DE4340921A1 - Fahrdynamikregelsystem - Google Patents

Description

Stand der Technik

Aus der DE-A1 40 30 724 ist ein Fahrdynamikregelsystem einschließ­ lich eines ABS bekannt, das die Merkmale des Oberbegriffs des An­ spruchs 1 aufweist.

Dort wird aus dem gemessenen Vordruck (= Bremskreisdruck) und den Ventilansteuerzeiten der Bremsdruck im Radbremszylinder abgeschätzt. (Vordruck = Bremskreisdruck)

Vorteile der Erfindung

Die Verwendung einer Pumpe ermöglicht es, höhere als vom Fahrer vorgegebene Bremsdrücke einzusteuern bzw. ohne Bremsbetätigung Druck einzusteuern. Bei der Erfindung muß trotzdem nur der Vordruck als Meßgröße vorliegen. Weitere Sensoren für die Druckmessung werden eingespart. Außerdem wird durch die erfindungsgemäße Schätzung der Bremskreisdrücke eine größere Schätzgenauigkeit als beim Stand der Technik erzielt, da die Rückwirkung der Druckänderungen in den Radbremszylindern auf den Bremskreisdruck durch das verwendete Modell erfaßt wird.

Figurenbeschreibung

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Hydraulik, wie sie bei der Erfindung genutzt werden kann, Fig. 2 ein Blockschaltbild des Reglers, Fig. 3 ein Diagramm.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Hauptbremszylinder bezeichnet an den zwei Bremskreise angeschaltet sind. Ein Bremskreis umfaßt für jedes Rad 4 je ein Einlaßventil 2 und ein Auslaßventil 3, eine Vorladepumpe 6, eine Rückförderpumpe 7, ein Rücklaufventil 8 und ein Umschaltventil 9. Soll Bremsdruck an den Rädern 4 aufgebaut werden, ohne daß der Hauptbremszylinder 1 betätigt wird, dann erzeugen die dann wirksame Vorladepumpe 6 zusammen mit der Rückförderpumpe 7 einen Bremsdruck vor den Einlaßventilen 2. Das Rücklaufventil 8 und das Umschalt­ ventil 9 sind dann bestromt, also in ihrer zweiten Schaltstellung.

Mittels der Einlaß- und Auslaßventile 2 und 3 kann nun in den Rad­ bremsen der gewünschte Bremsdruck eingesteuert werden.

Fig. 2 zeigt einen Block 20, der entsprechend der DE-A1 40 30 724 aus den Meß- bzw. Schätzwerten Giergeschwindigkeit ψ, Lenk­ winkel δ, Quergeschwindigkeit V_y, Seitenkräfte F_s, Schräglauf­ winkel α, Radzylinderdrücke PS und Radgeschwindigkeiten; Sollbremsdrücke hier nur für die Räder eines Bremskreises (P_Soll1 und P_Soll2 Bremskreisaufteilung beliebig) erzeugt. Aus diesen Solldrücken erzeugt ein Block 21 Ventilansteuersignale UK1 und UK2 entsprechender Länge. Diese werden einer die Ventile enthaltenden Hydraulik 22 zugeführt.

Ein Block 23 schätzt aus den Ansteuerzeiten UK und dem Kreisdruck Pk nach einem Hydraulikmodell die Bremszylinderdrücke PS1 und PS2. Diese werden dem Block 20 zugeführt, in dem diese Drücke bei der Berechnung der Sollbremsdrücke berücksichtigt werden. Es ist hier also kein direkter Vergleich zwischen den Soll- und Istbremsdruck­ werten vorgesehen.

Ein weiterer Block 24, dem die Ventilansteuersignale UK1 und UK2, der vom Fahrer vorgegebene gemessene Vordruck, sowie die Bremszylin­ derdrücke PS1 und PS2 zugeführt werden und dem fahrzeugspezifische Konstante a1 bis a5 eingegeben werden, schätzt gemäß den im Anspruch 1 angegebenen Beziehungen den Bremskreisdruck Pk und liefert ein entsprechendes Signal PK an dem Block 23.

Beispielhaft wird im folgenden für die Hinterachse das Modell zur Berechnung des Kreisdrucks beschrieben. Für die Vorderachse wird das gleiche Modell jedoch mit anderen Parametern verwendet.

Es werden folgende Größen vereinbart:

ASV2=1 Einschalten der hinteren Vorladepumpe und der selbstan­ saugenden Rückförderpumpe und das Rücklaufventil und das Umschaltventil sind bestromt
ASV2=0 Abschalten der hinteren Vorladepumpe und der selbstansaugen­ den Rückförderpumpe und die beiden Ventile sind stromlos
PK2_k Hinterer Kreisdruck zum Zeitpunkt k
V_p Volumenstrom, der von den Pumpen gefördert wird, eine rechnerische Zwischengröße
V_Hl Volumenstrom in den Radbremszylinder hinten links, eine rechnerische Zwischengröße
V_Hr Volumenstrom in den Radbremszylinder hinten rechts, eine rechnerische Zwischengröße
PO2 Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils des Umschalt­ ventils 9
P_vor der vom Fahrer vorgegebene, gemessene Hauptbremszylinder­ druck (Vordruck).

Die Druckänderung im hinteren Bremskreis wird durch die folgende Gleichung beschrieben:

PK2_k+1 - PK2_k = k₁ _* V_p - k₂ _* V_Hl - k₃ _* V-Hr (1).

Die Volumenströme in die Radbremszylinder können wie folgt abge­ schätzt werden:

V-Hl = k₄ _* UK_Hl _* (PK2_k-PM_Hl_k)
V_Hr = k₅_* UK_Hr _* (PK2_k-PM_Hr_k)

k_i: Konstanten, sie sind rechnerische Zwischengrößen
UK_Hx: Ansteuerzeit der EV-Ventile
PM_Hx: gemessene Drücke in den Radbremszylindern

Da keine gemessenen Radbremszylinderdrücke vorliegen, werden die Schätzdrücke PS_x verwendet (aus dem Block 23).

Unter der Annahme, daß der Volumenstrom der Pumpen konstant ist, erhält man für die Schätzung des Kreisdrucks das in den Parametern lineare Modell:

PK2_k+1 = PK2_k + a₁ - a₂ _* UK_Hl _* (PK2_k-PS_l_k) - a3 _* UK_Hr _* (PK2_k-PS_2_k) + P_vor (2)

Der geschätzte Anteil ist dem Vordruck P_vor überlagert, falls ein solcher Vordruck vorhanden ist (gebremst wird):

mit P_vor PK2_k+1 P_vor + PO2
mit a₁=k₁_*V_p a₁ < 0 z. B. 30.0
a₂=k₂ _* k₄ a₂ < 0 z. B. 0.0125
a₃=k₃ _*k₅ a₃ < 0 z. B. 0.0125

Die Gleichung (2) wird nur verwendet wenn ASV2 den Wert 1 hat, d. h. wenn der Kreisdruck aktiv erhöht wird.

Wenn die Pumpen abgeschaltet werden (ASV2 = 0), berechnet sich der Kreisdruck über die folgende Beziehung:

PK2_k+1 = a₄ _* PK2_k + a₅ + P_vor (3)

mit 0 < a₄ < 1 z. B. 0.3
a₅ < 0 z. B. -0.1
mit Pk2_k < P_vor.

Die Parameter a_i können aus Messungen vorab mittels geeigneter Identifikationsverfahren bestimmt werden. In diesen Parametern werden alle Größen wie Abtastzeit, Pumpenleistung, Drossel- bzw. Leitungsquerschnitte usw. zusammengefaßt.

Die Gleichungen (2) bzw. (3) können in ihrer Ordnung erhöht werden, um Nichtlinearitäten im unteren Druckbereich besser beschreiben zu können. (z. B. Erweiterung von Gleichung (2)

Pk2_k+1 = Pk2_k + a₁ - a₂ UK_H2 (Pk2_k - PS_1_k) - a₃ × UK_Hr (Pk2_k - PS_2_k) + a₆ PKZ_k) + P_vor.

Fig. 3 zeigt sowohl die beiden Radbremszylinderdrücke PS1 und PS2 als auch den gemessenen und geschätzten Hinterachskreisdruck PK_gem und PK während eines ASR-Eingriffs innerhalb der Fahrdynamikregelung.

Beim Einschalten der Pumpen (ASV2=1) folgt der geschätzte Kreisdruck dem gemessenen. Sobald die Einlaßventile sperren (UK = 0), wird die Kreisdruckänderung nur noch durch das geförderte Volumen der Pumpen bestimmt, was sich im steileren Druckgradienten während des Kreis­ druckaufbaus zeigt.

Der Druck steigt solange bis das Druckbegrenzungsventil bei einem vorgegebenen Druck öffnet, und dieser somit nicht überschritten wer­ den kann.

Wird nun aufgrund der Radregelung ein größerer Druckaufbau in den Radbremszylindern verlangt, fließt entsprechendes Volumen in diese ab, und der Kreisdruck fällt deutlich ab.

Auch dieses Verhalten wird vom Modell gut beschrieben.

Claims (2)

1. Bremsdruckregelsystem, bei dem aufgrund von Meß- und Schätzwer­ ten, wozu die Bremszylinderdrücke PS gehören, Sollbremsdrücke PS für die Radbremszylinder ermittelt werden, und bei dem aus den Soll­ drücken PS mittels eines inversen Hydraulikmodells Ansteuerzeiten UK für eine Einlaßventile aufweisende Hydraulik ermittelt werden, wobei weiterhin der Istdruck aus dem Bremskreisdruck und den An­ steuerzeiten der den einzelnen Bremsen zugeordneten Einlaß- und Auslaßventile mittels eines Hydraulikmodells abgeschätzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Bremskreisdrucks eine Pumpe vorgesehen ist, die bei gefordertem Druckaufbau wirksam gemacht wird und dann einen konstanten Volumenstrom liefert und daß der Bremskreisdruck PK für jeden Bremskreis nach Maßgabe der fol­ genden Beziehungen geschätzt wird: PK_k+1 = PK_k + a₁ - a₂ × UK1 (PK_k - PS1_k) - a₃ × UK2 (PK_k - PS2_k) + P_vorwobei diese Beziehung bei gefordertem Druckaufbau an wenigstens einer der beiden Radbremsen gültig ist undPK_k+1 = a₄ × PK_k + a₅ + P_vorwobei diese Beziehung sonst gültig ist und wobei UK1 und UK2 die gemessenen Ventilansteuerzeiten der zu einem Bremskreis gehörenden Einlaßventile sind, PS1 und PS2 die geschätzten Istdrücke in den zugehörigen Radbremszylindern, P_vor der vom Fahrer gegebenenfalls vorgegeben gemessene Bremszylinderdruck und a1 bis a5 fahrzeug­ spezifische Konstante sind.

2. Bremsdruckregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei gefordertem Druckaufbau (ASV = 2) gültige Beziehung um den Ausdruck + a₆ PK_K erweitert ist.