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DE4340921B4 - Brake pressure control system - Google Patents

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DE4340921B4 DE19934340921 DE4340921A DE4340921B4 DE 4340921 B4 DE4340921 B4 DE 4340921B4 DE 19934340921 DE19934340921 DE 19934340921 DE 4340921 A DE4340921 A DE 4340921A DE 4340921 B4 DE4340921 B4 DE 4340921B4
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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 (Pvor) sowie fahrzeugspezifischer Konstanten (a1, a2, a3) in rekursiver Weise geschätzt wird...Brake pressure control system in which target brake pressures PS for the wheel brake cylinders are determined on the basis of measured and estimated values, which include the brake cylinder pressures PS, and in which control times UK for an intake valve hydraulic system are determined from the target pressures PS by means of an inverse hydraulic model, the actual pressure also continuing is estimated from the brake circuit pressure and the activation times of the intake and exhaust valves assigned to the individual brakes by means of a hydraulic model, characterized in that a pump is provided for generating the brake circuit pressure, which is activated when the pressure build-up is required and then delivers a constant volume flow and that Brake circuit pressure PK for each brake circuit
- If the pressure build-up is required on at least one of the two wheel brakes with the aid of the measured valve actuation times (UK1, UK2) of the inlet valves belonging to a brake circuit, the estimated actual pressures (PS1, PS2) in the associated wheel brake cylinders, and the measured brake cylinder pressure (P , if applicable) specified by the driver ) and vehicle-specific constants (a 1 , a 2 , a 3 ) are estimated recursively ...

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Description

Aus der DE 40 30 724 A1 ein Fahrdynamikregelsystem einschließlich eines ABS bekannt, das die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist.From the DE 40 30 724 A1 a vehicle dynamics control system including an ABS is known, which has the features of the preamble of claim 1.

Dort wird aus dem gemessenen Vordruck (= Bremskreisdruck) und den Ventilansteuerzeiten der Bremsdruck im Radbremszylinder abgeschätzt. (Vordruck = Bremskreisdruck)There is calculated from the measured upstream pressure (= brake circuit pressure) and the valve actuation times the brake pressure in the wheel brake cylinder is estimated. (Form = brake circuit pressure)

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.The Allows use of a pump it, higher as the brake pressures specified by the driver or without brake Control pressure. In the invention, however, only the form has to be available as a measured variable. More sensors for the pressure measurement is saved. In addition, the estimation of the brake circuit pressures according to the invention greater estimation accuracy than achieved in the prior art because the reaction of the pressure changes in the wheel brake cylinders to the brake circuit pressure due to the model used detected becomes.

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.An embodiment of the invention will be explained with reference to the drawing. Show it 1 a hydraulic system as can be used in the invention, 2 a block diagram of the controller, 3 a diagram.

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.In 1 is with 1 a master brake cylinder on which two brake circuits are connected. A brake circuit includes for each wheel 4 one inlet valve each 2 and an exhaust valve 3 , a pre-charge pump 6 , a return pump 7 , a return valve 8th and a changeover valve 9 , Should brake pressure on the wheels 4 be built up without the master brake cylinder 1 is actuated, then generate the precharge pump which is then effective 6 together with the return pump 7 a brake pressure upstream of the intake valves 2 , The return valve 8th and the switching valve 9 are then energized, i.e. in their second switching position.

Mittels der EinlaB- und Auslaßventile 2 und 3 kann nun in den Radbremsen der gewünschte Bremsdruck eingesteuert werden.By means of the inlet and outlet valves 2 and 3 the desired brake pressure can now be set in the wheel brakes.

2 zeigt einen Block 20, der entsprechend der DE 40 30 724 A1 aus den Meß- bzw. Schätzwerten Giergeschwindigkeit ψ, Lenkwinkel δ, Quergeschwindigkeit Vv , Seitenkräfte Fs, Schräglaufwinkel α, Radzylinderdrücke PS und Radgeschwindigkeiten Sollbremsdrücke hier nur für die Räder eines Bremskreises (PSoll1 und PSoll2 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. 2 shows a block 20 that according to the DE 40 30 724 A1 From the measured or estimated values yaw rate ψ, steering angle δ, transverse speed V v , lateral forces F s , slip angle α, wheel cylinder pressures PS and wheel speeds, target braking pressures are generated here only for the wheels of a brake circuit (P Soll1 and P Soll2 brake circuit division as desired). A block is generated from these target pressures 21 Valve control signals UK1 and UK2 of corresponding length. These become a hydraulic system containing the valves 22 fed.

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.A block 23 estimates the brake cylinder pressures PSI and PS2 from the control times UK and the circular pressure Pk according to a hydraulic model. These will be the block 20 supplied in which these pressures are taken into account in the calculation of the target brake pressures. There is therefore no direct comparison between the target and actual brake pressure values.

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.Another block 24 The valve control signals UK1 and UK2, the measured pre-pressure specified by the driver, and the brake cylinder pressures PS1 and PS2 are supplied and the vehicle-specific constant a1 to a5 are input, estimates the brake circuit pressure Pk in accordance with the relationships specified in claim 1 and delivers a corresponding signal PK on the 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.exemplary is used for the rear axle describes the model for calculating the circular pressure. For the Front axle is the same model but with different parameters used.

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
PK2k: Hinterer Kreisdruck zum Zeitpunkt k
Vp: 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
Pvor: der vom Fahrer vorgegebene, gemessene Hauptbremszylinderdruck (Vordruck).The following sizes are agreed:
ASV2 = 1: Switching on the rear precharge pump and the self-priming return pump and the return valve and the changeover valve are energized
ASV2 = 0: Switch off the rear precharge pump and the self-priming return pump and the two valves are de-energized
PK2 k : Rear circular pressure at time k
V p : Volume flow that is pumped, a calculated intermediate variable
V_Hl: Volume flow in the wheel brake cylinder at the rear left, an arithmetical intermediate variable
V_Hr: Volume flow in the wheel brake cylinder at the rear right, a calculated intermediate variable
PO2: Opening pressure of the pressure relief valve of the changeover valve 9
P before : the measured master brake cylinder pressure (pre-pressure) specified by the driver.

Die Druckänderung im hinteren Bremskreis wird durch die folgende Gleichung beschrieben: PK2k+1 – PK2k = k1·Vp – k2·V_Hl – k3·V – Hr (1) The pressure change in the rear brake circuit is described by the following equation: PK2 k + 1 - PK2 k = k 1 · V p - k 2 V_Hl - k 3 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)
ki: Konstanten, sie sind rechnerische Zwischengrößen
UK_Hx : Ansteuerzeit der EV-Ventile
PM_Hx : gemessene Drücke in den RadbremszylindernThe volume flows into the wheel brake cylinders can be estimated as follows. V - Hl = k 4 · · UK_Hl (PK2 k - PM_Hl k ) V_Hr = k 5 · · UK_Hr (PK2 k - PM_Hr k )
k i : constants, they are arithmetic intermediate values
UK_Hx: activation time of the EV valves
PM_Hx: measured pressures in the wheel brake cylinders

Da keine gemessenen Radbremszylinderdrücke vorliegen, werden die Schätzdrücke PS_x verwendet (aus dem Block 23).Since there are no measured wheel brake cylinder pressures, the estimated pressures PS_x are used (from the 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) Assuming that the volume flow of the pumps is constant, one obtains the linear model in the parameters for the estimation of the circuit pressure: PK2 k + 1 - PK2 k + a 1 - a2 · UK_Hl · (PK2 k - PS_l k ) - a3 · UK_Hr · (PK2 k - PS_2 k ) + P in front (2)

Der geschätzte Anteil ist dem Vordruck Pvor überlagert, falls ein solcher Vordruck vorhanden ist (gebremst wird).
mit Pvor ≤ PK2k+1 ≤ Pvor + PO2
mit a1 = k1·Vp a1 > 0 z.B. 30.0
a2 = k2·k4 a2 > 0 z.B. 0.0125
a3 = k3·k5 a3 > 0 z.B. 0.0125The estimated rate is superimposed on the upstream pressure P before, if such form is present (is braked).
with P before ≤ PK2 k + 1 ≤ P before + PO2
with a 1 = k 1 · V p a 1 > 0 e.g. 30.0
a 2 = k 2 · k 4 a 2 > 0 e.g. 0.0125
a 3 = k 3 · k 5 a 3 > 0 e.g. 0.0125

Die Gleichung (2) wird nur verwendet wenn ASV2 den Wert 1 hat, d.h. wenn der Kreisdruck aktiv erhöht wird.The Equation (2) is only used if ASV2 has the value 1, i.e. when the circuit pressure is actively increasing becomes.

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 Pk2k > Pvor If the pumps are switched off (ASV2 = 0), the circuit pressure is calculated using the following relationship: PK2 k + 1 - a 4 · PK2 k + a 5 + P in front (3)
with 0 <a 4 <1 e.g. 0.3
a5 <0 eg –0.1
with Pk2 k> P before

Die Parameter ai können aus Messungen vorab mittels geeigneter Identifikationsverfahren bestimmt werden. In diesen Parametern werden alle Größen wie Abtastzeit, Pumpenleistung, Drossel- bzw. Leitungsquerschnitte usw. zusammengefaßt.The parameters a i can be determined in advance from measurements using suitable identification methods. All parameters such as sampling time, pump output, throttle or line cross sections, etc. are summarized in these parameters.

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 The order of equations (2) and (3) can be increased in order to better describe nonlinearities in the lower pressure range. (e.g. extension of equation (2) Pk2 k + 1 = Pk2 k + a 1 - a 2 UK_H2 (Pk2 k - PS_1 k ) –A 3 × UK_Hr (Pk2 k - PS_2k) + a 6 PKZ 2 k ) + P in front

3 zeigt sowohl die beiden Radbremszylinderdrücke PS1 und PS2 als auch den gemessenen und geschätzten Hinterachskreisdruck PKgem und PK während eines ASR-Eingriffs innerhalb der Fahrdynamikregelung. 3 shows both the two wheel brake cylinder pressures PS1 and PS2 as well as the measured and estimated rear axle pressure PK gem and PK during an ASR intervention within the driving dynamics control.

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.At the When the pumps are switched on (ASV2 = 1), the estimated circuit pressure follows the measured one. As soon as the intake valves block (UK = 0), the change in circuit pressure is only affected by the delivered volume of the pumps determines what happens in the steeper pressure gradient during the Circular pressure build-up shows.

Der Druck steigt solange bis das Druckbegrenzungsventil bei einem vorgegebenen Druck öffnet, und dieser somit nicht überschritten werden kann.The Pressure rises until the pressure relief valve at a predetermined Pressure opens, and therefore not exceeded can be.

Wird nun aufgrund der Radregelung ein größerer Druckaufbau in den Radbremszylindern verlangt, fließt entsprechendes Volumen in diese ab, und der Kreisdruck fällt deutlich ab.Becomes now due to the wheel control, a greater pressure build-up in the wheel brake cylinders demands, flows appropriate volume in this, and the circular pressure drops significantly from.

Auch dieses Verhalten wird vom Modell gut beschrieben.Also this behavior is well described by the model.

Claims (3)

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 (Pvor) sowie fahrzeugspezifischer Konstanten (a1, a2, a3) in rekursiver Weise geschätzt wird und – sonst unter Zuhilfenahme des vom Fahrer gegebenenfalls vorgegebenen gemessenen Bremszylinderdruck (Pvor) 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.Brake pressure control system in which target brake pressures PS for the wheel brake cylinders are determined on the basis of measured and estimated values, which include the brake cylinder pressures PS, and in which control times UK for an intake valve hydraulic system are determined from the target pressures PS by means of an inverse hydraulic model, the actual pressure also continuing is estimated from the brake circuit pressure and the activation times of the intake and exhaust valves assigned to the individual brakes by means of a hydraulic model, characterized in that a pump is provided for generating the brake circuit pressure, which is activated when the pressure build-up is required and then delivers a constant volume flow and that Brake circuit pressure PK for each brake circuit - if pressure build-up is required on at least one of the two wheel brakes with the aid of the measured valve actuation times (UK1, UK2) of the intake valves belonging to a brake circuit, the estimated actual pressures (P S1, PS2) in the associated wheel brake cylinders, the measured brake cylinder pressure (P vor ) possibly specified by the driver and vehicle-specific constants (a 1 , a 2 , a 3 ) are estimated recursively and - otherwise with the aid of the measured brake cylinder pressure possibly specified by the driver (P before ) as well as vehicle-specific constants, but independently of the measured valve actuation times (UK1, UK2) of the intake valves belonging to a brake circuit and the estimated actual pressures (PS1, PS2) in the associated wheel brake cylinders, in a recursive manner. 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, Pvor der vom Fahrer gegebenenfalls vorgegeben gemessene Bremszylinderdruck und a1 bis a5 fahrzeugspezifische Konstante sind.Brake pressure control system according to claim 1, there characterized in that the brake circuit pressure PK for each brake circuit - when pressure build-up is required on at least one of the two wheel brakes in accordance with the relationship PK k + 1 = PK k + a 1 - a 2 UK1 (PK k - PS1 k ) - a 3 UK2 (PK k - PS2 k ) + P in front is estimated and - otherwise according to the relationship PK k + 1 = a 4 PK k + a 5 + P in front is estimated, where UK1 and UK2 are the measured valve actuation times of the intake valves belonging to a brake circuit, PS1 and PS2 are the estimated actual pressures in the associated wheel brake cylinders, P before the brake cylinder pressure which the driver may have specified and a 1 to a 5 are vehicle-specific constants. Bremsdruckregelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bei gefordertem Druckaufbau gültige Beziehung um den Ausdruck +a6·PKk 2 erweitert ist.Brake pressure control system according to claim 2, characterized in that the relationship valid when the required pressure build-up is extended by the expression + a 6 · PK k 2 .
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