DE4340921B4

DE4340921B4 - Bremsdruckregelsystem

Info

Publication number: DE4340921B4
Application number: DE19934340921
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl.-Ing. Kost; Karl-Josef Dipl.-Ing. Weiss
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-12-01
Filing date: 1993-12-01
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2013-12-02
Also published as: DE4340921A1

Abstract

Bremsdruckregelungssystem, bei dem aufgrund von Meß- und Schätzwerten, wozu die Bremszylinderdrücke PS gehören, Sollbremsdrücke PS für die Radbremszylinder ermittelt werden, und bei dem aus den Solldrücken PS mittels eines inversen Hydraulikmodells Ansteuerzeiten UK für eine Einlassventile aufweisende Hydraulik ermittelt werden, wobei weiterhin der Istdruck aus dem Bremskreisdruck und den Ansteuerzeiten 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
– bei gefordertem Druckaufbau an wenigstens einer der beiden Radbremsen unter Zuhilfenahme der gemessenen Ventilansteuerzeiten (UK1, UK2) der zu einem Bremskreis gehörenden Einlassventile, der geschätzten Istdrücke (PS1, PS2) in den zugehörigen Radbremszylindern, des vom Fahrer gegebenenfalls vorgegebenen gemessenen Bremszylinderdrucks (P_vor) sowie fahrzeugspezifischer Konstanten (a₁, a₂, a₃) in rekursiver Weise geschätzt wird...

Description

Aus der DE 40 30 724 A1 ein Fahrdynamikregelsystem einschließlich eines ABS bekannt, das die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist.

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

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.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen 1 eine Hydraulik, wie sie bei der Erfindung genutzt werden kann, 2 ein Blockschaltbild des Reglers, 3 ein Diagramm.
In 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 Umschaltventil 9 sind dann bestromt, also in ihrer zweiten Schaltstellung.
Mittels der EinlaB- und Auslaßventile 2 und 3 kann nun in den Radbremsen der gewünschte Bremsdruck eingesteuert werden.
2 zeigt einen Block 20, der entsprechend der DE 40 30 724 A1 aus den Meß- bzw. Schätzwerten Giergeschwindigkeit ψ, Lenkwinkel δ, Quergeschwindigkeit V_v , Seitenkräfte F_s, Schräglaufwinkel 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 PSI 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 Istbremsdruckwerten vorgesehen.
Ein weiterer Block 24, dem die Ventilansteuersignale UK1 und UK2, der vom Fahrer vorgegebene gemessene Vordruck, sowie die Bremszylinderdrücke 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 selbstansaugenden Rückförderpumpe und das Rücklaufventil und das Umschaltventil sind bestromt
ASV2=0: Abschalten der hinteren Vorladepumpe und der selbstansaugenden 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 Umschaltventils 9
P_vor: der vom Fahrer vorgegebene, gemessene Hauptbremszylinderdruck (Vordruck).
Die Druckänderung im hinteren Bremskreis wird durch die folgende Gleichung beschrieben: PK2k+1 – PK2k = k1·Vp – k2·V_Hl – k3·V – Hr (1)
Die Volumenströme in die Radbremszylinder können wie folgt abgeschätzt werden. V – Hl = k4·UK_Hl·(PK2k – PM_Hlk) V_Hr = k5·UK_Hr·(PK2k – PM_Hrk)
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: PK2k+1 – PK2k + a1 – a2·UK_Hl·(PK2k – PS_lk) – a3·UK_Hr·(PK2k – PS_2k) + Pvor (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: PK2k+1 – a4·PK2k + a5 + Pvor (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) Pk2k+1 = Pk2k + a1 – a2 UK_H2 (Pk2k – PS_1k) –a3 × UK_Hr (Pk2k – PS_2k) + a6 PKZ2k ) + Pvor
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 Kreisdruckaufbaus zeigt.
Der Druck steigt solange bis das Druckbegrenzungsventil bei einem vorgegebenen Druck öffnet, und dieser somit nicht überschritten werden 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

Bremsdruckregelungssystem, bei dem aufgrund von Meß- und Schätzwerten, wozu die Bremszylinderdrücke PS gehören, Sollbremsdrücke PS für die Radbremszylinder ermittelt werden, und bei dem aus den Solldrücken PS mittels eines inversen Hydraulikmodells Ansteuerzeiten UK für eine Einlassventile aufweisende Hydraulik ermittelt werden, wobei weiterhin der Istdruck aus dem Bremskreisdruck und den Ansteuerzeiten 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 – bei gefordertem Druckaufbau an wenigstens einer der beiden Radbremsen unter Zuhilfenahme der gemessenen Ventilansteuerzeiten (UK1, UK2) der zu einem Bremskreis gehörenden Einlassventile, der geschätzten Istdrücke (PS1, PS2) in den zugehörigen Radbremszylindern, des vom Fahrer gegebenenfalls vorgegebenen gemessenen Bremszylinderdrucks (P_vor) sowie fahrzeugspezifischer Konstanten (a₁, a₂, a₃) in rekursiver Weise geschätzt wird und – sonst unter Zuhilfenahme des vom Fahrer gegebenenfalls vorgegebenen gemessenen Bremszylinderdruck (P_vor) sowie fahrzeugspezifischer Konstanten, jedoch unabhängig von gemessenen Ventilansteuerzeiten (UK1, UK2) der zu einem Bremskreis gehörenden Einlassventile und geschätzten Istdrücken (PS1, PS2) in den zugehörigen Radbremszylindern, in rekursiver Weise geschätzt wird.
Bremsdruckregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskreisdruck PK für jeden Bremskreis – bei gefordertem Druckaufbau an wenigstens einer der beiden Radbremsen nach Maßgabe der Beziehung PKk+1 = PKk + a1 – a2·UK1 (PKk – PS1k) – a3·UK2 (PKk – PS2k) + Pvor geschätzt wird und – sonst nach Maßgabe der Beziehung PKk+1 = a4 · PKk + a5 + Pvor geschätzt wird, 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 fahrzeugspezifische Konstante sind.
Bremsdruckregelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bei gefordertem Druckaufbau gültige Beziehung um den Ausdruck +a₆·PK_k ² erweitert ist.