CN1230333C - 控制制动器的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及控制汽车制动器的方法和装置。其中按照两个不同制动回路的至少一个车轮制动器内的制动压力的差值修正车轮各自的理论值。
Description
技术领域
本发明涉及控制制动器的一种方法和一种装置。
背景技术
由DE 196 16 732 A1公开了一种制动器的控制***，其中根据驾驶员指令和/或一个调节***例如适应性的行驶速度调节器(ACC)的相应规定，给出用于控制制动器的一个理论值，最好是分配给各制动回路或车轮制动器的制动力矩理论值。在所述的实施例中，该理论值由一个减速调节器形成，该减速调节器将汽车减速度调节到由驾驶员和/或至少一个另外的调节***规定的减速度理论值。然后分配给单个制动回路或车轮制动器的制动力矩借助制动力矩调节器调节。在理论制动力矩分配到单个制动回路或车轮制动器上时，在车轮制动器上的制动压力或在单个制动回路或车轮制动器中的另一个控制量具有相等的值(假设理论值相同)。
在公开出版物SAE论文950759由Anton van Zanten，RainerErhardt和Georg Pfaff撰写的“VDC，the vehicle dynamics controlsystem of Bosch”中公开了一种制动器的控制***，其中借助一个液压模型将一个理论制动力矩值转换为一个车轮制动器的理论制动压力，以一个启动信号控制配属于车轮制动器的阀装置。由此在每个车轮制动器上获得理想的制动力矩或理想的制动压力。所采用的液压模型还用于从阀装置的启动信号获得车轮制动器内的制动压力或此处的制动力或制动力矩。
发明内容
通过考虑在理论值(最好是制动力矩)分配到各制动回路或车轮制动器时各制动回路或车轮制动器中的偏差，从而考虑并有效平衡了在转换为制动调节器的启动信号时的误差。
有利的是制造了在各制动回路或车轮制动器上的制动压力水平的一致。这有利地导致了车轮制动器的均匀磨损并避免了制动过程中不希望有的偏航力矩。
有利的是不仅平衡了制动器零部件的制造误差，这些误差会导致车轮制动器或制动回路的不同制动压力水平。会引起相应结果的其它量，如爬坡阻力、改变了的汽车质量、汽车上的附加结构或拖车操作等，由于差值形成而对估计质量没有影响。
另外实现了制动过程的舒适性，因为保证了均匀的分配并且不会出现不同的制动器磨损或甚至不会出现偏航力矩。
特别有利的是，在修正制动控制时不必动用将理论值转换为启动参量并根据启动参量形成一个实际值的液压模型，从而通过应用该模型所产生的偏差由于例如制造误差同样被修正了。
附图说明
下面借助附图所示的实施例进一步描述本发明。其中，图1示出了用于控制汽车制动器的一种控制装置的简明框图，而图2是控制***的一种优选实施形式的过程图。图3借助一流程图示出了理论制动力矩分配给制动回路的优选实施例。
具体实施方式
图1示出了一个电子控制单元10，其具有一个输入开关12、至少一个微型计算机14和一个输出开关16。该控制单元10通过一个用于双向数据和信息交换的通讯***18相互连接。控制单元通过输出线路20-22控制汽车制动器24。在优选实施例中是一个液压制动器，其具有泵和阀装置26，根据通过线路20-22输送的信号控制单个车轮制动器28，30，32，34上的制动力。这种制动器由现有技术已知。还有输入线路通向电子控制单元10，这些输入线路在优选实施例中组合成一个总线***(例如CAN)。第一输入线路3 6从一个行驶速度调节装置38通到控制单元10，而另一个输入线路40从制动踏板42通到控制单元10。从行驶速度调节装置38供给一个代表理论减速度的量或一个从中可导出理论减速度的量，而通过来自制动踏板42的输入线路40供给其操作程度(距离、力、压力等)的大小。此外还备有输入线路44-46，其来自测量装置48-50，并供给制动器、汽车或其驱动单元的其它工作参量，例如车轮转速、马达转速、调节后的制动力(制动压力)等等。
用于控制制动器的控制功能以程序形式在微型计算机14中实现。除了公知的功能如防抱死调节器(ABS)、驱动滑差调节器(ASR)，或者开头所述的行驶动力性调节器，在优选实施例中，控制单元10还根据驾驶员意愿或至少一个另外的调节***如行驶速度调节器的指令控制车轮制动器上的制动力。从制动踏板的操作程度可基于计算、特征曲线和特征曲线族获得汽车的理论减速度值。该理论值与减速度实际值比较并输入到一个调节器，该调节器根据预定的调节策略产生一个输出信号，该输出信号代表车轮制动器上的一个待调节的制动力矩，并使实际减速度接近理论减速度。在优选实施例中，由调节器获得的制动力矩值在每个车轮制动器的制动力矩调节范围内通过相应的控制阀和泵装置26进行调节。一个行驶速度调节器尤其是与一个间距雷达(Abstandradar)共同工作的行驶速度调节器，规定一种制动作用以降低速度和保持理论速度或最小间距。为此，控制单元10的行驶速度调节器发出一个理论减速度信号或从中可导出这种信号的量，该信号在上述调节范围内通过操作车轮制动器调节。这里行驶速度调节器38也可以是控制单元10的组成部分，并以程序形式在微型计算机14中实现。
在优选实施例中，制动器采用一个液压控制的制动器。但根据本发明的解决方案不限于该应用情况，而是在气动制动器或电动车轮制动器中应用时也具有上述优点，其中在后一种情况中不是制动压力而是其它的控制参量(如电流等)起作用。
如开头所述，在至少另一个调节***的计算器控制的制动作用中，或者根据驾驶员指令的制动作用中，在理论值相同的情况下制动回路中的制动压力直到一定的压力水平都是相同的。在车轮制动器中的实际制动压力借助液压模型参照阀装置的启动参量计算出。但由于液压设备中的制造误差，在通过液压模型的压力估计中会出现错误。而压力估计是压力调节的基础。在液压成分有偏差的情况下，在车轮上的实际压力偏离计算值。因此会由于不同的压力而对汽车性能产生不利的影响，尤其是过分制动单个制动回路。因为制动作用在该回路中的百分比较大，会持续导致制动器的严重磨损，在对角线布置的制动回路中甚至会导致不希望的偏航力矩。因此基于已有的传感器技术或由此导出的参量，如前述现有技术中所述，单个制动回路或单个车轮制动器之间的差值压力可以计算出。则制动调节基于一个差值压力调节回路，该回路将该差值压力调节到一个规定的值，特别是零值，其方法是修正理论力矩在各制动回路上的分配。由此避免了不利的作用，如过分制动单个回路或构成偏航力矩。通过计算制动回路或单个车轮制动器之间的差值压力，切断了可能的错误源，如爬坡阻力、改变了的汽车质量、汽车构件或拖车情况。在出现差值压力的情况下，在制动作用时，通过相应的修正制动分配来克服上述的不利情况。
单个制动回路或车轮制动器之间的差值压力估计以例如在开头所述的行驶动力性调节***中使用的传感器技术为基础。此时在各制动回路或车轮制动器中的制动压力的计算与必要时采用的液压模型无关。这里作为参量考虑作用在驱动轮上的发动机力矩MKAHALB、车轮速度VRADXY、车轮垂直力FNXY以及汽车特定参数如车轴几何形状、轮胎特性值和制动器特性值。在小的和中等的减速度范围内，在估计时可忽略制动过程的动力性并将之降到一个累加的部分。
对被驱动轮，实际制动压力的计算根据下式进行：
PRAD＝CLAM/CP(λ*FN*RRAD+MKAHALB/CLAM)
这里，参数CLAM代表轮胎纵刚度，CP表述制动压力转换为制动力(制动特性值)，车轮半径RRAD是常数，该常数也可根据车轮半径和制动器特性值情况匹配。λ表示车轮的滑移率，其作为车轮速度与汽车速度的相对偏差公知地可从车轮速度和汽车速度确定。FN是车轮垂直力，其或者测量得到或者从另一个参量中估计出。MKAHALB是输入给被驱动车轮的扭转力矩。该力矩从汽车驱动单元的输出发动机力矩考虑变速器传动比和传动***效率而求出，然后将得到的扭转力矩减半即代表输给单个驱动车轮的扭转力矩。对被驱动车轮，略去上述公式中的相加的一项。
以所示方式确定第一制动回路的一个车轮上的制动压力和第二制动回路的一个车轮上的制动压力(在对角线布置时最好是在同一轴上的车轮上，在另一种制动回路布置方式时考虑轴式分配)，形成获得的两个制动压力之间的差值。由此得出制动回路之间的压差，根据该压差关系修正理论力矩在各回路上的分配。形成的压差代表了所用差值压力调节器的输入参量，该调节器将各制动回路内的制动压力间的该差值最好降为零，其方法是修正理论力矩在各制动回路或车轴上的分配。
实际制动压力的计算根据应用实例或者仅在选定的车轮制动器上进行，或者在所有车轮制动器上进行，然后将制动回路间的最大差值(注意轴式分配)用来调节。另外，在优选实施例中，计算各车轮制动器之间的差值压力并借助差值压力调节器相应修正理论力矩在各车轮制动器的分配，从而使与另一个车轮制动器或其它车轮制动器的差值为一个预定值(考虑轴式分配)，最好是零。
在上面的实施例中描述了基于制动压力值确定差值压力。相应地，在其它实施例中，差值的形成是基于制动力或制动力矩值，其中，在该情况下，所用的调节回路则是一个差值制动力或差值制动力矩调节器。
图2示出了一个在以所用差值压力调节回路进行减速度调节范围内实现制动作用的过程图。这里，框图表示单个程序或程序步骤，连接线表示信息流。
或者从至少一个外部调节***例如一个适应性行驶速度调节***给出的，和/或从驾驶员对制动踏板的操作程度导出的一个汽车纵向减速度理论值AXSOLL输入给图2所示的调节***。该理论值在比较点100与一个等于汽车实际减速度(AXIST)的值比较。在优选实施例中，以框102表示的汽车实际纵向减速度基于车轮速度例如对至少一个车轮速度时间求导确定。以此方式获得的汽车纵向减速度借助一个滤波器104，最好是一个低通滤波器过滤，并输入给比较点100。
理论减速度和实际减速度之间的偏差输给调节***106。在这里首先通过真正的减速度调节器108根据减速度之间的偏差按照规定的调节器策略规则例如开头所述的现有技术，来获得一个理论制动力矩值。该理论值按照一个规定的分配比例(Schluessel)例如考虑到在前后轴制动器之间的保证汽车稳定性的适当分布来分配给各车轮制动器。例如，整个理论值的60％分配给前轴制动器，40％分配给后轴制动器，而在车轴内部左右车轮的各车轮制动器上均分。制动力矩分配的结果是汽车每个车轮制动器都是理论制动力矩MSOLLXY。制动力矩在各车轮制动器的这种分配是在分配点110进行的，在此还实现了上述的差值压力调节器。为分配点110输入差值压力理论值DIFFPSOLL，其最好为0，以及表示尤其是两个制动回路的选定车轮制动器之间的差值压力的一个实际值ΔPIST。在最简单的实施例中，差值压力调节器由一个比较步骤组成，该步骤检验差值压力理论值和其实际值之间的差是否大于、等于或小于0。根据比较结果，用于制动力矩分配的分配比例提高或降低一定的值，以便以此方式使实际差值压力接近理论值。在另一种实施例中，差值压力调节器是这样一个调节器，其按照规定的调节策略根据理论和实际差值压力之间的偏差产生一个输出信号。该输出信号的大小就构成修正因子FAKTOR的尺度，以此修正分配制动力矩的因子。以此方式获得的车轮各自的制动力矩值MSSOLLXY送到集合在112的执行机构。在这里，借助一个液压模型114相应于前面现有技术所述例如考虑到制动特性值为每个车轮将各自的理论制动力矩值转换为理论制动压力，与基于液压模型获得的实际制动压力比较，按照偏差程度形成启动信号，借此启动各个车轮制动器的阀装置116。同时使各个车轮制动器的实际制动压力接近规定的理论制动压力。
差值压力的实际值在差值压力模型118中根据上述的汽车参量(线路120)按照上面给出的公式获得，其方法是将两个不同的制动回路的至少每一个车轮的值相互比较。
在优选的实施例中，差值压力调节实施为控制制动器的控制单元的微型计算机的计算程序。图3简略示出了这种计算程序的最佳实现方式的流程图。
图3中简略示出的程序以一定时间间隔进行。在第一步200是各个理论力矩MSOLL 11，12，21，22，其中第一个数字代表制动回路，第二个数字代表该制动回路中的车轮制动器。必要时轴式的分配形式已考虑在这些值中。此外在步骤200读入压差实际值ΔPIST，其按照上述模型计算出。在下一步202检验压差理论值DIFPSOLL和实际值ΔPIST之间的差值δ是否大于0。如果是，在步骤204将因子提高一定值Δ。如果理论/实际差值不大于0，则在步骤206检验其是否小于0。如果是，在步骤208将上述因子降低数值Δ。如果步骤206给出理论/实际偏差也不小于0，而是等于0，则因子保持不变。在步骤204，208和206回答为否定之后，在步骤210用在步骤204或208中确定的因子修正各理论制动值。该因子是0和1之间的数值，表示各制动回路中的制动压力水平之间的偏差。第一制动回路的车轮制动器的理论制动力矩MSOLL11和MSOLL12在图3所示的实施例中是与该因子FAKTOR相乘。第二制动回路的车轮制动器的理论力矩是与1-FAKTOR的数值相乘。以此修正理论制动力矩值，使得理论差值压力和实际差值压力之间平衡。在步骤210之后结束该程序并在下一时间间隔之后重新进行。
Claims (9)
1.用于控制制动装置的方法，该制动装置具有：
制动回路，其在轴上或对角地分隔；
可电控的制动器执行机构，其根据设定点值被致动，该设定点值对于每个车轮是预先规定的、被分配给每个车轮制动器(28，30，32，34)；
实际值，其代表作用在规定的每个车轮制动器(28，30，32，34)上的制动力，
其特征在于，
求出两个制动回路的至少两个车轮制动器(28，30，32，34)的实际值之间的偏差，以及
根据该偏差把控制车轮制动器(28，30，32，34)的设定点值的分布修正到单个车轮制动器，以将所述偏差达到规定值，尤其是零值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，修正值基于实际参数的偏差值与规定的理论偏差值之间的偏差求出。
3.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，偏差值基于汽车参数计算。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，汽车参数是车轮滑差率和垂直力，必要时还有作用在车轮上的驱动力矩。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，代表制动力的参数是制动压力。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各车轮制动器的理论值按照整体理论值形成，其中整体理论值在各个车轮上的分配根据偏差值修正。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，求出调节汽车车速到一规定的理论值的减速度调节器的整体理论值。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，制动压力根据汽车参数按照下式确定：PRAD＝CLAM/CP(λ*FN*PRAD+MKAHALB/CLAM)，其中相加的项目在未被驱动的车轮情况下省略。
9.用于控制制动装置的装置，该制动装置具有在轴上或对角地分隔的制动回路；其具有：
控制单元(10)，其产生对应于各车轮制动器(28，30，32，34)的制动调节器启动信号，所述控制器按照为每个车轮制动器(28，30，32，34)规定的规定值获得启动信号，其中代表在各车轮制动器上的制动力的值作为实际值求出，
其特征在于，
设有一个调节器(10)，其根据至少两个制动回路的至少两个车轮制动器(28，30，32，34)的实际值之间的偏差来修正为单个制动回路的每个车轮制动器(28，30，32，34)规定的规定值，以将所述偏差达到规定值，尤其是零值。
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