DE19838948A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung einer Pumpe eines Bremssystems - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung einer Pumpe eines BremssystemsInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines ein Druckmedium förderndes Mittel, insbesondere einer Pumpe, eines Bremssystems. Das Ansteuersignal zur Ansteuerung bzw. Regelung der Pumpe wird dabei abhängig von wenigstens einer Druckdifferenz gebildet (110). In einer bevorzugten Ausführungsform wird wenigstens eine aus drei unterschiedlichen Druckdifferenzen (204, 209, 211) zur Bildung des Ansteuersignals verwendet. Dazu werden der Bremskreisdruck (pBKist, 108a), der Hauptbremszylinderweg (sHZ, 106a) und der Hauptbremszylinderdruck (pHZist, 107a) ermittelt und zur Bildung von Sollwerten (pBKsoll, pHZsoll) herangezogen. Mit den jeweiligen Druckdifferenzen (eBK, eHZ, eBKHZ) wird dann die Pumpe bzw. der Pumpenmotor (124) geregelt und/oder über einen Vorsteuerwert (Vpwm) angesprochen.
Description
Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtung zur
Steuerung eines druckfördernden Mittels eines Bremssystems
zum Fördern eines Druckmediums gemäß dem Oberbegriff der
Ansprüche.
Aus der DE 195 48 248 A1 ist ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Steuerung einer Pumpe eines
elektrohydraulischen Bremssystems bekannt. Hierbei wird die
Hydraulikflüssigkeit aus einem Druckspeicher über Ventile in
die Radbremszylinder eingesteuert, wobei der Druckspeicher
mit einer Pumpe geladen wird. Um ein möglichst geräuschloses
Laden des Druckspeichers zu erreichen, wird die Pumpe mit
einem bedarfsgerechten Pulspausenverhältnis eines PWM-
Signals, abhängig vom Volumenbedarf an Hydraulikflüssigkeit
und einem Druck im Druckspeicher angesteuert. Das PWM-Signal
wird dabei abhängig von einem vorgebbaren Druckwert und der
Abweichung des Ist-Druckes von diesem Wert verändert. Dabei
wird eine Vielzahl von festen Druckschwellwerten zur
förderleistungsgerechten Ansteuerung verwendet. In dieser
Offenlegungsschrift wird speziell die Ansteuerung einer
Pumpe in einem elektrohydraulischen Bremssystem beschrieben.
Daneben sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, bei denen
in hydraulischen Bremssystemen die Rückförderpumpen eines
Hydroaggregats für ein Antiblockiersystem (ABS), eine
Antriebsschlupfregelung (ASR) oder eine Fahrdynamikregelung
(FDR, ESP) in Abhängigkeit des Fahrerbremswunsches
angesteuert werden. Dies ist z. B. aus der DE 195 01 760 A1
bekannt. In dieser Offenlegungsschrift wird mittels eines
Sensors der Druck im Hauptbremszylinder erfaßt, welcher die
Betätigung des Bremspedals und damit den Fahrerwunsch
repräsentiert. Mittels eines Schwellwertvergleichs des
Drucks wird die Rückförderpumpe so angesteuert, daß sich
nach Bedarf einer der Zustände Druckabbau, Druckanstieg oder
Druckhalten ergibt.
Außerdem existiert eine Vielzahl von Schriften, in denen
unterschiedliche Ausbildungen von Bremsanlagen mit darin
eingebetteten druckfördernden Mitteln, insbesondere Pumpen,
dargestellt sind.
Es hat sich gezeigt, daß die bekannten Verfahren sowie die
entsprechenden Vorrichtungen nicht in jeder Beziehung
optimale Ergebnisse zu liefern vermögen. So wird durch die
bisherige Pumpenansteuerung zwar ein schnelles Erreichen
eines gewünschten Solldrucks erzielt, dabei aber die Bildung
einer definierten Pedalbewegung und damit eines definierten
Pedalgefühls durch einen geregelten Pumpeneingangsdruck
vernachlässigt, da zur Erzielung der gewünschten
Druckaufbaudynamik undosiert Druck aus dem
Hauptbremszylinder entnommen wird. Dies führt darüber hinaus
bei saugendem Betrieb der Pumpe zu einer
Kennlinienverschiebung der Bremsanlage. Daneben entsteht
bedingt durch die hohe Förderleistung und durch dabei
auftretende Kavitationseffekte bei Teilförderung der Pumpe
eine nicht vernachlässigbare Geräuschentwicklung.
Durch die erfindungsgemäße gleichzeitige oder alternative
Verwendung verschiedener Druckdifferenzen zur Bildung des
Ansteuersignals bzw. zur Regelung des druckfördernden
Mittels, insbesondere einer Pumpe bzw. eines Pumpenmotors,
werden die Nachteile des Standes der Technik kompensiert und
daneben noch weitere Vorteile erzielt.
Einerseits können zwei grundlegende Ziele, einmal das
schnelle Erreichen des Solldrucks und zum anderen eine
definierte Pedalbewegung und damit ein definiertes
Pedalgefühl erreicht werden. Die geschieht durch gezielte
Verwendung des am Eingang des druckfördernden Mittels
anliegenden Drucks zur Regelung und/oder Vorsteuerung. Durch
die Wahl einer Kennlinie, die keine durchgehend lineare,
sondern abschnittsweise eine nicht lineare Verstärkung
zwischen einem Ist-Druckwert und einem Soll-Druckwert
aufweist kann die Bremspedalbewegung und damit dieses
Pedalgefühl exakt den Einsatzbedingungen und/oder dem
Fahrerwunsch angepaßt werden. Daneben entsteht durch
Verwendung wenigstens einer zweiten Druckdifferenz zur
Regelung und/oder Vorsteuerung des druckfördernden Mittels,
insbesondere der Pumpe, kein durch Kavitationseffekte
hervorgerufenes Geräusch, da das druckfördernde Mittel immer
ausreichend durch die Pedalkraft des Fahrers vorgeladen
wird. Darüber hinaus wird durch die vorgenannten und in den
Ansprüchen aufgezählten Merkmale saugender Betrieb des
druckfördernden Mittels vermieden, wodurch eine
Kennlinienverschiebung der Bremsanlage nicht stattfindet.
Daneben entstehen durch die exaktere Regelung und/oder
Vorsteuerung im Mittel geringere Pumpenmotordrehzahlen
wodurch insgesamt eine geringere Bordnetzbelastung und ein
niedrigerer Geräuschpegel erzielt wird.
Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsformen erläutert.
Fig. 1 zeigt beispielhaft ein Bremssystem mit Steuergerät
in welchem eine Rückförderpumpe angesteuert wird. Aus
Gründen der Übersichtlichkeit ist dabei nur ein Bremskreis
dargestellt. Weitere Bremskreise können analog dazu
angenommen werden. Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild mit
Sensorik und Steuerung, in welchem die Regelung des
Pumpenmotors dargestellt ist. In Fig. 3 ist eine Kennlinie
zur Verstärkung bzw. Anpassung der Regeldifferenz bezüglich
des Hauptbremszylinderdrucks dargestellt. Fig. 4 zeigt eine
Vorsteuerkennlinie, welche in einem weiteren
Ausführungsbeispiel optional eingesetzt werden kann, um
mittels einer Differenz aus Hauptbremszylinderdruck und
Bremskreisdruck einen Durchgriff auf die
Ansteuersignalbildung zur Motoransteuerung zu realisieren.
In Fig. 5 sind zwei Kennlinien gegenübergestellt, die zur
Sollwertbildung des Bremskreisdrucks verwendbar sind, wobei
die eine Kennlinie eine zusätzliche Verstärkung offenbart,
um die Pedalbewegung zu optimieren.
In Fig. 1 ist eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit
einer Steuerung 110 dargestellt, die entweder eine
übergeordnete Logik (z. B. für ABS, ASR, FDR) umfaßt oder mit
einer solchen verbunden ist. Über ein Bremspedal 100 speist
der Fahrer seinen Bremswunsch in das Bremssystem ein. Das
Bremspedal 100 ist mittels einer Kolbenstange 101 mit dem
Hauptbremszylinder 103 verbunden. Dabei kann je nach
Ausführungsform ein Vakuumbremskraftverstärker oder wie in
diesem Ausführungsbeispiel bei einer hydraulischen
Bremskraftverstärkung (HBV) kein zusätzlicher
Bremskraftverstärker zwischengeschaltet sein. Mit dem hier
zweikreisigen Hauptbremszylinder 103 steht ein
Vorratsbehälter 102 in Verbindung. Aus Gründen der
Übersichtlichkeit ist über Leitung 105 lediglich ein
Bremskreis dargestellt. Analog dazu sei über Leitung 104 ein
weiterer Bremskreis angekoppelt. Mittels eines Sensors 106
wird der Weg der Kolbenstange bzw. der im Hauptbremszylinder
103 zurückgelegte Weg erfaßt. Dieser Weg wird im Weiteren
als Hauptbremszylinderweg sHZ bezeichnet. Im zu
beschreibenden Bremskreis ist ein Drucksensor 107 mit der
Hauptbremsleitung 105 verbunden. Dieser erfaßt den Druck im
Druckmedium wie er ebenfalls am Pumpeneingang ansteht. Durch
die Verbindung von Hauptbremszylinder 103 mit dem
Pumpeneingang über die Ventilanordnung 114, entspricht der
Pumpeneingangsdruck bei geöffneter Stellung des Ventils 114
dem Hauptbremszylinderdruck pHZist. Der Drucksensor 107 kann
entweder jeweils nur für einen Bremskreis, oder für mehrere
Bremskreise Verwendung finden, da der aufgebaute Ladedruck,
der dem Hauptbremszylinderdruck pHZist entspricht in allen
vom Hauptbremszylinder 103 abgehenden Leitungen (104, 105)
ansteht. Ebenso kann aber für jeden Bremskreis ein einzelner
Drucksensor zur Erfassung des Pumpeneingangsdrucks bzw. des
Hauptbremszylinderdrucks vorgesehen sein.
Die Einleitung des Druckmediums in den Bremskreis erfolgt
über ein Vorladeventil 114. Solche steuerbaren Wegeventile
wie 114 sind beispielsweise als elektromagnetisch steuerbare
2/2-Wegeventile ausgebildet und zwischen dem
Hauptbremszylinder 103 und der Rückförderpumpe 125
angebracht. Ausgangsseitig an die Rückförderpumpe 125
schließt sich die Dämpferkammer 121 an. In Richtung zum
Hauptbremszylinder 103 sowie zu den jeweiligen
Bremsdruckaufbauventilen, also den Einlaßventilen 115, 116
in die Radbremsen folgt die Drossel 109. Der Auslaß des
Druckmediums aus dem Bremskreis erfolgt über ein weiteres
2/2-Wegeventil 113. Der Auslaß des Druckmediums aus dem
Bremskreis könnte auch über eine Kombination aus
Umschaltventil und Druckbegrenzungsventil an gleicher Stelle
wie Ventil 113 gesteuert werden. Generell können auch andere
Ventilkombinationen für Einlaß und/oder Auslaß und/oder
Durchlaß des Druckmediums in der Bremsanlage Verwendung
finden.
Um größere Übersichtlichkeit in der Darstellung zu erzielen,
sind alle Sicherheitsventile in Fig. 1 in Form des
Rückschlagventils 123 ausgeführt. Dies ist aber
erfindungsgemäß nicht zwingend notwendig und so können
situationsbedingt unterschiedliche Ventile oder
Ventilkombinationen im Zusammenhang mit dieser
Sicherheitsfunktion verwendet werden. Alle hier verwendeten
Sicherheitsventile sind somit unter der Bezeichnung 123
zusammengefaßt. Das Ventil 113 ist mittels eines
Rückschlagventils umgehbar, so daß dann, wenn automatischer
Bremsbetrieb vorliegt, bei ausreichender Betätigung des
Bremspedals 100, Druck aus dem Hauptbremszylinder 103 sich
bis zu den Ventilanordnungen zur Bremsdruckmodulation 115
bis 118 fortpflanzen kann. Von diesen Bremsventilanordnungen
werden 115 und 116 als Einlaßventil des jeweiligen
Radbremszylinders 119 oder 120 und die Ventilanordnungen 118
und 117 jeweils als Auslaßventil bezeichnet. An der
Druckleitung, die von den Auslaßventilen 117 und 118 zur
Rückförderpumpe 125 führt ist des weiteren ein Druckspeicher
122 angebracht. Die Rückförderpumpe 125 selbst wird über
einen Motor 124 angetrieben. Nach der Drossel 109 ist an der
Bremsleitung ein weiterer Drucksensor 108 angebracht. Eine
Angabe zur genauen Position des jeweiligen Radbremszylinders
119 oder 120 ist bewußt nicht getroffen, da für die
erfindungsgemäßen Verfahren und die Vorrichtungen keine
bestimmte Anordnung, wie X- oder parallel
Bremskreisaufteilung notwendig ist, sondern je nach Bedarf
beliebig verwendet werden kann.
Die Positionen der Sensoren ist nicht festgelegt, es muß
lediglich sichergestellt sein, daß der Bremskreisdruck
pBKist und der Pumpeneingangsdruck bzw. der
Hauptbremszylinderdruck pHZist und darüber hinaus
nötigenfalls der Hauptbremszylinderweg sHZ erfaßt werden
können. Statt des Einsatzes einzelner Sensoren zur Erfassung
der Druckverhältnisse (107, 108) bzw. des
Hauptbremszylinderwegs sHZ (106) können diese zu erfassenden
Größen auch mit Hilfe einer Modellbildung geschätzt bzw.
anderweitig berechnet werden.
Der zu erfassende Informationsgehalt der einzelnen Größe
aus der Sensorik 106, 107 und 108 wird der Steuerung 110
zugeführt. Die nicht erfindungswesentliche, Eingangsgrößen
für z. B. die Steuerung 110 liefernde Sensorik, wie z. B.
Raddrehzahlsensoren, ein Gearratensensor etc. ist in der
Zeichnung weggelassen. So sind weitere notwendige, dem
Fachmann in naheliegender Weise bekannte Eingangsgrößen in
Fig. 1 in Leitungsbündel 111 zusammengefaßt. Ebenso ist
ausgangsseitig lediglich die Ansteuerung des Pumpenmotors
124 konkret ausgebildet, weitere notwendige dem Fachmann
ebenfalls bekannte Steuerleitungen und Verbindungen wie
beispielsweise Ausgangssignale zur Ansteuerung der Ein- und
Auslaßventile führende Leitungen, die nicht
erfindungswesentlich sind, sind in Leitungsbündel 112
zusammengefaßt und nicht näher beschrieben.
Die erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtung werden hier
für eine Bremshydraulik mit Rückförderpumpe und
hydraulischer Bremskraftverstärkung (HBV), also ohne
Vakuumbremskraftverstärker dargestellt. Die
erfindungswesentliche Anordnung und die unterschiedliche
Drücke aufweisenden Druckleitungen oder Druckspeicher zur
Erfassung von Druckdifferenzen sowie ein ansteuerbares, das
Druckmedium förderndes Mittel, sind aber analog in anderen
Bremsanlagen mit unterschiedlichen Druckmedien und
Ausgestaltungen, beispielsweise auch mit zusätzlichen
Bremskraftverstärkern zu finden. Somit kann die Erfindung
auch bei elektrohydraulischen, hydraulischen,
elektropneumatischen, pneumatischen und vergleichbaren
Bremssystemen eingesetzt werden, um die Regelung des
druckfördernden Mittels zu verbessern.
Fig. 2 zeigt erfindungswesentliche Teile der Steuerung 110
und deren Ein- und Ausgänge in einem Blockschaltbild. Die
Sensorik aus Fig. 1 ist hier in drei Blöcken dargestellt.
In Block 106a wird der Weg der Kolbenstange 101 aus Fig. 1
bzw. der Hauptbremszylinderweg sHZ erfaßt. Mittels der
Blöcke 107a und 108a werden der Ist-Druck im
Hauptbremszylinder pHZist sowie der Ist-Druck im Bremskreis
pBKist ermittelt und der Steuerung 110 zugeführt. Diese
Eingangsinformationen werden in den angrenzenden Blöcken
206, 207 und 208 zur weiteren Verarbeitung aufbereitet.
Neben der Verwendung der analogen Größen, ist z. B. für die
Verwendung in einem Rechnerprogramm das Einlesen und eben
Aufbereiten dieser Größen nötig. Für den erfindungsgemäßen
Einsatz der Größen ist somit die in ihnen enthaltene
Information entscheidend und kann ebenso analog wie digital
Verwendung finden.
Die Information des Hauptbremszylinderwegs sHZ und des
Hauptbremszylinderdrucks pHZist wird einer Logik, Block 200
zugeführt. In diesem Block 200 findet die Sollwertbildung
statt. Block 200 kann darüber hinaus noch weitere Funktionen
umfassen, insbesondere kann darin die gesamte Logik für z. B.
ABS, ASR, FDR und/oder HBV enthalten sein.
Erfindungswesentlich ist aber die Sollwert-Bildung in Block
200, welche später noch genauer erläutert wird. Im Anschluß
wird der Bremskreissolldruck pBKsoll sowie der
Hauptbremszylindersolldruck pHZsoll zur Regelung ausgegeben.
Damit wird einerseits in Verknüpfungspunkt 210 die
Regeldifferenz bzw. Druckdifferenz eBK des Bremskreises aus
dem Bremskreissolldruck pBKsoll und dem Bremskreisistdruck
pBKist gebildet. Ebenso wird in Verknüpfungspunkt 209 die
Regeldifferenz bzw. Druckdifferenz eHZ im Hauptbremszylinder
aus dem Hauptbremszylindersolldruck pHZsoll und dem
Hauptbremszylinderistdruck pHZist gebildet. Die im Weiteren
verwendeten Begriffe der Regeldifferenz, des Regelfehlers
oder der Druckdifferenz für eBK, eHZ, eHZv oder eBKHZ sind
aufgrund der Tatsache, daß Druckabweichungen zwischen Soll-
und Ist-Druck ausgeregelt werden gleichbedeutend. Aus der
Regeldifferenz eHZ wird im Block 201 eine angepaßte bzw.
veränderte Regel- bzw. Druckdifferenz eHZv der
Regeldifferenz eHZ gebildet. Diese veränderte Druckdifferenz
eHZv wird zusammen mit der Druckdifferenz des
Bremskreisdrucks eBK dem Verknüpfungselement 204 zugeführt.
Aus diesem Verknüpfungselement 204 wird der endgültige
Regelfehler e, also die endgültige Regeldifferenz einem
Regler im Block 202 zugeführt. Als Regler können hier alle
bekannten Reglertypen, wie P-, PI-, Zustandsregler, etc.
eingesetzt werden. Besonders zweckmäßig hat sich dabei die
Verwendung eines PID Reglers erwiesen. Über Block 205 hinweg
wird die Ausgangsgröße aus Block 202 in einen, ein
Stellglied beinhaltenden Block 203 geführt. In Block 203
entsteht dann das endgültige Ansteuersignal für den
Pumpenmotor 124. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist in der
Zeichnung nach dem Pumpenmotor 124 abgebrochen, Pumpe und
Bremshydraulik sind in Fig. 2, ebenso wie nicht
erfindungswesentliche Teile der Steuerung 110 nicht
dargestellt. Die angedeuteten Leitungsbündel 111 und 112
sind bereits in Fig. 1 beschrieben.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Ist-Druck im
Hauptbremszylinder pHZist und wenigstens ein Ist-Druck eines
Bremskreises pBKist einem Block 211 zugeführt. Ebenso kann
als Ist-Druckwert pBKist eine Verknüpfung der Druckwerte der
angeschlossenen Bremskreise oder beides Verwendung finden.
Die daraus entstehende Größe wird über das
Verknüpfungselement 205 vor Block 203 in den Regelkreis
eingekoppelt.
In Kombination oder alternativ dazu, kann mittels Leitung
212 die veränderte Regel- bzw. Druckdifferenz eHZv direkt
zur Sollwertbildung in Block 200 verwendet werden. Dazu wird
einem weiteren Ausführungsbeispiel eHZv eben über Leitung
212 in Block 200 eingekoppelt, wobei dann die Einkopplung in
das Verknüpfungselement 204 entfallen kann. Dabei wird der
Bremskreisdrucksollwert pBKsoll in einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel direkt mit eHZv multipliziert, wobei
aber auch andere Verknüpfungen denkbar sind.
In Block 200 erfolgt die Sollwertbildung für die
Pumpenregelung. Der Bremskreissolldruck pBKsoll wird darin
als Funktion des Ist-Druckes im Hauptbremszylinder pHZist
gebildet. Dabei wird der Bremskreissolldruck pBKsoll
beispielsweise über eine Kennlinie aus dem Ist-Druck im
Hauptbremszylinder pHZist ermittelt, wie dies später anhand
von Fig. 5 dargestellt ist.
In einer weiteren Ausführungsform geht auch der
Hauptbremszylinderweg sHZ entweder als Größe direkt oder in
eine Korrekturgröße SK1 ein. Solch eine Korrekturgröße SK1
wird aus dem Vergleich des Weges im Hauptbremszylinder sHZ
und des Hauptbremszylinderistdrucks pHZist ermittelt. Aus
dem Hauptbremszylinderweg sHZ läßt sich durch den Fachmann
z. B. mittels einer Druck-Volumen-Kennlinie der Bremsanlage
leicht der Hauptbremszylinderistdruck pHZist und umgekehrt
aus dem Hauptbremszylinderistdruck pHZist der
Hauptbremszylinderweg sHZ ermitteln. Aus dem Unterschied,
beispielsweise durch Quotienten- oder Differenzbildung, im
Vergleich der jeweils gemessenen oder geschätzten Größe mit
der zugehörigen ermittelten Größe ergibt sich dann die
Korrekturgröße SK1.
Der Hauptbremszylindersolldruck pHZsoll, der zur
Differenzbildung im Verknüpfungspunkt 209 einfließt, wird
aus dem nach einer der vorgenannten Methoden ermittelten
Bremskreissolldruck pBKsoll gebildet. Dies geschieht
ebenfalls über einen funktionalen Zusammenhang, wie z. B.
eine Kennlinie. In einem einfachen Fall kann dies aber auch
durch Multiplikation mit einem weiteren Korrekturfaktor SK2
geschehen. Dieser Korrekturfaktor SK2 enthält neben anderen
vorgebbaren, auch im Vorfeld ermittelbaren Größen den Wert
der gewünschten Druckverstärkung.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann ebenfalls der
Bremskreisistdruck pBKist zur Sollwertbildung der Drücke
pHZsoll und pBKsoll herangezogen werden. In einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel geht der Bremskreisistdruck
pBKist in die Korrekturwerte SK1 und/oder SK2 ein.
Neben der Druckdifferenz im Bremskreis eBK wird auch die
Regeldifferenz im Hauptbremszylinder eHZ gebildet. Die
endgültige Verknüpfung beider Druck- bzw. Regeldifferenzen
eBK und eHZ erfolgt im Element 204. Dabei liefert die
Multiplikation der Regeldifferenz im Bremskreis eBK und der,
aus der Regeldifferenz des Hauptbremszylinders eHZ,
veränderten Druckdifferenz eHZv gute Ergebnisse. Dennoch ist
auch jede andere funktionelle Verknüpfung der beiden Regel-
bzw. Druckdifferenzen eBK und eHZv mit e = f (eBK, eHZ)
denkbar. Durch die mögliche Verbindung vom
Hauptbremszylinder 103 mit dem Pumpeneingang entspricht der
Pumpeneingangsdruck dem Hauptbremszylinderdruck pHZist.
Durch die Verknüpfung des Regelfehlers eBK mit der
veränderten Druckdifferenz eHZv kann nun sowohl der
Pumpeneingangsdruck als auch der Druck im Bremskreis pHZist
geregelt werden. In Block 203 wird aus dem eingehenden
Signal das Ansteuersignal für den Pumpenmotor, insbesondere
ein pulsweitenmoduliertes Ansteuersignal gebildet.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den bereits
genannten funktionellen Zusammenhang zwischen der
Druckdifferenz bzw. dem Regelfehler im Hauptbremszylinder
eHZ und dem daraus zu bildenden veränderten Wert eHZv in
Form einer Kennlinie 300. In diesem Zusammenhang ist auch
jede andere Verknüpfung von eHZ und eHZv denkbar. In Block
201 wird die eingehende Druckdifferenz eHZ in dieser
Ausführungsform abhängig von ihrer Größe unterschiedlichen
Ausgangswerten eHZv zugeordnet. Dies kann diskret oder
kontinuierlich erfolgen.
Dazu ist die Kennlinie 300 in drei Abschnitte unterteilt.
Nach einem Abschnitt für Werte von eHZ kleiner einem unteren
Grenzwert eHZu folgt dann ein Bereich mit linearem Anstieg
zwischen dem unteren Grenzwert eHZu über einen Mittelwert
eHZm zu einem oberen Grenzwert eHZo. Daran schließt sich ein
Abschnitt für Werte von eHZ größer als der obere Grenzwert
eHZo an. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind dabei
der untere Grenzwert eHZu und der obere Grenzwert eHZo
symmetrisch um einen Mittelwert eHZm angeordnet, der einer
Regeldifferenz eHZ von Null entspricht. Dabei ist eHZu mit
negativem Vorzeichen behaftet, was bedeutet, daß der Ist-
Druck im Hauptbremszylinder pHZist größer als die
Sollvorgabe pHZsoll ist. Im Gegensatz dazu, ist der obere
Grenzwert eHZo mit positivem Vorzeichen behaftet, wenn der
Solldruck pHZsoll oberhalb des Ist-Druckes im
Hauptbremszylinder pHZist ermittelt wird.
Dem Abschnitt unterhalb des unteren Grenzwertes eHZu wird
dabei ein Minimalwert eHZvmin der aus eHZ veränderten
Druckdifferenz eHZv zugeordnet. Ab einem oberen Grenzwert
eHZo wird der Druckdifferenz eHZ ein Maximalwert eHZvmax der
veränderten Druckdifferenz eHZv zugeordnet. So kann die aus
der Regel- bzw. Druckdifferenz eHZ zu bildende Größe eHZv
mit negativem wie positivem Vorzeichen ausgestattet sein. In
einem bevorzugtem Ausführungsbeispiel allerdings entspricht
eHZvmin einem Wert von Null und der Maximalwert eHZvmax
einen Wert von Eins.
Dieser so gebildete Wert eHZv kann nun in einer besonderen
Ausführungsform über Verbindung 212 in Fig. 2 direkt zur
Sollwertbildung in Block 200 herangezogen werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel enthält mit Block 211 in
Fig. 2 eine Ergänzung zur bisherigen Regelung. Mittels
Block 211 erfolgt eine Vorsteuerung der Pumpe durch
Einkopplung eines Vorsteuerwertes Vpwm. Als besonders
zweckmäßig hat sich erwiesen, den Vorsteuerwert Vpwm aus der
Druckdifferenz wenigstens eines Bremskreisdrucks pBKist und
dem Hauptbremszylinderdruck pHZist herzuleiten. In dieser
Druckdifferenz eBKHZ kann bei Verwendung mehrerer
Bremskreise auch ein Mittelwert des Bremskreisdrucks
Verwendung finden, welcher durch Addition der einzelnen
Bremskreisdrücke und Teilung durch deren Gesamtanzahl
gewonnen wird.
Fig. 4 zeigt dann wieder als Beispiel für einen
funktionellen Zusammenhang zwischen dieser Druckdifferenz
eBKHZ und dem Vorsteuerwert Vpwm eine Kennlinie 400. In
dieser speziellen Ausführungsform wird die Druckdifferenz
eBKHZ und der Vorsteuerwert Vpwm für zwei Bremskreise mit
den Bremskreisdrücken pBK1 und pBK2 durch
mit
gebildet, wobei v0, v1 und vk vorgebbare Vorsteuerwerte und
e0, e1 bestimmte Druckdifferenzen eBKHZ sind. Dabei
entspricht (pBK1 + pBK2)/2 dem Ist-Druckwert pBKist eines
Bremskreises im vorhergehenden. Aber auch hier ist jeder
andere funktionelle Zusammenhang denkbar. Dieser
Vorsteuerwert Vpwm wird dann über Verknüpfungsglied 205 in
Fig. 2 mit dem Ausgangswert des Blockes 202 verkoppelt und
die entstandene Kombination beider Werte wird dem, ein
Stellglied enthaltenden Block 203 zugeführt.
Fig. 5 schließlich zeigt einen bevorzugten funktionalen
Zusammenhang zwischen dem Hauptbremszylinderdruck pHZist und
dem Bremskreissolldruck pBKsoll in Form der Kennlinie 500,
pBKsoll = f(pHZist). Die verwendete Kennlinie 500 weist bis
zu einem Druckwert pHZ1 bzw. pBK1 eine deutlich höhere
Verstärkung gegenüber der danebengestellten mit linearer
Steigung behafteten Kennlinie 501 auf, die eine lineare
Verstärkung zwischen dem Ist-Druckwert pHZist und dem Soll-
Druckwert pBKsoll im Bremskreis beinhaltet. Die in diesem
Zusammenhang verwendete Kennlinie 500 ist frei wählbar. In
einem bevorzugtem Ausführungsbeispiel sind dann ab dem Wert
pHZ1 bzw. pBK1 die verstärkte Kennlinie 500 und die
unverstärkte Kennlinie 501 parallel. Mit der Kennlinie 500
wird eine deutlich definiertere Pedalbewegung und damit ein
deutlich verbessertes Pedalgefühl erzielt, da die Pedalkraft
dem Druck angepaßt wird. Darüber hinaus kann durch die Wahl
der Kennlinie 500, wie in dem Ausführungsbeispiel nach Fig.
5 auch bei einer hydraulischen Bremskraftverstärkung (HBV)
der fehlende Vakuumbremskraftverstärker nachgebildet werden,
wodurch der Fahrer eine angepaßte Pedalbewegung erhält.
Claims (15)
1. Verfahren zur Ansteuerung eines ein Druckmedium
förderndes Mittel, insbesondere einer Pumpe, eines
Bremssystems, wobei ein Ansteuersignal abhängig von
wenigstens einer Druckdifferenz gebildet wird, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ansteuersignal abhängig von einer
ersten Druckdifferenz (eHZ) aus Soll- (pHZsoll) und Ist-
Druckwert (pHZist) am Eingang des das Druckmedium fördernden
Mittels (125) und abhängig von einer zweiten Druckdifferenz
(eBK) aus Soll- (pBKsoll) und Ist-Druckwert (pBKist) in
wenigstens einem Bremskreis und/oder abhängig von einer
dritten Druckdifferenz (eBKHZ) zwischen dem am Eingang des
das Druckmedium fördernden Mittels (125) anliegenden ersten
Druckwertes (pHZist) und einem zweiten Druckwert (pBKist)
abhängig vom Druck in wenigstens einem Bremskreis (pBK1),
gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Soll-Druckwert (pBKsoll) und/oder der Ist-Druckwert
(pBKist) der zweiten Druckdifferenz (eBK) und/oder der
zweite Druckwert (pBKist) der dritten Druckdifferenz (eBKHZ)
aus jedem Bremskreis getrennt ermittelt und/oder als
Kombination der Druckwerte verschiedener, wenigstens zweier
Bremskreise (pBK1, pBK2) gebildet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kombination der Druckwerte
verschiedener, wenigstens zweier Bremskreise (pBK1, pBK2) als
Mittelwertbildung durch Summation wenigstens zweier
Bremskreisdruckwerte (pBK1, pBK2) und anschließender Division
durch die Anzahl der zur Summation der Bremskreisdruckwerte
(pBK1, pBK2) verwendeten Bremskreise ausgebildet ist.
4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß abhängig von der
dritten Druckdifferenz (eBKHZ) ein Vorsteuerwert (Vpwm)
gebildet wird, welcher direkt zur Bildung des
Ansteuersignals in einem Stellglied (203) verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Vorsteuerwert (Vpwm) mittels einer Kennlinie (400) aus
der dritten Druckdifferenz (eBKHZ) mit einer Kombination der
Druckwerte zweier Bremskreise (pBK1, PBK2) mit (pBK1 + pBK2)/2
gebildet wird und daß die Kennlinie (400) durch folgende
Funktion dargestellt werden kann:
mit
wobei v0, v1 und vk vorgebbare Vorsteuerwerte und e0, e1 Werte für Druckdifferenzen und pHZist dem Ist-Druckwert am Eingang des das Druckmedium fördernden Mittels nach Anspruch 1 entspricht.
mit
wobei v0, v1 und vk vorgebbare Vorsteuerwerte und e0, e1 Werte für Druckdifferenzen und pHZist dem Ist-Druckwert am Eingang des das Druckmedium fördernden Mittels nach Anspruch 1 entspricht.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Druckdifferenz (eHZ) in eine veränderte
Druckdifferenz (eHZv) angepaßt wird und eine Anpassung
insbesondere in Form einer Kennlinie (300) erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kennlinie (300) mit welcher die erste Druckdifferenz
(eHZ) in die veränderte Druckdifferenz (eHZv) angepaßt wird
folgende Merkmale aufweist:
- 1. einen unteren Grenzwert (eHZu) bis zu welchem ein erster Kennlinienabschnitt reicht, dem ein vorgebbarer Wert (eHZvmin) zugeordnet ist,
- 2. einen oberen Grenzwert (eHZo) ab welchem ein dritter Kennlinienabschnitt beginnt, dem ein vorgebbarer Wert (eHZvmax) zugeordnet ist,
- 3. einen Mittelwert (eHZm) der, insbesondere symmetrisch, zwischen dem oberen Grenzwert (eHZo) und dem unteren Grenzwert (eHZu) in einem zweiten Kennlinienabschnitt liegt, wobei dieser zweite Kennlinienabschnitt einen stetigen Verlauf aufweist.
8. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Mittelwert (eHZm) symmetrisch zwischen dem oberen
Grenzwert (eHZo) und dem unteren Grenzwert (eHZu) liegt und
daß der zweite Kennlinienabschnitt eine konstante, lineare
Steigung vom, dem unteren Grenzwert (eHZu) zugeordneten Wert
(eHZvmin) bis zum, dem oberen Grenzwert (eHZo) zugeordneten
Wert (eHZvmax) aufweist.
9. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderte
Druckdifferenz (eHZv) mit der zweiten Druckdifferenz (eBK),
insbesondere durch Multiplikation, verknüpft wird.
10. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderte
Druckdifferenz (eHZv) direkt zur Bildung eines Soll-
Druckwertes für wenigstens einen Bremskreis (pBKsoll)
verwendet wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung wenigstens eines
Soll-Druckwertes (pHZsoll, pBKsoll) der Bremswunsch des
Fahrers, insbesondere ausgedrückt durch einen Bremspedalweg
(sHZ), und/oder der Ist-Druckwert (pHZist) am Eingang des
das Druckmedium fördernden Mittels (125) und/oder der Ist-
Druckwert in wenigstens einem Bremskreis (pBKist) verwendet
werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Bildung wenigstens eines Solldruckwertes (pHZsoll,
pBKsoll) aus einem Ist-Druckwert (pHZist, PBKist) durch eine
Kennlinie (500) erfolgt, die bis zu einem vorgebbaren
Druckwert (pHZ1, pBK1) eine größere Steigung aufweist als
eine Kennlinie (501), die eine lineare Verstärkung zwischen
einem Ist-Druckwert (pHZist, PBKist) und einem Soll-
Druckwert (pHZsoll, pBKsoll) beinhaltet und daß ab dem
vorgebbaren Druckwert (pHZ1, pBK1) die Kennlinie (500)
parallel zur Kennlinie mit linearer Verstärkung (501)
verläuft.
13. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Soll- (pHZsoll)
und der Ist-Druckwert (pHZist) der ersten Druckdifferenz
(eHZ) am Eingang des das Druckmedium fördernden Mittels
(125) dem Soll- und dem Ist-Druckwert eines
Hauptbremszylinders (103) einer Bremsanlage entsprechen.
14. Vorrichtung mit einer Steuerung (110) zur Ansteuerung
eines ein Druckmedium förderndes Mittel, insbesondere einer
Pumpe, eines Bremssystems, wobei in der Steuerung (110) ein
Ansteuersignal abhängig von wenigstens einer Druckdifferenz
gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ansteuersignal abhängig von einer ersten Druckdifferenz
(eHZ) aus Soll- (pHZsoll) und Ist-Druckwert (pHZist) am
Eingang des das Druckmedium fördernden Mittels (125) und
abhängig von einer zweiten Druckdifferenz (eBK) aus Soll-
(pBKsoll) und Ist-Druckwert (pBKist) in wenigstens einem
Bremskreis und/oder abhängig von einer dritten
Druckdifferenz (eBKHZ) zwischen dem am Eingang des das
Druckmedium fördernden Mittels (125) anliegenden ersten
Druckwertes (pHZist) und einem zweiten Druckwert (pBKist)
abhängig vom Druck in wenigstens einem Bremskreis (pBK1),
gebildet wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch
folgende Merkmale:
- 1. daß in einem Block (201) der Steuerung (110) die erste Druckdifferenz (eHZ) in eine veränderte Druckdifferenz (eHZv) angepaßt wird und eine Anpassung insbesondere in Form einer Kennlinie (300) erfolgt,
- 2. daß der Soll-Druckwert (pBKsoll) und/oder der Ist- Druckwert (pBKist) der zweiten Druckdifferenz (eBK) und/oder der zweite Druckwert (pBKist) der dritten Druckdifferenz (eBKHZ) aus jedem Bremskreis getrennt ermittelt und/oder als Kombination der Druckwerte verschiedener, wenigstens zweier Bremskreise (pBK1, pBK2) gebildet werden,
- 3. daß in einem weiteren Block (211) der Steuerung (110) abhängig von der dritten Druckdifferenz (eBKHZ) ein Vorsteuerwert (Vpwm) gebildet wird, welcher direkt zur Bildung des Ansteuersignals in einem Stellglied (203) verwendet wird und
- 4. daß in einer Logik (200) zur Bildung wenigstens eines Soll-Druckwertes (pHZsoll, pBKsoll) der Bremswunsch des Fahrers, insbesondere ausgedrückt durch einen Bremspedalweg (sHZ), und/oder der Ist-Druckwert (pHZist) am Eingang des das Druckmedium fördernden Mittels (125) und/oder der Ist- Druckwert in wenigstens einem Bremskreis (pBKist) verarbeitet werden.
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