WO2002026540A1 - Verfahren und regelsystem zur ansteuerung eines elektronisch regelbaren bremsbetätigungssystems - Google Patents

Verfahren und regelsystem zur ansteuerung eines elektronisch regelbaren bremsbetätigungssystems Download PDF

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WO2002026540A1
WO2002026540A1 PCT/EP2001/011162 EP0111162W WO0226540A1 WO 2002026540 A1 WO2002026540 A1 WO 2002026540A1 EP 0111162 W EP0111162 W EP 0111162W WO 0226540 A1 WO0226540 A1 WO 0226540A1
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WO
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pressure
control
valve
value
electrical
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PCT/EP2001/011162
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Bernhard Giers
Robert Schmidt
Jürgen Böhm
Thorsten Ullrich
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
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Definitions

  • the invention relates to a method for actuating an electronically controllable Bre actuation system for motor vehicles, with a pressureless pressure medium reservoir, with at least one pressure source that can be controlled by an electronic control unit, the pressure of which can be applied to the vehicle's wheel brakes, to which pressure sensors and pressure regulating valves (intake valve; exhaust valve) are assigned which can be controlled analogously by means of an electrical variable depending on the differential pressure applied to them and which connect the wheel brakes to the pressure source in a pressure build-up phase, are closed or closed in a pressure maintenance phase and connect the wheel brakes to the pressure medium reservoir in a pressure reduction phase.
  • intake valve exhaust valve
  • Such a brake actuation system is known for example from EP 0 832 019 B1.
  • the pressure control valves of the known brake actuation system assigned to the wheel brakes are designed as paired, electromagnetically controllable valves of the seat valve type, of which the inlet valves connected in the connection between the pressure source and the wheel brakes are designed as normally closed seat valves and fulfill a pressure limiting function in their closed switching position, while
  • BESTATIGUNGSKOPIE the outlet valves connected in the connection between the wheel brakes and the pressure medium reservoir are designed as normally open valves which release the connection in their open switching position and shut off in their closed switching position.
  • This object is achieved according to a first method in that the electrical variable in the pressure control valve to be identified (intake valve; exhaust valve) is slowly varied in the pressure holding phase until a recognizable pressure change takes place in the wheel brake assigned to the pressure control valve, after which a correction of the dependence of the electrical Size of the differential pressure is performed.
  • the pressure control valves (inlet valve; outlet valve) are designed as closed valves in the idle state and that the variation in the electrical control variable is an increase that assumes a value which is below the value which is required for opening the pressure regulating valve (inlet valve; outlet valve).
  • pressure-reducing pressure control valves are designed as open valves in the idle state and that the variation in the electrical control variable is a reduction which starts from a value which is above the value which is used to hold the Pressure control valve (exhaust valve) is required when closed.
  • the variation of the electrical variable occurs in certain driving situations, for example when the vehicle is at a standstill, in a certain area of the vehicle speed, with a low rate of change of a wheel pressure setpoint, or with a minimum duration of the pressure maintenance phase.
  • the variation of the electrical control variable is terminated when the difference between the target pressure and the actual pressure leaves a predetermined tolerance range, the limits of which are determined as a function of the vehicle speed.
  • the pressure control valves are designed as electromagnetically controllable valves and the electrical variable is an electrical current to be supplied to the electromagnetic drive, or the pressure control valves are designed as piezoelectrically controllable valves and the electrical variable is an electrical voltage to be supplied to the piezo drive.
  • a sensible development of the inventive concept is that the pressure curve in the wheel brake assigned to the pressure control valve during the variation of the electrical Size is observed cyclically in a time window and the maximum or minimum pressure value is determined in each case, which in turn is used to determine a detection threshold for the pressure change at the outlet or input of the pressure control valve serving to build up or reduce the pressure.
  • a detection threshold E in window i is preferred
  • e is a process parameter that takes into account the valve leakage and disturbances of the pressure sensor that detects the pressure profile.
  • e is a process parameter that takes into account the valve leakage and disturbances of the pressure sensor that detects the pressure profile.
  • ⁇ denotes the time offset between the reaction of the pressure control valve caused by the control and the detection of this reaction based on the pressure change.
  • the time offset is preferably determined as a function of a signal characterizing the viscosity of the pressure medium.
  • I ( ⁇ p) aI the value of the dependence of the control current I Q ( ⁇ p) on the differential pressure ( ⁇ p) at the current operating point ( ⁇ p) before Carrying out the correction (adaptation)
  • I ( ⁇ p) now denote the value of the dependence of the control current I c ( ⁇ p) on the differential pressure ( ⁇ p) after the (adaptation) has been carried out.
  • the adaptation rate ⁇ is to be selected from the interval (0, 1).
  • the dependence of the voltage U D ( ⁇ p) on the differential pressure ( ⁇ p) is corrected according to the formula
  • U r ea k t is the change in pressure in the associated pressure control valve wheel brake corresponding drive voltage at the time (t rea kt)
  • U (Ap) aI the value of the dependency of the driving voltage U (Dp) from the differential pressure (Ap) in the current operating point (Ap ) before performing the correction (adaptation)
  • U ( ⁇ p) ⁇ eu denote the value of the dependence of the control voltage U ( ⁇ p) on the differential pressure ( ⁇ p) after the correction (adaptation) has been carried out
  • the adaptation rate ⁇ from the interval (0, 1] is to be selected.
  • the above-stated object is achieved in that the frequency of the control processes of the pressure control valve (intake valve; exhaust valve) is determined and used in accordance with a setpoint pressure curve to be controlled in the wheel brake to correct or reduce the dependency of the electrical variable on the differential pressure.
  • This method which is only limited to the lowering of the control characteristic, can also be used outside of pressure maintenance phases.
  • the determined number (Na h , N Auf ) is compared with a maximum permitted numerical value (N ⁇ , *, N Auf *), which is based on the formula
  • f B a maximum permissible driving frequency and T, Indeed, the duration of the rise and fall phase designate the desired pressure curve. If the maximum permitted numerical value (Nu. *, N Auf *) is exceeded, it is concluded that the pressure control valve (inlet valve, outlet valve) that serves to increase or decrease the pressure is too strong.
  • a control system for performing the previously mentioned method is characterized in that a pressure controller is provided, to which, as input variables, a pressure setpoint with which one of the wheel brakes of the vehicle is to be applied, an actual pressure value with which one of the wheel brakes of the Vehicle is acted upon, as well as the hydraulic differential pressure value applied to the pressure control valve under consideration and the output variable of which is the desired value of the electrical variable used to control the pressure control valve, and that means for Correction (adaptation) of the dependence of the electrical variable on the differential pressure value are provided.
  • the pressure regulator consists of a linear regulator, a pilot control module and a correction module, the control deviation formed from the pressure setpoint and actual pressure value being supplied to the linear regulator, while the pilot control module is supplied with one on the pressure control valve under consideration applied signal representing hydraulic differential pressure is supplied, the pilot control module generating a pilot control value of the electrical variable used to control the pressure control valve, which corresponds to the opening point of the pressure control valve and to the output variable of the linear regulator to form the setpoint of the electrical variable used to control the pressure control valve and the correction module is supplied with the actual pressure value and the differential pressure as input variables and its output variable (K 17 K 2 ) influences the behavior of the pilot control module .
  • the output variable (Ki) of the correction module is preferably as a difference:
  • K ⁇ I (Ap) MU - I ( ⁇ p) aIt or
  • I ( ⁇ p) lt or U ( ⁇ p) aIt the value of the dependence of the electrical control variable I ( ⁇ p) or U ( ⁇ p) on the differential pressure ( ⁇ p) at the current operating point ( ⁇ p) before the correction (adaptation)
  • I ( ⁇ p) ⁇ eu or U ( ⁇ p) ⁇ eu denote the value of the electrical actuation variable I ( ⁇ p) or U ( ⁇ p) from the differential pressure ( ⁇ p) after the correction (adaptation) has been carried out.
  • Fig. 1 is a simplified circuit diagram of a
  • Fig. 2 is a diagrammatic representation of the
  • Wheel brake pressure curve for determining a threshold value for an electromagnetically actuated pressure control valve that serves to build up pressure
  • Fig. 3 is a diagrammatic representation of the
  • Wheel brake pressure curve for determining a threshold value for an electromagnetically actuated pressure control valve that serves to reduce the pressure
  • FIG. 4 shows the structure of a pressure regulator for carrying out the first-mentioned method according to the invention
  • 5 shows the structure of a pressure regulator for carrying out the second method according to the invention.
  • FIG. 6 shows the function of the pilot control module shown in FIG. 4.
  • the electronically controllable brake actuation system shown in FIG. 1 consists of a two-circuit master brake cylinder or tandem master cylinder 2, which can be actuated by means of an actuation pedal 1, which interacts with a pedal travel simulator 3 and has two separate pressure chambers which are connected to an unpressurized pressure medium reservoir 4.
  • Wheel brakes 7, 8, for example, which are assigned to the front axle, are connected to the first pressure chamber (primary pressure chamber) by means of a lockable first hydraulic line 5.
  • the line 5 is shut off by means of a first isolating valve 11, while an electromagnetically actuated, preferably normally open (SO) pressure compensation valve 13 is inserted in a line section 12 connected between the wheel brakes 7, 8, which enables brake pressure control to be set individually for the wheel, if required.
  • SO normally open
  • the second pressure chamber of the master brake cylinder 2, to which a pressure sensor 15 can be connected, can be connected to the other pair of wheel brakes 9, 10 assigned to the rear axle via a second hydraulic line 6 which can be shut off by means of a second separating valve 14.
  • An electromagnetically actuated, preferably normally open (SO) pressure compensation valve 19 is again inserted in a line section 16 connected between the wheel brakes 9, 10. Since the structure of the second pressure chamber of the master cylinder 2 li ⁇
  • a motor-pump unit 20 serving as an external pressure source is provided with a high-pressure accumulator 21, which in turn consists of a pump 23 driven by an electric motor 22 and a pressure relief valve 24 connected in parallel with the pump 23.
  • the suction side of the pump 23 is connected to the previously mentioned pressure medium reservoir 4 via a pressure relief valve 24.
  • the hydraulic pressure applied by the pump 23 is monitored by a pressure sensor (not shown) or determined by estimation.
  • a third hydraulic line 26 connects the high-pressure accumulator 21 to the input connections of two electromagnetically controllable, normally closed 2/2-way valves 17, 18, which are connected upstream of the wheel brakes 7 and 8 as inlet valves.
  • the wheel brakes 7, 8 are each connected via an electromagnetically controllable, normally closed 2/2-way valve or outlet valve 27, 28 to a fourth hydraulic line 29, which on the other hand is connected to the unpressurized pressure medium reservoir 4.
  • the hydraulic pressure prevailing in the wheel brakes 7, 8 is determined with the aid of one pressure sensor 30, 31 each.
  • An electronic control unit 32 which interacts as input signals, the output signals of an actuator pedal 1, is used to jointly control the motor-pump assembly 20 and the electromagnetic valves 11, 13, 14, 17, 18, 19, 27, 28. kenden actuation travel sensor 33 and the aforementioned pressure sensor 15 are supplied and enable driver deceleration request detection.
  • other means for example a force sensor that senses the actuating force on the actuating pedal 1, can also be used to detect the driver's deceleration request.
  • the electronic control unit 32 is supplied with the output signals from the pressure sensors 30, 31 and the output signals corresponding to the speed of the vehicle from wheel sensors which are only indicated schematically, the wheel sensors assigned to the wheel brakes 7, 8 being provided with the reference numerals 34, 35.
  • control characteristic of the valves ie the dependence of the electric current to be supplied to the electromagnetic drive on the hydraulic differential pressure ⁇ p present at the inlet (17, 18) or outlet valve (27, 28), (that in the aforementioned electronic control unit 32 is corrected or adjusted as follows:
  • the pressure curve p (t) in the wheel brake 7 associated with this inlet valve 17 is cyclically observed and in each case by means of the pressure sensor 30 in a time window T w (see FIG. 2) the maximum signal value determined during this period.
  • a method parameter e is added to the determined maximum value, which takes into account a leak occurring at valve 17 as well as malfunctions of pressure sensor 30.
  • the control characteristic I ( ⁇ p) is preferably corrected on the basis of the value of the control current I react at the time t react , preferably according to an adaptation specification of the form
  • the adaptation rate ⁇ is to be selected from the interval (0, 1). Small values ⁇ lead to greater robustness against incorrect measurements, values ⁇ close to 1 result in a faster adaptation of the stored control characteristic to the observed valve behavior
  • I ( ⁇ p) Adaptation specification denotes I ( ⁇ p) ait the value of the control characteristic I ( ⁇ p) at the current operating point ⁇ p before the adaptation is carried out, while I ( ⁇ p) now denotes the value after the adaptation.
  • the method according to the invention has been described in connection with an inlet valve which serves to build up pressure and which is actuated by means of an electromagnetic drive which can be controlled by electric current.
  • the procedure described can of course also be used in the case of electromagnetically actuated outlet valves which serve to reduce pressure.
  • a corresponding, simplified Illustration is shown in Fig. 3.
  • the method can also be applied analogously to pressure control valves which are actuated by means of a piezo drive.
  • the variable influencing the actual behavior of the piezo valves is the voltage to be applied to the piezo drive.
  • the second method according to the invention consists essentially in a reduction in the control characteristic with a limit-stable control loop behavior.
  • the described method is used to detect limit-stable states of the pressure control loop, which are caused by a control characteristic I ( ⁇ p) or U ( ⁇ p) that is set too high, the method also being able to be used outside the pressure-holding phase mentioned above.
  • limit stability is understood here to mean a frequent change of control processes of the intake and exhaust valves with constant, monotonically increasing or monotonously decreasing target pressure. This behavior is associated with a wheel brake pressure oscillating around the setpoint pressure value.
  • the frequency of the exhaust valve actuation processes with increasing or constant setpoint pressure value is an indicator for an excessive actuation of the intake valve
  • the frequency of the intake valve actuation processes with decreasing or constant setpoint pressure value is an indicator for an excessive actuation of the exhaust valve.
  • the determined number N ⁇ or N AUf of the control processes is compared with a maximum permitted numerical value (Nah *, N Au -. *), For which the following equations apply:
  • f B denotes a maximum permitted control frequency.
  • the parameterizable control frequency f B takes into account the fact that a certain number of overshoots or undershoots can be expected even when the pressure regulator is ideally configured.
  • control characteristic I ( ⁇ p) stored for the relevant valve in the electronic control unit 32 is carried out according to the following adaptation regulation:
  • I ( ⁇ p) new I ( ⁇ p) aIt - ⁇ l.
  • the pilot control characteristic is thus reduced by a predetermined amount ⁇ l.
  • I (Ap) al referred to the value of the control characteristic of I (Ap) in the current operating point Dp before performing the adaptation, while I (Ap) re-designates the value after the adaptation.
  • the illustrated pressure regulator 40 which forms part of the aforementioned electronic control unit 32, is used as
  • the output variable of the pressure regulator 40 represents the setpoint I so ⁇ or U S oi ⁇ of the electrical current to be supplied to the electromagnetically controllable pressure control valve or the voltage to be applied to the piezoelectrically controllable pressure control valve.
  • the pressure regulator shown in FIGS. 4 and 6 is particularly suitable for carrying out the first method according to the invention.
  • the pressure regulator 40 mentioned above is essentially formed by a linear regulator 41, a pilot control module 42 and a correction module which is provided with the reference symbol 45.
  • a control deviation is used as the input variable of the linear controller 41
  • the subtraction point 43 upstream of the linear controller 41 from the pressure setpoint Psoii and the actual pressure value P ⁇ st is formed, while in an addition point 44 to the output variable I S O II , or U So ⁇ , L of the linear controller 41, the output variable I S oi ⁇ , v or U So ⁇ , v des Pre-control module 42 is added.
  • the correction module 45 the aforementioned signals Pist and ⁇ P are processed to a correction variable Ki, which influences the behavior of the pilot control module 42 in the sense of the correction or adaptation described above.
  • the correction variable K L adapts the pre-control characteristic I S oi ⁇ , v or U So ⁇ , v a'r- stored in the pre-control module 42 to the observed valve behavior.
  • the pressure regulator shown in FIG. 5 is particularly suitable for carrying out the second method according to the invention.
  • its structure corresponds essentially to that of the pressure regulator described in connection with FIGS. 4 and 6.
  • the pressure setpoint Psoii, the actual pressure value P ⁇ st and the differential pressure ⁇ P applied to the pressure control valve to be identified are processed into a correction variable K 2 , which, as indicated by the downward-pointing arrow, is reduced if necessary of the input tax characteristic.

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Abstract

Es werden Verfahren sowie Regelsysteme zur Ansteuerung eines elektronisch regelbaren Bremsbetätigungssystems für Kraftfahrzeuge vorgeschlagen, mit einem drucklosen Druckmittelvorratsbehälter, mit mindestens einer durch eine elektronische Steuereinheit ansteuerbaren Druckquelle, mit deren Druck Radbremsen des Fahrzeuges beaufschlagbar sind, denen Drucksensoren sowie Druckregelventile zugeordnet sind, die in Abhängigkeit von dem an ihnen anliegenden Differenzdruck mittels einer elektrischen Größe analog ansteuerbar sind und die die Radbremsen wahlweise mit der Druckquelle oder mit dem Druckmittelvorratsbehälter verbinden. Um eine Anpassung der Abhängigkeit zwischen der elektrischen Größe und dem Differenzdruck an Fertigungsstreuungen und Alterungseffekte, sowie veränderliche Umgebungsbedingungen zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, daß die elektrische Größe I Ein bei dem zu identifizierenden Druckregelventil in der Druckhaltephase langsam variiert wird, bis eine erkennbare Druckänderung in der dem Druckregelventil zugeordneten Radbremse erfolgt, wonach eine Korrektur der Abhängigkeit der elektrischen Größe von dem Differenzdruck durchgeführt wird. Alternativ wird die Häufigkeit der Aussteuervorgänge der Druckregelventile berücksichtigt.

Description

Verfahren und Regelsystem zur Ansteuerung eines elektronisch regelbaren BremsbetatigungsSystems
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines elektronisch regelbaren Bre sbetätigungssystems für Kraftfahrzeuge, mit einem drucklosen Druckmittelvorratsbehälter, mit mindestens einer durch eine elektronische Steuereinheit ansteuerbaren Druckquelle, mit deren Druck Radbremsen des Fahrzeuges beaufschlagbar sind, denen Drucksensoren sowie Druckregelventile (Einlaßventil; Auslaßventil) zugeordnet sind, die in Abhängigkeit von dem an ihnen anliegenden Differenzdruck mittels einer elektrischen Größe analog ansteuerbar sind und die die Radbremsen in einer Druckaufbauphase mit der Druckquelle verbinden, in einer Druckhaltephase geschlossen sind bzw. geschlossen werden und in einer Druckabbauphase die Radbremsen mit dem Druckmittelvorratsbehälter verbinden .
Ein derartiges Bremsbetätigungssystem ist zum Beispiel aus der EP 0 832 019 Bl bekannt. Die den Radbremsen zugeordneten Druckregelventile des vorbekannten Bremsbetätigungssystems sind als paarweise angeordnete elektromagnetisch analog ansteuerbare Ventile nach Sitzventilbauart ausgeführt, von denen die in der Verbindung zwischen der Druckquelle und den Radbremsen geschalteten Einlaßventile als stromlos geschlossene Sitzventile ausgebildet sind und in seiner geschlossenen Schaltstellung eine Druckbegrenzungsfunktion erfüllen, während
BESTATIGUNGSKOPIE die in der Verbindung zwischen den Radbremsen und dem Druckmittelvorratsbehälter geschalteten Auslaßventile als stromlos offene Ventile ausgebildet sind, die in ihrer offenen Schaltstellung die Verbindung freigeben und in ihrer geschlossenen Schaltstellung absperren.
Die vorhin erwähnte Veröffentlichung läßt jedoch keine Maßnahmen erkennen, die eine Anpassung der Ansteuercharakteristik der Druckregelventile an Fertigungsstreuungen und Alterungseffekte, sowie veränderliche Umgebungsbedingungen, ermöglichen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren zur Ansteuerung eines elektronisch regelbaren
Bremsbetätigungssystems der eingangs genannten Gattung sowie Regelsysteme vorzuschlagen, die die gleichbleibende Qualität der Druckregelung garantieren, indem sie eine zuverlässige Anpassung der Ansteuercharakteristik der Druckregelventile an störende Einflüsse ermöglichen, die deren einwandfreie Funktion beeinträchtigen .
Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Verfahren dadurch gelöst, daß die elektrische Größe bei dem zu identifizierenden Druckregelventil (Einlaßventil; Auslaßventil) in der Druckhaltephase langsam variiert wird, bis eine erkennbare Druckänderung in der dem Druckregelventil zugeordneten Radbremse erfolgt, wonach eine Korrektur der Abhängigkeit der elektrischen Größe von dem Differenzdruck durchgeführt wird.
Zur Konkretisierung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß die Druckregelventile (Einlaßventil; Auslaßventil) als im Ruhezustand geschlossene Ventile ausgeführt sind und daß die Variation der elektrischen Ansteuergröße eine Erhöhung ist, die von einem Wert ausgeht, der unterhalb des Wertes liegt, der für das Öffnen des Druckregelventils (Einlaßventil; Auslaßventil) erforderlich ist.
Eine andere Alternative besteht darin, daß die dem Druckabbau dienenden Druckregelventile (Auslaßventile) als im Ruhezustand offene Ventile ausgeführt sind und daß die Variation der elektrischen Ansteuergröße eine Absenkung ist, die von einem Wert ausgeht, der oberhalb des Wertes liegt, der für das Halten des Druckregelventils (Auslaßventil) im geschlossenen Zustand erforderlich ist.
Dabei ist es besonders sinnvoll, wenn die Variation der elektrischen Größe in bestimmten Fahrsituationen, beispielsweise beim Fahrzeugstillstand, in einem bestimmten Bereich der Fah Zeuggeschwindigkeit, bei einer geringen Änderungsgeschwindigkeit eines Raddrucksollwertes, oder bei einer Mindestdauer der Druckhaltephase erfolgt. Die Variation der elektrischen Ansteuergröße wird abgebrochen, wenn die Differenz aus Solldruck und Istdruck einen vorgegebenen Toleranzbereich verläßt, dessen Grenzen in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit festgelegt werden.
Nach einem weiteren vorteilhaften Erfindungsmerkmal sind die Druckregelventile als elektromagnetisch ansteuerbare Ventile ausgeführt und die elektrische Größe ist ein dem elektromagnetischen Antrieb zuzuführender elektrischer Strom, oder die Druckregelventile sind als piezoelektrisch ansteuerbare Ventile ausgeführt und die elektrische Größe ist eine dem Piezoantrieb zuzuführende elektrische Spannung.
Eine sinnvolle Weiterbildung des Erfindungsgedankens besteht darin, daß der Druckverlauf in der dem Druckregelventil zugeordneten Radbremse während der Variation der elektrischen Größe zyklisch in einem Zeitfenster beobachtet wird und jeweils der maximale bzw. minimale Druckwert ermittelt wird, der wiederum zur Ermittlung einer Erkennungsschwelle für die Druckänderung am Ausgang bzw. Eingang des dem Druckaufbau bzw. dem Druckabbau dienenden Druckregelventils herangezogen wird.
Dabei wird vorzugsweise bei einem dem Druckaufbau dienenden Druckregelventil eine Erkennungsschwelle E im Fenster i gemäß der Formel
E = Max(p)l Fenster (i-1) + e festgelegt,
wobei e ein die Ventilleckage sowie Störungen des den Druckverlauf erfassenden Drucksensors berücksichtigender Verfahrensparameter ist.
Beim Überschreiten der Erkennungsschwelle durch den Druckwert am Ausgang des Druckregelventils zu einem Zeitpunkt tdetekt wird auf das Öffnen des Druckregelventils (Einlaßventil) geschlossen.
Bei einem dem Druckabbau dienenden Druckregelventil wird dagegen eine Erkennungsschwelle E im Fenster i gemäß der Formel
E = Max(p)l Fenster (i-1) - e festgelegt,
wobei e ein die Ventilleckage sowie Störungen des den Druckverlauf erfassenden Drucksensors berücksichtigender Verfahrensparameter ist.
Beim Unterschreiten der Erkennungsschwelle durch den Druckwert am Eingang des Druckregelventils zu einem Zeitpunkt tdetekt wird auf das Öffnen des Druckregelventils (Auslaßventil) geschlossen. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Zeitpunkt (tdetekt) der Über- bzw. Unterschreitung der Erkennungsschwelle durch den Druckwert am Ausgang des dem Druckaufbau dienenden Druckregelventils (Einlaßventil) bzw. am Eingang des dem Druckabbau dienenden Druckregelventils (Auslaßventil) ein Zeitpunkt gemäß der Formel
t-reakt = tdetekt ~ ~t
berechnet, wobei τ den zeitlichen Versatz zwischen der durch die Ansteuerung hervorgerufenen Reaktion des Druckregelventils und der Erkennung dieser Reaktion anhand der Druckänderung bezeichnet.
Der zeitliche Versatz wird vorzugsweise abhängig von einem die Viskosität des Druckmittels charakterisierenden Signals festgelegt .
Nach einem weiteren vorteilhaften Erfindungsmerkmal erfolgt die Korrektur der Abhängigkeit des Ansteuerstromes I (Δp) vom Differenzdruck (Δp) insbesondere bei elektromagnetisch ansteuerbaren Ventilen nach der Formel
I(Δp)"eU = I(ΔP)ait • (1-λ) + λ «Ireakt,
wobei Ireat den der Druckänderung in der dem Druckregelventil zugeordneten Radbremse entsprechenden Ansteuerstromwert im Zeitpunkt (treakt) , I(Δp)aI den Wert der Abhängigkeit des Ansteuerstromes IQ(Δp) vom Differenzdruck (Δp) im aktuellen Betriebspunkt (Δp) vor der Durchführung der Korrektur (Adaption) und I(Δp)neu den Wert der Abhängigkeit des Ansteuerstromes Ic(Δp) vom Differenzdruck (Δp) nach der Durchführung der (Adaption) bezeichnen. Die Adaptionsrate λ ist hierbei aus dem Intervall (0, 1] zu wählen. Bei piezoelektrisch ansteuerbaren Ventilen erfolgt die Korrektur der Abhängigkeit der anzulegenden Spannung UD(Δp) vom Differenzdruck (Δp) nach der Formel
U(Δp)*eu = U(Δp)aIt • (1-λ) + λ • Ureakt,
wobei Ureakt den der Druckänderung in der dem Druckregelventil zugeordneten Radbremse entsprechenden Ansteuerspannungswert im Zeitpunkt (treakt) , U(Δp)aI den Wert der Abhängigkeit der AnsteuerSpannung U(Δp) vom Differenzdruck (Δp) im aktuellen Betriebspunkt (Δp) vor der Durchführung der Korrektur (Adaption) und U(Δp)πeu den Wert der Abhängigkeit der Ansteuerspannung U(Δp) vom Differenzdruck (Δp) nach der Durchführung der Korrektur (Adaption) bezeichnen, wobei die Adaptionsrate λ aus dem Intervall (0, 1] zu wählen ist.
Gemäß einem zweiten Verfahren wird die vorhin gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Häufigkeit der Ansteuervorgänge des Druckregelventils (Einlaßventil; Auslaßventil) ermittelt und nach Maßgabe eines in der Radbremse einzusteuernden Solldruckverlaufs zur Korrektur bzw. Absenkung der Abhängigkeit der elektrischen Größe von dem Differenzdruck herangezogen wird. Dieses Verfahren, das nur auf die Absenkung der Ansteuercharakteristik begrenzt ist, kann auch außerhalb von Druckhaltephasen angewandt werden.
Dabei ist es besonders sinnvoll, wenn bei steigendem bzw. konstantem Solldruckverlauf die Zahl der Ansteuervorgänge des dem Druckabbau dienenden Druckregelventils (Auslaßventil) ermittelt wird, wobei beim Überschreiten eines Schwellenwertes auf eine zu starke Ansteuerung des dem Druckaufbau dienenden Druckregelventils (Einlaßventil) geschlossen wird, bzw. wenn bei fallenendem bzw. konstantem Solldruckverlauf die Zahl der Ansteuervorgänge des dem Druckaufbau dienenden Druckregelventils (Einlaßventil) ermittelt wird, und daß beim Überschreiten eines Schwellenwertes auf eine zu starke Ansteuerung des dem Druckabbau dienenden Druckregelventils (Auslaßventil) geschlossen wird.
Nach einem weiteren vorteilhaften Erfindungsmerkmal wird die ermittelte Zahl (Nah, NAuf) mit einem maximal zugelassenen Zahlenwert (Nω,*, NAuf*) verglichen, der nach der Formel
Nat* = fB • TAUf bzw. NAuf = fB • Tat gebildet wird, wobei
fB eine maximal zugelassene Ansteuerungsfrequenz und TAuf, Tat die Dauer der Anstiegs- bzw. Abfallphase des Solldruckverlaufs bezeichnen. Beim Überschreiten des maximal zugelassenen Zahlenwertes (Nu.*, NAuf*) wird auf eine zu starke Ansteuerung des dem Druckanstieg- bzw. -abfall dienenden Druckregelventils (Einlaßventil, Auslaßventil) geschlossen.
Weitere vorteilhafte Merkmale des zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Unteransprüchen 26 bis 29 zu entnehmen.
Ein erfindungsgemäßes Regelsystem zur Durchführung der vorhin erwähnten Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß ein Druckregler vorgesehen ist, dem als Eingangsgrößen ein Druck- Sollwert, mit dem eine der Radbremsen des Fahrzeuges zu beaufschlagen ist, ein Druck-Istwert, mit dem eine der Radbremsen des Fahrzeuges beaufschlagt ist, sowie der an dem betrachteten Druckregelventil anliegende hydraulische Differenzdruckwert zugeführt werden und dessen Ausgangsgröße der Sollwert der zur Ansteuerung des Druckregelventils verwendeten elektrischen Größe ist, und daß Mittel zur Korrektur (Adaption) der Abhängigkeit der elektrischen Größe von dem Differenzdruckwert vorgesehen sind.
Außerdem ist es besonders vorteilhaft, wenn der Druckregler aus einem linearen Regler, einem Vorsteuermodul sowie einem Korrekturmodul besteht, wobei dem linearen Regler als Eingangsgröße die aus Druck-Sollwert und Druck- Istwert gebildete Regelabweichung zugeführt wird, während dem Vorsteuermodul ein den an dem betrachteten Druckregelventil anliegenden hydraulischen Differenzdruck repräsentierendes Signal zugeführt wird, wobei das Vorsteuermodul einen Vorsteuerwert der zur Ansteuerung des Druckregelventils verwendeten elektrischen Größe erzeugt, der dem Öffnungspunkt des Druckregelventils entspricht und der zu der Ausgangsgröße des linearen Reglers zur Bildung des Sollwerts der zur Ansteuerung des Druckregelventils verwendeten elektrischen Größe hinzuaddiert wird und wobei dem Korrekturmodul als Eingangsgrößen der Druck-Istwert sowie der Differenzdruck zugeführt werden und dessen Ausgangsgröße (Kl7K2) das Verhalten des Vorsteuermoduls beeinflußt.
Die Ausgangsgröße (Ki) des Korrekturmoduls wird vorzugsweise als Differenz:
Kλ = I(Ap)MU - I(Δp)aItbzw.
Kj. = U(Δp)πeu - U(Δp)alt definiert, wobei
I(Δp) lt bzw. U(Δp)aIt den Wert der Abhängigkeit der elektrischen Ansteuergröße I (Δp) bzw. U(Δp) vom Differenzdruck (Δp) im aktuellen Betriebspunkt (Δp) vor der Durchführung der Korrektur (Adaption) und I(Δp)πeu bzw. U(Δp)πeu den Wert der elektrischen Ansteuergröße I (Δp) bzw. U(Δp) vom Differenzdruck (Δp) nach der Durchführung der Korrektur (Adaption) bezeichnen. Schließlich ist bei einem Regelsystem zur Durchführung des zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß dem Korrekturmodul zusätzlich als Eingangsgröße der Druck- Sollwert (Psoii) zugeführt wird und daß seine Ausgangsgröße K2 = -ΔI aus dem Vergleich der ermittelten Zahl der Ansteuervorgänge ( ah, NÄUf) mit einem maximal zugelassenen Zahlenwert (Nab*, NAuf*) abgeleitet wird, wobei beim Überschreiten des maximal zugelassenen Zahlenwertes (Na_-*,NAuf*) die Abhängigkeit der elektrischen Größe abgesenkt wird.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert . In der Zeichnung zeigt :
Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltbild eines
Bremsbetätigungssystems, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden kann,
Fig. 2 eine diagrammatische Darstellung des
Radbremsdruckverlaufs zur Ermittlung eines Schwellenwertes für ein elektromagnetisch betätigbares, dem Druckaufbau dienendes Druckregelventil;
Fig. 3 eine diagrammatische Darstellung des
Radbremsdruckverlaufs zur Ermittlung eines Schwellenwertes für ein elektromagnetisch betätigbares, dem Druckabbau dienendes Druckregelventil;
Fig. 4 den Aufbau eines Druckreglers zur Durchführung des erstgenannten erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 5 den Aufbau eines Druckreglers zur Durchführung des zweitgenannten erfindungsgemäßen Verfahrens; und
Fig. 6 eine Darstellung der Funktion des in Fig. 4 gezeigten Vorsteuermoduls .
Das in Fig. 1 dargestellte, elektronisch regelbare Bremsbetätigungssystem besteht aus einem mittels eines Betätigungspedals 1 betätigbaren, zweikreisigen Hauptbremszylinder bzw. Tandemhauptzylinder 2, der mit einem Pedalwegsimulator 3 zusammenwirkt sowie zwei voneinander getrennte Druckräume aufweist, die mit einem drucklosen Druckmittelvorratsbehälter 4 in Verbindung stehen. An den ersten Druckraum (Primärdruckraum) sind mittels einer absperrbaren ersten hydraulischen Leitung 5 beispielsweise der Vorderachse zugeordnete Radbremsen 7,8 angeschlossen. Das Absperren der Leitung 5 erfolgt mittels eines ersten Trennventils 11, während in einem zwischen den Radbremsen 7, 8 geschalteten Leitungsabschnitt 12 ein elektromagnetisch betätigbares, vorzugsweise stromlos offenes (SO) Druckausgleichsventil 13 eingefügt ist, das bei Bedarf eine radindividuelle Bremsdruckregelung ermöglicht.
Der zweite Druckraum des HauptbremsZylinders 2, an den ein Drucksensor 15 angeschlossen sein kann, ist über eine mittels eines zweiten Trennventils 14 absperrbare zweite hydraulische Leitung 6 mit dem anderen, der Hinterachse zugeordneten Radbremsenpaar 9, 10 verbindbar. In einem zwischen den Radbremsen 9, 10 geschalteten Leitungsabschnitt 16 ist wieder ein elektromagnetisch betätigbares, vorzugsweise stromlos offenes (SO) Druckausgleichsventil 19 eingefügt. Da der Aufbau des an den zweiten Druckraum des Hauptbremszylinders 2 li¬
angeschlossenen hydraulischen Kreises identisch dem des in der vorstehenden Beschreibung erläuterten Bremskreises 11 entspricht, braucht er im nachfolgenden Text nicht mehr erörtert zu werden.
Wie der Zeichnung weiter zu entnehmen ist, ist ein als Fremddruckquelle dienendes Motor-Pumpen-Aggregat 20 mit einem Hochdruckspeicher 21 vorgesehen, das seinerseits aus einer mittels eines Elektromotors 22 angetriebenen Pumpe 23 sowie einem der Pumpe 23 parallel geschalteten Druckbegrenzungsventil 24 besteht. Die Saugseite der Pumpe 23 ist über ein Druckbegrenzungsventil 24 an den vorhin erwähnten Druckmittelvorratsbehälter 4 angeschlossen. Der von der Pumpe 23 aufgebrachte hydraulische Druck wird von einem nicht dargestellten Drucksensor überwacht oder durch Schätzung ermittelt.
Eine dritte hydraulische Leitung 26 verbindet den Hochdruckspeicher 21 mit den Eingangsanschlüssen von zwei elektromagnetisch analog ansteuerbaren, stromlos geschlossenen 2/2-Wegeventilen 17, 18, die als Einlaßventile den Radbremsen 7 und 8 vorgeschaltet sind. Außerdem sind die Radbremsen 7, 8 über je ein elektromagnetisch analog ansteuerbares, stromlos geschlossenes 2/2-Wegeventil bzw. Auslaßventil 27, 28 an eine vierte hydraulische Leitung 29 angeschlossen, die andererseits mit dem drucklosen Druckmittelvorratsbehälter 4 in Verbindung steht. Der in den Radbremsen 7, 8 herrschende hydraulische Druck wird mit Hilfe je eines Drucksensors 30, 31 ermittelt.
Der gemeinsamen Ansteuerung des Motor-Pumpen-Aggregats 20 sowie der Elektromagnetventile 11,13,14,17,18,19,27,28 dient eine elektronische Steuereinheit 32, der als EingangsSignale die Ausgangssignale eines mit dem Betätigungspedal 1 zusammenwir- kenden Betätigungswegsensors 33 sowie des vorhin erwähnten Drucksensors 15 zugeführt werden und die eine Fahrerverzögerungswunscherkennung ermöglichen. Zur Fahrerverzögerungswunscherkennung können jedoch auch andere Mittel, beispielsweise ein die Betätigungskraft am Betätigungspedal 1 sensierender Kraftsensor verwendet werden. Als weitere Eingangsgrößen werden der elektronischen Steuereinheit 32 die AusgangsSignale der Drucksensoren 30, 31 sowie die der Geschwindigkeit des Fahrzeuges entprechenden Ausgangssignale von lediglich schematisch angedeuteten Radsensoren zugeführt, wobei die den Radbremsen 7,8 zugeordneten Radsensoren mit den Bezugszeichen 34,35 versehen sind.
Es ist allgemein bekannt, daß die der Ansteuerung der vorhin erwähnten Ein- (17,18) und Auslaßventile 27, 28 dienende elektrische Größe, im dargestellten Ausführungsbeispiel der elektrische Strom, von dem am zu identifizierenden Druckregelventil anliegenden hydraulischen Differenzdruck, der im nachfolgenden Text mit Δp bezeichnet wird, abhängig ist.
Zur Anpassung der Abhängigkeit zwischen dem elektrischen Strom und dem Differenzdruck, der sog. Ansteuercharakteristik der Druckregelventile an störende Einflüsse, wie
Fertigungsstreuungen und Alterungseffekte, sowie veränderliche Umgebungsbedingungen werden die erfindungsgemäßen Verfahren verwendet, deren Durchführung im nachfolgenden Text im Zusammenhang mit Fig. 2 - 6 erläutert wird. Dabei ist zu berücksichtigen, daß das erste Verfahren nur während der sog. Druckhaltephase anwendbar ist, in der sämtliche Druckeregelventile 17, 18, 27, 28 geschlossen sind bzw. geschlossen werden. Es wird davon ausgegangen, daß, wie vorhin beschrieben wurde, alle Druckregelventile 17, 18, 27, 28 als, stromlos geschlossene 2/2-Wegeventile ausgeführt sind, die mittels eines elektromagnetischen Antriebs analog ansteuerbar sind. Dementsprechend wird die Ansteuerungscharakteristik der Ventile, d.h. die Abhängigkeit des dem elektromagnetischen Antrieb zuzuführenden elektrischen Stroms von dem am Einlaß- (17,18) bzw. am Auslaßventil (27,28) anliegenden hydraulischen Differenzdruck Δp, (die in der vorhin erwähnten elektronischen Steuereinheit 32 abgelegt ist) , wie folgt korrigiert bzw. angepaßt :
Für jedes zu identifizierende Druckregelventil, beispielsweise das Einlaßventil 17 (Fig. 1) wird der Druckverlauf p(t) in der diesem Einlaßventil 17 zugeordneten Radbremse 7 mittels des Drucksensors 30 zyklisch in einem Zeitfenster Tw (s. Fig. 2) beobachtet und jeweils der maximale Signalwert in diesem Zeitraum ermittelt . Zu dem ermittelten Maximalwert wird ein Verfahrensparameter e hinzuaddiert, der eine am Ventil 17 auftretende Leckage sowie Störungen des Drucksensors 30 berücksichtigt . Dadurch werden in den einzelnen Zeitfenstern i (i = 0,1,2,3,...) Schwellenwerte Ei, E2, E3 • • • gemäß der folgenden Formel festgelegt :
E = Max(p)l Fenster (i-1) + e
Es wird nun angenommen, daß im Zeitpunkt t0 (s. Fig. 2) eine bestimmte Fahrsituation, beispielsweise ein Fahrzeugstillstand, auftritt und eine Druckhaltephase (Δp = 0) erkannt wird. In diesem Zeitpunkt wird der elektromagnetischen Antrieb des Einlaßventils 17 bestromt und der Strom IEin langsam erhöht, wobei in jedem Zeitfenster 1,2,3,... der Druckverlauf mit dem vorhin erwähnten, ermittelten Schwellenwert Ei, E2, E3... verglichen wird. Wird der Schwellenwert E3 (im Zeitfenster 3) bei der Ansteuerung des Einlaßventils 17 im Zeitpunkt tdetect überschritten, so wird eine Druckänderung erkannt und eine Korrektur der Ansteuercharakteristik für den aktuellen Betriebspunkt Δp vorgenommen. Als Korrekturwert wird der zum Zeitpunkt treakt = tdetect - τ eingestellte Ansteuerstromwert Ireat herangezogen, wobei der Wert τ die erwartete Reaktionszeit des Systems Einlaßventil/Radbremse angibt. Sofern die Temperatur der hydraulischen Komponenten erfaßt wird, kann die Temperaturabhängigkeit der Reaktionszeit berücksichtigt werden. Die Korrektur der Ansteuercharakteristik I (Δp) anhand des zum Zeitpunkt treakt eingestellten Wertes des Ansteuerstroms Ireakt erfolgt vorzugsweise nach einer Adaptionsvorschrift der Form
I(ΔP)neU = I(ΔP)aIt • (1-λ) + λ • Ireakt
wobei die Adaptionsrate λ aus dem Intervall (0, 1] zu wählen ist. Kleine Werte λ führen zu einer größeren Robustheit gegenüber Fehlmessungen, Werte λ nahe 1 bewirken eine schnellere Adaption der gespeicherten Ansteuercharakteristik an das beobachtete Ventilverhalten. Bei der Formulierung der
Adaptionsvorschrift bezeichnet I(Δp)ait den Wert der Ansteuercharakteristik I (Δp) im aktuellen Betriebspunkt Δp vor der Durchführung der Adaption, während I(Δp)neu den Wert nach der Adaption bezeichnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren wurde im Zusammenhang mit einem dem Druckaufbau dienenden Einlaßventil beschrieben, das mittels eines durch elektrischen Strom ansteuerbaren elektromagnetischen Antriebs betätigt wird. Die beschriebene Vorgehensweise kann jedoch selbstverständlich auch bei elektromagnetisch betätigbaren, dem Druckabbau dienenden Auslaßventil verwendet werden. Eine entsprechende, vereinfachte Darstellung ist in Fig. 3 gezeigt. Das Verfahren kann ebenfalls analog bei Druckregelventilen angewandt werden, die mittels eines Piezoantriebs angesteuert werden. In diesem Fall ist dann die das Ist-Verhalten der Piezoventile beeinflussende Größe die an den Piezoantrieb anzulegende Spannung.
Das zweite erfindungsgemäße Verfahren besteht im wesentlichen in einer Absenkung der Ansteuercharakteristik bei grenzstabilem Regelkreisverhalten. Die beschriebene Methode dient der Erkennung grenzstabiler Zustände des Druckregelkreises, die durch eine zu hoch eingestellte Ansteuercharakteristik I(Δp) bzw. U(Δp) verursacht werden, wobei die Methode auch außerhalb der vorhin erwähnten Druckhaltephase angewandt werden kann. Unter dem Begriff Grenzstabilität wird hierbei ein häufiger Wechsel von Ansteuervorgängen der Ein- und Auslaßventile bei konstantem, monoton steigendem oder monoton fallendem Solldruck verstanden. Dieses Verhalten ist mit einem um den Solldruckwert schwingenden Radbremsendruck verbunden.
Die Erkennung der beschriebenen Situation und die Zuordnung zur Ansteuerung des Ein- und Auslaßventils basiert auf der folgenden Grundidee :
Die Häufigkeit der Auslaßventil-Ansteuervorgänge bei steigendem bzw. konstantem Solldruckwert ist ein Indikator für eine zu starke Ansteuerung des Einlaßventils, während die Häufigkeit der Einlaßventil-Ansteuervorgänge bei fallendem bzw. konstantem Solldruckwert ein Indikator für eine zu starke Ansteuerung des Auslaßventils ist. Zur Ausnutzung dieser Zusammenhänge werden Druckanstiegs- und -abfallphasen innerhalb des Solldruckverlaufs anhand dessen zeitlicher Änderung klassifiziert, wobei die Dauer der Druckanstiegsphase mit TAuf und die Dauer der Druckabfallphase mit Tat bezeichnet werden. Während einer Druckanstiegsphase (TAuf) wird die Zahl (N^) der Ansteuervorgänge des dem Druckabbau dienenden Auslaßventils 27,28) ermittelt. Ähnlich wird während einer Druckabfallphase (Tab) die Zahl (NAuf) der Ansteuervorgänge des dem Druckaufbau dienenden Einlaßventils 17,18 ermittelt.
Am Ende der jeweiligen Phase wird die ermittelte Zahl N^ bzw. NAUf der Ansteuervorgänge mit einem maximal zugelassenen Zahlenwert (Nah*, NAu-.*) verglichen, für den die folgenden Gleichungen gelten:
NÄB* = fB • TAuf und NAuf = fB • Tab , wobei
fB eine maximal zugelassene Ansteuerungsfrequenz bezeichnet. Die parametrierbare Ansteuerungsfrequenz fB berücksichtigt die Tatsache, daß auch bei idealer Konfiguration des Druckreglers mit einer gewissen Anzahl von Über- bzw. UnterSchwingungen zu rechnen is .
Liegt die ermittelte Zahl Nah, NÄUf der Ansteuervorgänge oberhalb des maximal zugelassenen Zahlenwertes ^*, NAf*, wird dies auf eine zu starke Ansteuerung des dem Druckauf- bzw. -abbau dienenden Einlaßventils 17,18 bzw. Auslaßventils 27,28 zurückgeführt .
Bei einer durch den beschriebenen Algorithmus detektierten Grenzstabilität des Druckregelkreises durch eine zu starke Ansteuerung eines Ein- oder Auslaßventils, wird die für das betreffende Ventil in der elektronischen Steuereinheit 32 gespeicherte Ansteuercharakteristik I (Δp) nach der folgenden Adaptionsvorschrift durchgeführt :
I(Δp)neu = I(Δp)aIt - Δl. Die Vorsteuercharakteristik wird somit um einen vorgegebenen Betrag Δl abgesenkt. Dabei bezeichnet I(Δp)al den Wert der Ansteuercharakteristik I (Δp) im aktuellen Betriebspunkt Δp vor der Durchführung der Adaption, während I(Δp)neu den Wert nach der Adaption bezeichnet.
In Fig. 4 bis 6 ist schließlich ein Druckregler zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt. Dem dargestellten Druckregler 40, der einen Bestandteil der vorhin erwähnten elektronischen Steuereinheit 32 bildet, werden als
Eingangsgrößen Signale zugeführt, die den Druck-Sollwert Psoll mit dem eine der Radbremsen 7,8 zu beaufschlagen ist, den
Druck-Istwert Pist/ mιt dem eine der Radbremsen 7,8 beaufschlagt ist, sowie den am entsprechenden Druckregelventil anliegenden Differenzdruck Δp repräsentieren. Die Ausgangsgröße des Druckreglers 40 stellt den Sollwert Isoιι bzw. USoiι des dem elektromagnetisch ansteuerbaren Druckregelventil zuzuführenden elektrischen Stroms bzw. der an das piezoelektrisch ansteuerbare Druckregelventil anzulegenden Spannung dar .
Der in Fig. 4 und 6 dargestellte Druckregler ist insbesondere für die Durchführung des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet. Wie der Abbildung zu entnehmen ist, wird der vorhin erwähnte Druckregler 40 im wesentlichen durch einen linearen Regler 41, ein Vorsteuermodul 42 sowie ein Korrekturmodul gebildet, das mit dem Bezugszeichen 45 versehen ist. Als Eingangsgröße des linearen Reglers 41 wird eine Regelabweichung
ΔPR verwendet, die in einer dem linearen Regler 41 vorgeschalteten Subtraktionsstelle 43 aus dem Druck-Sollwert Psoii sowie dem Druck-Istwert Pιst gebildet wird, während in einer Additionsstelle 44 zu der Ausgangsgröße ISOII, bzw. USoιι,L des linearen Reglers 41 die Ausgangsgröße ISoiι,v bzw. USoιι,v des Vorsteuermoduls 42 hinzuaddiert wird. Im Korrekturmodul 45 werden die vorhin erwähnten Signale Pist und ΔP zu einer Korrekturgröße Ki verarbeitet, der das Verhalten des Vorsteuermoduls 42 im Sinne der vorhin beschriebenen Korrektur bzw. Adaption beeinflußt. Die Korrekturgröße KL bewirkt, wie mit dem senkrecht dargestellten Pfeil angedeutet ist, eine Adaption der im Vorsteuermodul 42 abgelegten Vorsteuercharakteristik ISoiι,v bzw. USoιι,v a'r- das beobachtete Ventilverhalten. Wie Fig. 6 am Beispiel eines elektromagnetisch ansteuerbaren Druckregelventils zeigt, wird die Vorsteuercharakteristik ISon,v = f (Δp) um den Wert der Korrekturgröße Ki in dem dargestellten Fall „nach oben", d.h., zu höheren Stromwerten verschoben.
Der in Fig. 5 dargestellte Druckregler ist insbesondere für die Durchführung des zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet. Wie der Abbildung zu entnehmen ist, entspricht sein Aufbau im wesentlichen dem des im Zusammenhang mit Fig. 4 und 6 beschriebenen Druckreglers . In seinem Korrekturmodul 46 werden jedoch der Druck-Sollwert Psoii, der Druck-Istwert Pιst sowie der am zu identifizierenden Druckregelventil anliegende Differenzdruck ΔP zu einer Korrekturgröße K2 verarbeitet, die, wie durch den nach unten gerichteten Pfeil angedeutet wird, im Bedarfsfall eine Absenkung der Vorsteuercharakteristik bewirkt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Ansteuerung eines elektronisch regelbaren Bremsbetätigungssystems für Kraftfahrzeuge, mit einem drucklosen Druckmittelvorratsbehälter (4) , mit mindestens einer durch eine elektronische Steuereinheit (32) ansteuerbaren Druckquelle (20) , mit deren Druck Radbremsen (7,8,9,10) des Fahrzeuges beaufschlagbar sind, denen
Drucksensoren sowie Druckregelventile (Einlaßventil 17,18; Auslaßventil 27,28) zugeordnet sind, die in Abhängigkeit von dem an ihnen anliegenden Differenzdruck mittels einer elektrischen Größe analog ansteuerbar sind und die die Radbremsen (7 - 10) in einer Druckaufbauphase mit der Druckquelle (20) verbinden, in einer Druckhaltephase geschlossen sind bzw. geschlossen werden und in einer Druckabbauphase die Radbremsen (7 - 10) mit dem Druckmittelvorratsbehälter (4) verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Größe bei dem zu identifizierenden Druckregelventil (Einlaßventil 17,18; Auslaßventil 27,28) in der Druckhaltephase langsam variiert wird, bis eine erkennbare Druckänderung in der dem Druckregelventil (Einlaßventil 17,18; Auslaßventil 27,28) zugeordneten Radbremse (7,8) erfolgt, wonach eine Korrektur der Abhängigkeit der elektrischen Größe von dem Differenzdruck durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Druckregelventile (Einlaßventil 17,18; Auslaßventil 27,28) als im Ruhezustand geschlossene Ventile ausgeführt sind und daß die Variation der elektrischen Ansteuergröße eine Erhöhung ist, die von einem Wert ausgeht, der unterhalb des Wertes liegt, der für das Öffnen des Druckregelventils (Einlaßventil 17,18; Auslaßventil 27,28) erforderlich ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die dem Druckabbau dienenden Druckregelventile (Auslaßventil 27,28) als im Ruhezustand offene Ventile ausgeführt sind und daß die Variation der elektrischen Ansteuergröße eine Absenkung ist, die von einem Wert ausgeht, der oberhalb des Wertes liegt, der für das Halten des Druckregelventils
(Auslaßventil 27,28) im geschlossenen Zustand erforderlich ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Variation der elektrischen Größe in bestimmten FahrSituationen erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Variation der elektrischen Größe beim Fahrzeugstillstand bzw. in einem bestimmten Bereich der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Variation der elektrischen Größe bei einer geringen Änderungsgeschwindigkeit eines Bremsendrucksollwertes erfolgt .
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Variation der elektrischen Größe nach einer Mindestdauer der Druckhaltephase erfolgt .
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Variation der elektrischen Ansteuergröße abgebrochen wird, wenn die Differenz aus Solldruck und Istdruck einen vorgegebenen Toleranzbereich verläßt.
9. Verfahren nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzen des Toleranzbereichs in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit festgelegt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Druckregelventile (17, 18 ;27, 28) als elektromagnetisch ansteuerbare Ventile ausgeführt sind und daß die elektrische Größe ein dem elektromagnetischen Antrieb zuzuführender elektrischer Strom (I) ist.
11. Verfahren nach nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Druckregelventile als piezoelektrisch ansteuerbare Ventile ausgeführt sind und daß die elektrische Größe eine an den Piezoantrieb anzulegende elektrische Spannung (U) ist.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß der Druckverlauf in der dem Druckregelventil (17,18) zugeordneten Radbremse (7,8) während der Variation der elektrischen Größe zyklisch in einem Zeitfenster (Tw) beobachtet wird und jeweils der maximale Druckwert ermittelt wird, der wiederum zur Ermittlung einer Erkennungsschwelle (E) für die Druckänderung am Ausgang des dem Druckaufbau dienenden Druckregelventils (Einlaßventil 17,18) herangezogen wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß der Druckverlauf in der dem Druckregelventil (27,28) zugeordneten Radbremse (7,8) während der Variation der elektrischen Größe zyklisch in einem Zeitfenster (Tw) beobachtet wird und jeweils der minimale Druckwert ermittelt wird, der zur Ermittlung einer Erkennungsschwelle (E) für die Druckänderung am Eingang des dem Druckabbau dienenden Druckregelventils (Auslaßventil 27,28) herangezogen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß eine Erkennungsschwelle E im Fenster i gemäß der Formel
E = Max(p)l Fenster (i-1) + e festgelegt wird,
wobei e ein die Ventilleckage sowie Störungen des den Druckverlauf erfassenden Drucksensors (30,31) berücksichtigender Verfahrensparameter ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, daß beim Überschreiten der Erkennungsschwelle (E) durch den Druckwert am Ausgang des Druckregelventils (Einlaßventil 17,18) im Zeitfenster (i) auf das Öffnen des Druckregelventils (Einlaßventil 17,18) geschlossen wird.
16. Verfahren nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, daß eine Erkennungsschwelle E im Fenster i gemäß der Formel
E = Max(p)l Fenster (i-1) - e festgelegt wird,
wobei e ein die Ventilleckage sowie Störungen des den Druckverlauf erfassenden Drucksensors (30,31) berücksichtigender Verfahrensparameter ist.
17. Verfahren nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, daß beim Unterschreiten der Erkennungsschwelle (E) durch den Druckwert am Eingang des Druckregelventils (Auslaßventil 27,28) im Zeitfenster (i) auf das Öffnen des Druckregelventils (Auslaßventil 27,28) geschlossen wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17 dadurch gekennzeichnet, daß zum Zeitpunkt (tdetekt) der Über- bzw. Unterschreitung der Erkennungsschwelle (E) durch den Druckwert am Ausgang des dem Druckaufbau dienenden Druckregelventils (Einlaßventil 17,18) bzw. am Eingang des dem Druckabbau dienenden Druckregelventils (Auslaßventil 27,28) ein Zeitpunkt gemäß der Formel
t-reakt = *-detekt — t
berechnet wird, wobei τ den zeitlichen Versatz zwischen der durch die Ansteuerung hervorgerufenen Reaktion des Druckregelventils und der Erkennung dieser Reaktion anhand der Druckänderung bezeichnet .
19. Verfahren nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Versatz (τ) abhängig von einem die Viskosität des Druckmittels charakterisierenden Signals festgelegt wird.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 und 12 bis 19 dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur der Abhängigkeit des Ansteuerstromes I (Δp) vom Differenzdruck
(Δp) nach der Formel
I(Δp)πeu = I(Δp)ait •(1-λ) + λ • Ireakt erfolgt ,
wobei Ireakt den der Druckänderung in der dem Druckregelventil (Einlaßventil 17,18; Auslaßventil 27,28) zugeordneten Radbremse (7,8) entsprechenden Ansteuerstromwert im Zeitpunkt (treakt) , I(Δp)al den Wert der Abhängigkeit des Ansteuerstromes I (Δp) vom Differenzdruck (Δp) im aktuellen Betriebspunkt (Δp) vor der Durchführung der Korrektur (Adaption) und I(Δp)neu den Wert der Abhängigkeit des Ansteuerstromes I (Δp) vom Differenzdruck (Δp) nach der Durchführung der Korrektur (Adaption) bezeichnen, wobei die Adaptionsrate λ aus dem Intervall (0,1] zu wählen ist.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur der Abhängigkeit der anzulegenden Spannung U(Δp) vom Differenzdruck (Δp) nach der Formel
U(Δp)neu = U(Δp)aI • (1-λ) + λ • Ureakt erfolgt ,
wobei Ureakt den der Druckänderung in der dem Druckregelventil zugeordneten Radbremse entsprechenden Ansteuerspannungswert im Zeitpunkt (treakt) , U(Δp) It den Wert der Abhängigkeit der Ansteuerspannung U(Δp) vom Differenzdruck (Δp) im aktuellen Betriebspunkt (Δp) vor der Durchführung der Korrektur (Adaption) und U(Δp)neu den Wert der Abhängigkeit der Ansteuerspannung U(Δp) vom Differenzdruck (Δp) nach der Durchführung der Korrektur (Adaption) bezeichnen, wobei die Adaptionsrate λ aus dem Intervall (0, 1] zu wählen ist.
22. Verfahren zur Ansteuerung eines elektronisch regelbaren Bremsbetätigungssystems für Kraftfahrzeuge, mit einem drucklosen Druckmittelvorratsbehälter (4) , mit mindestens einer durch eine elektronische Steuereinheit (32) ansteuerbaren Druckquelle (20) , mit deren Druck Radbremsen (7,8) des Fahrzeuges beaufschlagbar sind, denen
Druckregelventile (Einlaßventil 17,18; Auslaßventil 27,28) zugeordnet sind, die in Abhängigkeit von dem an ihnen anliegenden Differenzdruck mittels einer elektrischen Größe analog ansteuerbar sind und die die Radbremsen (7,8) in einer Druckaufbauphase mit der Druckquelle (20) verbinden, in einer Druckhaltephase geschlossen sind bzw. geschlossen werden und in einer Druckabbauphase die Radbremsen (7,8) mit dem Druckmittelvorratsbehälter (4) verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Häufigkeit der Ansteuervorgänge der Druckregelventile (Einlaßventil 17,18; Auslaßventil 27,28) ermittelt und nach Maßgabe eines in den Radbremsen (7,8) einzusteuernden Solldruckverlaufs zur Korrektur (Absenkung) der Abhängigkeit der elektrischen Größe (I,U) von dem Differenzdruck (Δp) herangezogen wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22 dadurch gekennzeichnet, daß während einer Druckanstiegsphase des Solldruckverlaufs der Dauer (TAuf) die Zahl (Nu-) der Ansteuervorgänge des dem Druckabbau dienenden Druckregelventils (Auslaßventil 27,28) ermittelt wird, und daß beim Überschreiten eines Schwellenwertes auf eine zu starke Ansteuerung des dem Druckaufbau dienenden Druckregelventils (Einlaßventil 17,18) geschlossen wird.
24. Verfahren nach Anspruch 22 dadurch gekennzeichnet, daß während einer Druckabfallphase des Solldruckverlaufs der Dauer (T^) die Zahl (NAuf) der Ansteuervorgänge des dem Druckaufbau dienenden Druckregelventils (Einlaßventil 17,18) ermittelt wird, und daß beim Überschreiten eines Schwellenwertes auf eine zu starke Ansteuerung des dem Druckabbau dienenden Druckregelventils (Auslaßventil 27,28) geschlossen wird.
25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24 dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelte Zahl ( ab, NAuf) mit einem maximal zugelassenen Zahlenwert (Nab*, NAuf*) verglichen wird, der nach der Formel
Nb* = f.- • auf bzw. NaUf = fB • T^ gebildet wird, wobei fB eine maximal zugelassene Ansteuerungsfrequenz und Taf/ Tab die Dauer der Druckaanstiegs- bzw. -abfallphase bezeichnen,
und daß beim Überschreiten des maximal zugelassenen Zahlenwertes (Nab*, NÄUf*) auf eine zu starke Ansteuerung des dem Druckauf- bzw. -abbau dienenden Druckregelventils (Einlaßventil 17, 18,Auslaßventil 27,28) geschlossen wird.
26. Verfahren nach Anspruch 22 bis 25 dadurch gekennzeichnet, daß die Druckregelventile (17, 18; 27, 28) als elektromagnetisch ansteuerbare Ventile ausgeführt sind und daß die elektrische Größe ein dem elektromagnetischen Antrieb zuzuführender elektrischer Strom ist.
27. Verfahren nach Anspruch 22 bis 25 dadurch gekennzeichnet, daß die Druckregelventile als piezoelektrisch ansteuerbare Ventile ausgeführt sind und daß die elektrische Größe eine an den Piezoantrieb anzulegende elektrische Spannung ist .
28. Verfahren nach Anspruch 25 und 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur der Abhängigkeit des Ansteuerstromes
I (Δp) vom Differenzdruck (Δp) nach der Formel
I(Δp)πeu = I(Δp)alt - Δl erfolgt,
wobei I(Δp)aIt den Wert der Abhängigkeit des Ansteuerstromes I (Δp) vom Differenzdruck (Δp) im aktuellen Betriebspunkt (Δp) vor der Durchführung der Korrektur (Absenkung) und I(Δp)πeu den Wert der Abhängigkeit des Ansteuerstromes I (Δp) vom Differenzdruck (Δp) nach der Durchführung der Korrektur (Absenkung) bezeichnen.
29. Verfahren nach Anspruch 25 und 27 dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur der Abhängigkeit der anzulegenden Spannung U(Δp) vom Differenzdruck (Δp) nach der Formel
U(Δp)neu = U(Δp)alt- ΔU erfolgt,
wobei U(Δp)alt den Wert der Abhängigkeit der Ansteuerspannung U(Δp) vom Differenzdruck (Δp) im aktuellen Betriebspunkt (Δp) vor der Durchführung der Korrektur (Absenkung) und U(Δp)"eu den Wert der Abhängigkeit der Ansteuerspannung U(Δp) vom Differenzdruck (Δp) nach der Durchführung der Korrektur (Absenkung) bezeichnen.
30. Regelsystem zur Durchführung des Verfahrens zur Ansteuerung eines elektronisch regelbaren Bremsbetätigungssystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckregler (40) vorgesehen ist, dem als Eingangsgrößen ein Druck-Sollwert (Psoll) • mιt dem eine der Radbremsen (7,8) des Fahrzeuges zu beaufschlagen ist, ein Druck-Istwert (Pist) mιt dem eine der Radbremsen (7,8) des Fahrzeuges beaufschlagt ist, sowie der an dem betrachteten Druckregelventil (17, 18; 27, 28) anliegende hydraulische Differenzdruckwert (Δp) zugeführt werden und dessen Ausgangsgröße der Sollwert (ISoιι bzw. USoιι) der zur Ansteuerung des Druckregelventils (17, 18; 27, 28) verwendeten elektrischen Größe ist, und daß Mittel (45,46) zur Korrektur (Adaption) der Abhängigkeit der elektrischen Größe (I bzw. U) von dem Differenzdruckwert (Δp) vorgesehen sind.
31. Regelsystem nach Anspruch 30 dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (40) aus einem linearen Regler (41) , einem Vorsteuermodul (42) sowie einem Korrekturmodul (45,46) besteht, wobei dem linearen Regler (41) als Eingangsgröße die aus Druck-Sollwert (PSoιι) und Druck-Istwert (Pιs) gebildete Regelabweichung (ΔPR) zugeführt wird, während dem Vorsteuermodul (42) ein den an dem betrachteten Druckregelventil (17, 18 ; 27, 28) anliegenden hydraulischen Differenzdruck (Δp) repräsentierendes Signal zugeführt wird, wobei das Vorsteuermodul (42) einen Vorsteuerwert
(Isoii.v/ USoιι,v) der zur Ansteuerung des Druckregelventils
(17, 18; 27, 28) verwendeten elektrischen Größe (I,U) erzeugt, der dem Öffnungspunkt des Druckregelventils (17, 18 ; 27, 28) entspricht und der zu der Ausgangsgröße (Isoii,-.; USOII, ) des linearen Reglers (41) zur Bildung des Sollwerts (ISoιι, Usoii) der zur Ansteuerung des Druckregelventils
(17, 18; 27, 28) verwendeten elektrischen Größe hinzuaddiert wird und wobei dem Korrekturmodul (45,46) als Eingangsgrößen der Druck-1stwert (PIgt) sowie der an dem betrachteten (zu identifizierenden) Druckregelventil anliegende Differenzdruck (Δp) zugeführt werden und dessen Ausgangsgröße (KX,K2) das Verhalten des Vorsteuermoduls
(42) beeinflußt.
32. Regelsystem nach Anspruch 31 zur Durchführung des
Verfahrens zur Ansteuerung eines elektronisch regelbaren Bremsbetätigungssystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 21 dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsgröße (Kx) des Korrekturmoduls (45) als Differenz :
Kx = I(Δp)πeu - I(Δp)aI bzw.
Kα = U(Δp)πeu - U(Δp)al definiert ist, wobei
I(Δp)alt bzw. U(Δp)aIt den Wert der Abhängigkeit der elektrischen Ansteuergröße I (Δp) bzw. U(Δp) vom Differenzdruck (Δp) im aktuellen Betriebspunkt (Δp) vor der Durchführung der Korrektur (Adaption) und I(Δp)"eu bzw. U(Δp)neu den Wert der elektrischen Ansteuergröße I(Δp) bzw. U(Δp) vom Differenzdruck (Δp) nach der Durchführung der Korrektur (Adaption) bezeichnen.
33. Regelsystem nach Anspruch 31 zur Durchführung des
Verfahrens zur Ansteuerung eines elektronisch regelbaren Bremsbetätigungssystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 24 dadurch gekennzeichnet, daß dem Korrekturmodul (46) zusätzlich als Eingangsgröße der Druck-Sollwert (PSoιι) zugeführt wird und daß seine Ausgangsgröße K2 = -ΔI aus dem Vergleich der ermittelten Zahl der Ansteuervorgänge (Nb, NÄUf) mit einem maximal zugelassenen Zahlenwert (N^*, NAuf*) abgeleitet wird, wobei beim Überschreiten des maximal zugelassenen Zahlenwertes (N^*, NAuf*) die Abhängigkeit der elektrischen Größe abgesenkt wird.
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