DE4410339A1 - Controlling braking operation of electrically operated brake system of vehicle - Google Patents

Controlling braking operation of electrically operated brake system of vehicle

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DE4410339A1 DE19944410339 DE4410339A DE4410339A1 DE 4410339 A1 DE4410339 A1 DE 4410339A1 DE 19944410339 DE19944410339 DE 19944410339 DE 4410339 A DE4410339 A DE 4410339A DE 4410339 A1 DE4410339 A1 DE 4410339A1
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Reinhard Dipl Ing Helldoerfer
Juergen Dipl Ing Leuteritz
Karl-Heinz Metz
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Conti Temic Microelectronic GmbH
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Abstract

The braking pressure desired value (PB,S) is adjusted depending on the brake pressure (PBI) at the wheels of the motor vehicle, across pressure regulators of compressed air modulators. The transmission function of the pressure regulation is specified differently, depending on the braking operation characterising measurement variables. These or values derived from them are established. With a failure to reach all threshold values, the regulating behaviour per unit time is adjusted to a higher regulating quality. With the exceeding of name of the threshold values, the regulating behaviour per unit time is adjusted to a higher regulating speed.

Description

Bei elektrisch betriebenen Bremssystemen von Kraftfahr­ zeugen wird die Bremskraft entsprechend der Stellung des Bremspedals vorgegeben (Sollwertvorgabe) und abhän­ gig davon der Bremsdruck an den Rädern des Fahrzeugs über Druck Luftmodulatoren mittels Regelungsvorgängen eingestellt. Derartige Druckluftmodulatoren bestehen aus dem Ventilteil, der elektrischen Steuereinheit und dem eigentlichen Druckregler zur Vorgabe des Brems­ drucks. Um einen stabilen Bremszustand zu erreichen, muß der Regelungsvorgang zur Einstellung des Brems­ drucks rasch durchgeführt werden - insbesondere bei ABS-Systemen oder ASR-Systemen, bei denen ein Blockie­ ren bzw. Durchdrehen der Räder verhindert werden soll, muß der Bremsdruck sehr schnell erhöht oder erniedrigt werden. Der Druckregler ist aus diesem Grund auf opti­ males Folgeverhalten (Geschwindigkeit) und nicht auf Genauigkeit ausgelegt. Hierdurch entstehen bei abrupten Änderungen der Sollwertvorgabe Überschwinger der Regel­ größe, die sich insbesondere bei Bremsvorgängen mit niedriger Bremsverzögerung (bis ca. 0,3 g) nachteilig bemerkbar machen (Fahrer verspürt einen Stoß, kurzzei­ tig nachlassende Bremswirkung).For electrically operated braking systems from Kraftfahr will testify the braking force according to the position of the brake pedal (setpoint) and depend the brake pressure on the wheels of the vehicle via pressure air modulators by means of control processes set. Compressed air modulators of this type exist from the valve part, the electrical control unit and the actual pressure regulator for setting the brake pressure. To achieve a stable braking condition, the control process for adjusting the brake pressure can be carried out quickly - especially at ABS systems or ASR systems in which a blockage prevent or spin the wheels, the brake pressure must be increased or decreased very quickly become. For this reason, the pressure regulator is opti males subsequent behavior (speed) and not on Accuracy. This creates abrupt Changes to the setpoint specification overshoot of the rule size, especially when braking with low braking deceleration (up to approx. 0.3 g) disadvantageous make noticeable (driver feels a shock, briefly decreasing braking effect).

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Verfah­ ren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I anzuge­ ben, bei dem die genannten Nachteile vermieden werden und das dennoch einen sicheren Bremsvorgang gewährlei­ stet.It is the object of the invention, a simple procedure ren according to the preamble of claim I. ben, in which the disadvantages mentioned are avoided  and still guarantee a safe braking process continuous

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das Merk­ mal im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the Merk times solved in the characterizing part of claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous developments of the Ver driving result from the subclaims.

Die Übertragungsfunktion des Druckreglers des Druck­ luftmodulators - der zeitliche und betragsmäßige Regel­ verlauf - wird in Abhängigkeit von bestimmten, den Bremsvorgang charakterisierenden Meßgrößen oder Krite­ rien - insbesondere hinsichtlich Genauigkeit (hohe Re­ gelgüte) und Geschwindigkeit (schnelles Folgeverhalten) - unterschiedlich vorgegeben; als Meßgrößen (bzw. hier­ aus abgeleitete Kriterien) können beispielsweise die Raddrehzahl und die Änderungsgeschwindigkeit der Rad­ drehzahl (hieraus abgeleitet der Absolutschlupf und die Bremsverzögerung der Räder) sowie der Absolutwert des vorgegebenen Bremsdrucks, die zeitliche Sollwertände­ rungsrate des Bremsdrucks oder die Fahrgeschwindigkeit herangezogen werden. Vorzugsweise wird für den Fall, daß eine dieser Meßgrößen oder eine der hiervon abge­ leiteten Größen - beispielsweise also entweder der Ab­ solutschlupf bzw. die Bremsverzögerung der Räder ("ABS- Fall"/"ASR-Fall") oder der vorgegebene Bremsdruck ("Bremsdruckniveau") oder die zeitliche Änderungsrate des vorgegebenen Bremsdrucks ("Notbremsung") oder die Fahrgeschwindigkeit - einen für die jeweilige Meßgröße oder hiervon abgeleiteten Größe vorgegebenen Grenzwert bzw. Schwellwert überschreiten, wird eine Sollwertvor­ gabe für den Bremsdruck unverändert an den Druckregler übergeben (schnelles Folgeverhalten), damit diesem der anzusteuernde Bremsdruck-Endwert unmittelbar bekannt ist; beim Unterschreiten von allen Grenzwerten bzw. Schwellwerten wird hingegen die Übertragungsfunktion (das zeitliche und/oder betragsmäßige Regelverhalten) des Druckreglers modifiziert - beispielsweise durch Vorgabe eines zeitlich verlangsamten Druckanstiegs bis zum Bremsdruck-Endwert. Die Änderung der Übertragungs­ funktion des Druckreglers kann abhängig von der Art der gewünschten Bremsdruck-Sollwertänderung (d. h. ob der Bremsdruck erhöht oder vermindert werden soll) oder ab­ hängig von der absoluten oder relativen Differenz der Meßgrößen in bezug auf den jeweiligen Grenzwert unter­ schiedlich und variabel vorgegeben werden. Eine Modifi­ kation der Übertragungsfunktion kann beispielsweise durch Vorgabe unterschiedlicher Regelalgorithmen oder über die Vorgabe der Dämpfungskonstanten des Druckreg­ lers vorgenommen werden.The transfer function of the pressure regulator of pressure air modulators - the rule of time and amount course - is dependent on certain, Braking process characteristic quantities or criteria rien - especially with regard to accuracy (high re gel quality) and speed (fast follow-up behavior) - specified differently; as measurands (or here from derived criteria), for example Wheel speed and the rate of change of the wheel speed (derived from this the absolute slip and the Braking deceleration of the wheels) and the absolute value of the predetermined brake pressure, the temporal setpoint changes rate of brake pressure or driving speed be used. Preferably in the event that one of these measurands or one of the abge managed sizes - for example, either the Ab solutschlupf or the braking deceleration of the wheels ("ABS- Case "/" ASR case ") or the specified brake pressure ("Brake pressure level") or the rate of change over time the specified brake pressure ("emergency braking") or the Driving speed - one for the respective measured variable or the limit value derived therefrom or exceed the threshold value, a setpoint is passed unchanged to the pressure regulator for the brake pressure passed (quick follow-up behavior), so that the The final brake pressure value to be controlled is immediately known is; when falling below all limit values or The transfer function, however, becomes threshold values (the timing and / or amount of control behavior)  modified the pressure regulator - for example by Specification of a time-slowed rise in pressure to to the final brake pressure value. The change in transmission Function of the pressure regulator can depend on the type of desired brake pressure setpoint change (i.e. whether the Brake pressure should be increased or decreased) or down depending on the absolute or relative difference of the Measured variables in relation to the respective limit below can be specified differently and variably. A modifi cation of the transfer function can for example by specifying different control algorithms or about the specification of the damping constants of the pressure regulator be made.

Die Vorteile des beschriebenen Verfahrens bestehen dar­ in, daß die Überschwinger im Regelverhalten des Druck­ reglers weitgehend entfallen und die damit einhergehen­ den Beeinträchtigungen des Bremsverhaltens bzw. Brems­ komforts vermieden werden können, aber dennoch unter allen Betriebsumständen ein sicherer Bremsvorgang er­ möglicht wird.The advantages of the described method are as follows in that the overshoot in the control behavior of the pressure controller largely eliminated and associated with it the impairment of braking behavior or braking comfort can be avoided, but still under a safe braking operation in all operating conditions is possible.

Weiterhin soll die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels beschrieben werden.Furthermore, the invention is based on an embodiment are described for example.

Die Figur zeigt den zeitlichen Verlauf des vorgegebenen Bremsdruck-Sollwerts pB,S (Kurve 1) und den zeitlichen Verlauf des Bremsdruck-Istwerts pB,I am Ausgang des Druckreglers (Kurve 2, Kurve 3). Wie anhand der Kurve 2 dieses Diagramms ersichtlich wird, treten bei einer ab­ rupten Änderung des vorgegebenen Bremsdruck-Sollwerts pB,S (Kurve 1, Zeitpunkte t₁ und t₂) Überschwinger des Bremsdruck-Istwerts pB,1 am Ausgang des Druckreglers auf, die sich als "Rucken" des Fahrzeugs beim Fahrer spürbar bemerkbar machen.The figure shows the time course of the predetermined brake pressure setpoint p B, S (curve 1 ) and the time course of the actual brake pressure value p B, I at the output of the pressure regulator (curve 2 , curve 3 ). As can be seen from curve 2 of this diagram, when there is an abrupt change in the predetermined brake pressure setpoint p B, S (curve 1 , times t 1 and t 2) overshoot of the actual brake pressure p B, 1 at the output of the pressure regulator, which make itself perceptible to the driver as "jerking" of the vehicle.

Für den Fall, daß einerseits die ABS-Regelung und die ASR-Regelung nicht eingreift, d. h. die Radverzögerung unterschreitet den Schwellwert von beispielsweise 1 g bzw. der Absolutschlupf unterschreitet den Schwellwert von beispielsweise 10% und andererseits die gewünschte zeitliche Sollwertänderungsrate des Bremsdrucks einen bestimmten Wert unterschreitet (beispielsweise inner­ halb von 50 ms weniger als 13% Änderung bzgl. der letzten Sollwertvorgabe) und das Bremsdruckniveau ge­ ring ist (beispielsweise wenn der Absolutwert für die Bremsdruckvorgabe geringer als 25% des zulässigen Maximalwerts ist), wird die Übertragungsfunktion des Druckreglers durch Erhöhung des Dämpfungsfaktors (bei­ spielsweise von 0,4 auf 0,7) auf Kosten der Regelge­ schwindigkeit - jedoch zugunsten einer erhöhten Regel­ genauigkeit - verlangsamt. Hierdurch werden - siehe Kurve 3 - die störenden Überschwinger des Bremsdruck- Istwerts pB,I weitgehend unterdrückt, wodurch ein stö­ rungsfreier Verlauf des Bremsvorgangs gewährleistet wird.In the event that, on the one hand, the ABS control and the ASR control do not intervene, i.e. the wheel deceleration falls below the threshold value of, for example, 1 g or the absolute slip falls below the threshold value of, for example, 10% and, on the other hand, the desired rate of change in the target value of the brake pressure reaches a certain value falls below (for example within 50 ms less than 13% change with respect to the last setpoint specification) and the brake pressure level is low (for example if the absolute value for the brake pressure specification is less than 25% of the permissible maximum value), the transfer function of the pressure regulator is increased the damping factor (for example from 0.4 to 0.7) slows down at the expense of the control speed - but in favor of increased control accuracy. As a result - see curve 3 - the disturbing overshoots of the actual brake pressure value p B, I are largely suppressed, which ensures a trouble-free course of the braking process.

Als weitere Meßgröße bzw. als weiteres Kriterium für eine Modifizierung des Regelverhaltens kann die Fahrge­ schwindigkeit herangezogen werden: beispielsweise wird die Übertragungsfunktion nicht variiert (verlangsamt), wenn die Fahrgeschwindigkeit einen bestimmten Grenzwert (beispielsweise 30 km/h) überschreitet.As a further measured variable or as a further criterion for the Fahrge can modify the control behavior speed can be used: for example the transfer function does not vary (slows down), if the driving speed a certain limit (e.g. 30 km / h).

Claims (10)

1. Verfahren zur Steuerung des Bremsvorgangs bei einem elektrisch betriebenen Kraftfahrzeug-Bremssystem, wo­ bei:
  • a) der Sollwert der Bremskraft über die Stellung des Bremspedals vorgegeben wird,
  • b) der Sollwert der Bremskraft in einen Bremsdruck- Sollwert (pB,S) umgerechnet und abhängig davon der Bremsdruck (pB,I) an den Rädern des Kraftfahrzeugs über Druckregler von Druckluftmodulatoren einge­ stellt wird,
1. Method for controlling the braking process in an electrically operated motor vehicle braking system, where:
  • a) the nominal value of the braking force is specified via the position of the brake pedal,
  • b) the target value of the braking force is converted into a target braking pressure value (p B, S ) and, depending on this, the braking pressure (p B, I ) is set on the wheels of the motor vehicle via pressure regulators of compressed air modulators,
dadurch gekennzeichnet, daß
  • c) die Übertragungsfunktion des Druckreglers in Ab­ hängigkeit von den Bremsvorgang charakterisieren­ den Meßgrößen unterschiedlich vorgegeben wird.
 characterized in that
  • c) characterize the transfer function of the pressure regulator in dependence on the braking process, the measured variables are given differently.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die den Bremsvorgang charakterisierenden Meß­ größen und/oder daraus abgeleiteten Größen jeweils Schwellwerte festgelegt werden, daß beim Unterschreiten aller Schwellwerte das zeitliche Regelverhalten auf eine hohe Regelgüte eingestellt wird, und daß beim Überschreiten eines der Schwellwerte das zeitliche Re­ gelverhalten auf eine hohe Regelgeschwindigkeit einge­ stellt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that that for the measurement characterizing the braking process sizes and / or sizes derived from each Threshold values are set that when falling below the control behavior over time of all threshold values a high control quality is set, and that at If one of the threshold values exceeds the time re gel behavior to a high control speed is posed.   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Regelverhalten bzgl. Regelgüte und Regelgeschwindigkeit abhängig von der absoluten oder relativen Differenz der jeweiligen Meßgröße(n) und/oder der daraus abgeleiteten Größen in bezug auf den (die) jeweilige(n) Schwellwert(e) variabel vorgegeben wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized shows that the control behavior with regard to control quality and Control speed depending on the absolute or relative difference of the respective measured variable (s) and / or the quantities derived therefrom in relation to the the respective threshold value (s) is variably specified. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelverhalten des Druckreglers über die Variation der Dämpfungskonstanten des Druck­ reglers eingestellt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized that the control behavior of the pressure regulator about the variation of the damping constant of the pressure regulator is set. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelverhalten des Druckreglers über die Wahl des Regelalgorithmus für den Druckregler eingestellt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized that the control behavior of the pressure regulator about the choice of the control algorithm for the pressure regulator is set. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßgröße die Raddrehzahl und als daraus abgeleitete Größe die Änderungsgeschwindig­ keit der Raddrehzahl herangezogen wird, und daß als Schwellwerte den ASR-Fall bzw. den ABS-Fall charakteri­ sierende Grenzwerte für den Absolutschlupf bzw. die Radverzögerung vorgegeben werden.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the wheel speed and as the derived variable the rate of change speed of the wheel speed is used, and that as Threshold values characterize the ASR case or the ABS case limit values for the absolute slip or the Wheel deceleration can be specified. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere Meßgröße die Bremskraft und als abgeleitete Größe die Bremsdruck-Sollwertvorga­ be herangezogen wird, und daß als Schwellwerte ein die Art des Bremsvorgangs charakterisierender Grenzwert für die zeitliche Änderungsrate der Bremsdruck-Sollwertvor­ gabe und ein das Abbremsniveau charakterisierender Grenzwert für den Absolutwert des Bremsdruck-Sollwerts (pB,S) vorgegeben werden. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the braking force is used as a further measured variable and the brake pressure setpoint value is used as a derived quantity, and that a threshold value characterizing the type of braking operation for the rate of change of the brake pressure over time is used as threshold values. Setpoint specification and a limit value characterizing the braking level for the absolute value of the brake pressure setpoint (p B, S ) are specified. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere Meßgröße die Fahrge­ schwindigkeit herangezogen wird, und daß als Schwell­ wert ein Grenzwert für die Fahrgeschwindigkeit vorgege­ ben wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized characterized in that the Fahrge as a further measured variable dizziness is used, and that as a swell value specified a limit value for the driving speed will. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwerte der Meßgrößen und/ oder daraus abgeleiteten Größen durch eine Steuerein­ heit eingestellt, überwacht und ausgewertet werden.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized characterized in that the threshold values of the measured variables and / or quantities derived therefrom by a tax set, monitored and evaluated.
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