abstandsmessung, etc. stammen.