Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
CONTROL CIRCUIT FOR PERFORMING CLOSED-LOOP CONTROL AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR PERFORMING OPEN-LOOP CONTROL OF A BRAKE SYSTEM FOR MOTOR VEHICLES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/020228
Kind Code:
A1
Abstract:
A control circuit for performing closed-loop control of a brake system for motor vehicle something a hydraulically actuable wheel brake (9) which can be actuated by means of an electronically controllable pressure-preparation device (50) which comprises a cylinder-piston arrangement with a hydraulic pressure space (4), the pistons having (3) of which can be shifted by means of an electromechanical actuator (1), with the result that a predefined pressure setpoint value (P sys,setp) can be set in the hydraulic pressure space (4), wherein a pressure actual value (P sys,act) of the pressure preparation device (50) is determined by means of a measuring apparatus (19), wherein manipulated variables (ω act,setp, M act,setp) for the electromechanical actuator (1) are formed on the basis of the predefined pressure setpoint value (P sys,setp) and of the pressure actual value (P sys,act), wherein the control circuit comprises a pressure control circuit (21) to which the pressure actual value (P sys,act) is fed, wherein a first module (20, 20a) is provided for modifying the pressure setpoint value (P sys,setp) which makes available at least one output variable (P sys,setp,limit, P sys,setp ,1) which is fed to the pressure control circuit (21), wherein the pressure control circuit (21) makes available a setpoint value (ω act ,setp) of the rotational speed of the electromechanical actuator (1) and a setpoint value (α act,setp) of the change in rotational speed which are fed to a second module (22) for calculating a setpoint value (M act,setp) for the torque of the electromechanical actuator (1), and wherein the pressure control circuit (21) and the second module (22) are each fed a pressure setpoint value (P sys,setp,limit, P sys,setp,1) which is modified by the first module (20, 20a), and a circuit arrangement for performing open-loop control of a brake system for motor vehicles.

Inventors:
BÖHM JÜRGEN (DE)
KAUFMANN TOM (DE)
Application Number:
PCT/EP2015/067326
Publication Date:
February 11, 2016
Filing Date:
July 29, 2015
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
CONTINENTAL TEVES AG & CO OHG (DE)
International Classes:
B60T8/94; B60T13/74
Domestic Patent References:
WO2000024617A22000-05-04
WO2014048705A12014-04-03
Foreign References:
DE102012200494A12012-08-02
DE19940252A12000-06-15
US20130080016A12013-03-28
Download PDF:
Claims:
Regelschaltung zur Regelung einer Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einer hydraulisch betätigbaren Radbremse (9) , welche mittels einer elektronisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung (50) betätigbar ist, die eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem hydraulischen Druckraum

(4) umfasst, deren Kolben (3) durch einen elektromecha- nischen Aktuator (1) verschiebbar ist, so dass ein vorgegebener Druck-Sollwert (Psys,soii) in dem hydraulischen Druckraum (4) einstellbar ist, wobei mittels einer Messeinrichtung (19) ein Druck-Istwert (Psys,ist) der Druckbe¬ reitstellungseinrichtung (50) bestimmt wird, wobei

Stellgrößen ( coAkt,soii, Akt,soii) für den elektromechanischen Aktuator (1) anhand des vorgegebenen Druck-Sollwerts

(Psys,soii) und des Druck-Istwerts (Psys,ist) gebildet werden, wobei die Regelschaltung eine Druckregelschaltung (21) umfasst, welcher der Druck-Istwert (Psys,ist) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet , das s ein erstes Modul (20, 20a) zur Modifikation des Druck-Sollwerts (Psys,soii) vorgesehen ist, das mindestens eine Ausgangsgröße (PSys,soii, Limit, Psys,soii,i) bereitstellt, welche der Druckregelschaltung (21) zugeführt wird, wobei die Druckregelschaltung (21) einen Sollwert

(wAkt,soii) der Drehzahl des elektromechanischen Aktuators (1) sowie einen Sollwert ( Akt,soii) der Drehzahländerung be¬ reitstellt, die einem zweiten Modul (22) zur Berechnung eines Sollwerts (MAkt,soii) für das Moment des elektromechanischen Aktuators (1) zugeführt werden, und wobei der Druckre¬ gelschaltung (21) und dem zweiten Modul (22) je ein durch das erste Modul (20, 20a) modifizierter Druck-Sollwert

(Psys, soii, Limit, Psys,soii,i) zugeführt wird.

Regelschaltung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , das s das erste Modul (20, 20a) eine erste Schaltung (23) zur Begrenzung auf einen maximalen Druck (Psys,Max) aufweist, deren Ausgangsgröße (Psys,soii,i) mittels einer statischen Druck-Volumen-Kennlinie (24) der Radbremse (9) in einen Volumenwert (VolAkt, soii) umgerechnet wird, der einer

Aktuatorposition (XAkt,soii) entspricht, deren Änderung in einem Anstiegsbegrenzungsmodul (26) auf eine maximal zu¬ lässige Aktuatorgeschwindigkeit (roAkt, soii, Max) begrenzt wird, wobei die Ausgangsgröße (XAkt,soii,i) des

Anstiegsbegrenzungsmoduls (26) mittels der statischen Druck-Volumen-Kennlinie (24) in den dem zweiten Modul (22) zugeführten modifizierten Druck-Sollwert (Psys,soii, Limit) umgerechnet wird.

Regelschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckregelschaltung (21) eine erste Schaltung (28, 29) zur Skalierung der Regelabweichung (ΔΡ) umfasst, welche einem Druckregler (21 λ) der Druckregel¬ schaltung (21) vorgeschaltet ist.

Regelschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsgröße (<>Akt, SOII,R) des Druckreglers (21 λ) mittels einer zweiten Schaltung (30) zur Begrenzung auf eine maximale sowie minimale Aktuatorgeschwindigkeit (oAkt, soii,Max/ t^Akt, soii, Min) begrenzt wird, deren Änderung in einem zweiten Anstiegsbegrenzungsmodul (31) auf eine maximal zulässige Aktuatorbeschleunigung ( Akt, soii,Max) begrenzt wird.

Regelschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsgröße (MAkt,soii) des zweiten Moduls (22) durch eine Summe dreier Teilmomente (MFFW,Prs, MFr, MAcc) gebildet wird, wobei das erste Teilmoment (MFFW,Prs) dem dem zweiten Modul (22) zugeführten modifizierten

Druck-Sollwert (Psys,soii, Limit) entspricht, das zweite Teil¬ moment (MFr) einem durch die im Aktuator (1) auftretende Reibung verursachten Reibungsmoment entspricht und das dritte Teilmoment (MAcc) dem Beschleunigungsmoment des Aktuators (1) entspricht.

6. Regelschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dem zweiten Modul (22) zugeführte, durch das erste Modul (20) modifizierte Druck-Sollwert (Psys, soii, Limit) auch der Druckregelschaltung (21) zugeführt wird .

7. Regelschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dem zweiten Modul (22) zugeführte, durch das erste Modul (20a) modifizierte Druck-Sollwert (Psys, soii, Limit) und der der Druckregelschaltung (21) zuge¬ führte, durch das erste Modul (20a) modifizierte

Druck-Sollwert (Psys,soii,i) verschieden sind, wobei insbe¬ sondere der der Druckregelschaltung (21) zugeführte modifizierte Druck-Sollwert einen auf einen Maximalwert (Psys, Max) begrenzten Druck (PSys,soii,i) darstellt.

8. Schaltungsanordnung zur Steuerung einer Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einer hydraulisch betätigbaren Radbremse

(9), welche mittels einer elektronisch steuerbaren

Druckbereitstellungseinrichtung (50) betätigbar ist, die eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem hydraulischen Druckraum (4) umfasst, deren Kolben (3) durch einen elektromechanischen Aktuator (1) verschiebbar ist, so dass ein vorgegebener Druck-Sollwert (Psys,soii) in dem hydrau¬ lischen Druckraum (4) einstellbar ist, wobei Stellgrößen

(K>Akt,soii, Akt,soii) für den elektromechanischen Aktuator (1) anhand des vorgegebenen Druck-Sollwerts (Psys,soii) gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass

ein erstes Modul (120) zur Modifikation des Druck-Sollwerts (Psys,soii) vorgesehen ist, das als Ausgangsgrößen einen begrenzten Druck-Sollwert (Psys,soii, Limit) , einen Sollwert (wAkt,soii) der Drehzahl des elektromechanischen Aktuators (1) sowie einen Sollwert der Drehzahländerung ( Akt,soii) bereit stellt, wobei die Ausgangsgrößen (PSys,soii, Limit, coAkt,soii, «Akt, soii) einem zweiten Modul (122) zur Berechnung eines Sollwerts (MAkt,soii) für das Moment des elektromechanischen Aktuators (1) zuführt werden.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsgröße (MAkt,soii) des zweiten Moduls

(122) durch eine Summe dreier Teilmomente (MFFW,Prs, MFr, MAcc) gebildet wird, wobei das erste Teilmoment (MFFW,Prs) dem dem zweiten Modul zugeführten modifizierten Druck-Sollwert

(Psys, soii, Limit) entspricht, das zweite Teilmoment (MFr) einem durch die im Aktuator auftretende Reibung verursachten Reibungsmoment entspricht und das dritte Teilmoment (MAcc) dem Beschleunigungsmoment des Aktuators (1) entspricht.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Modul (120) eine erste Schaltung

(23) zur Begrenzung auf einen maximalen Druck (Psys,Max) aufweist, deren Ausgangsgröße (Psys,soii,i) mittels einer statischen Druck-Volumen-Kennlinie (24) der Radbremse (9) in einen Volumenwert (VolAkt, soii) umgerechnet wird, der einer Aktuatorposition (XAkt,soii) entspricht, die in einem

Anstiegsbegrenzungsmodul (126) begrenzt wird, wobei die Ausgangsgröße (XAkt,soii,2) des Anstiegsbegrenzungsmoduls

(126) mittels der statischen Druck-Volumen-Kennlinie (24) in den dem zweiten Modul (122) zugeführten modifizierten Druck-Sollwert (Psys,soii, Limit) umgerechnet wird.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Anstiegsbegrenzungsmodul (126) eine erste Additionsstelle (130), ein erstes Begrenzungsmodul (131), eine zweite Additionsstelle (132), ein zweites Begren¬ zungsmodul (133), ein erstes zeitdiskretes Integrations¬ glied (135) sowie ein zweites zeitdiskretes Integrati¬ onsglied (137) aufweist, wobei in der ersten Additionsstelle (130) die Aktuatorposition (XAkt,soii) mit der Ausgangsgröße

(XAkt,soii,2) des zweiten zeitdiskreten Integrationsglieds (137) verglichen wird und in der zweiten Additionsstelle (132) die Ausgangsgröße (AXL) des ersten Begrenzungsmoduls (131) mit der Ausgangsgröße (ÄXLL) des ersten zeitdiskreten Integrationsglieds (135) verglichen wird.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsgröße (AAXL) des zweiten Be¬ grenzungsmoduls (133) einem ersten Skalierungselement (134) zugeführt wird, dessen Ausgangsgröße dem Sollwert ( Akt,soii) der Aktuatorbeschleunigung entspricht.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch

gekennzeichnet, dass die Ausgangsgröße (AXLL) des ersten zeitdiskreten Integrationsglieds (135) einem zweiten

Skalierungselement (136) zugeführt wird, dessen Aus¬ gangsgröße dem Sollwert (<>Akt,soii) der

Aktuatorgeschwindigkeit entspricht . 14. Schaltungsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsgröße (XAkt,soii,2) des zweiten zeitdiskreten Integrationsglieds (137) der ersten Additionsstelle (130) mit einer Zeit¬ verzögerung (138) zugeführt wird, die einem Abtastschritt der Schaltungsanordnung entspricht.

15. Schaltungsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsgröße (AXLL) des ersten zeitdiskreten Integrationsglieds (135) der zweiten Additionsstelle (132) mit einer Zeitverzögerung zugeführt wird, die einem Abtastschritt der Schaltungs¬ anordnung entspricht.

Description:
RegelSchaltung zur Regelung sowie Schaltungsanordnung zur Steuerung einer Bremsanlage für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Regelschaltung zur Regelung einer Bremsanlage für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des An ¬ spruchs 1 sowie eine Schaltungsanordnung zur Steuerung einer Bremsanlage für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des An ¬ spruchs 8.

Aus der internationalen Patentanmeldung WO 2014/048705 AI sind eine Bremsanlage mit einer elektronisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung, die eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem hydraulischen Druckraum umfasst, deren Kolben durch einen elektromechanischen Aktuator verschiebbar ist, so dass ein vorgegebener Druck-Sollwert in dem hydraulischen Druckraum einstellbar ist, sowie ein Verfahren zu deren Regelung bekannt. Zur Bestimmung der Position der Druckbereitstellungseinrichtung ist eine Messeinrichtung vorgesehen, die z.B. durch einen Drehwinkelsensor gebildet sein kann, der die Rotorlage des Elektromotors erfasst, der zusammen mit einem nachgeschalteten Getriebe einen elektromechanischen Aktuator zum Antreiben eines hydraulischen Kolbens einer Druckbereitstellungseinrichtung bildet. Dem Offenbarungsgehalt der genannten Anmeldung können jedoch keine Maßnahmen entnommen werden, die bei einem Ausfall der Messeinrichtung für die Aktuatorposition ergriffen werden können, um einen fehlerfreien Betrieb der Druckbereitstellungseinrichtung in einer Rückfallebene zu gewährleisten.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Regelschaltung sowie eine Schaltungsanordnung zur Steuerung anzugeben, die einen fehlerlosen Betrieb der Druckbereitstellungseinrichtung gewährleistet, wobei auf eine Messeinrichtung zur Erfassung des Rotorlagewinkels verzichtet wird. Außerdem soll ermöglicht werden, einen angeforderten Systemdruck bzw . Systemdruckverlauf im Rahmen der verfügbaren Dynamik und unter Berücksichtigung von bekannten Randbedingungen (z.B. einer Druckanforderung durch eine Assistenzfunktion, bzw. ein Aktivieren einer besonderen, radindividuellen Bremsregelfunktion) möglichst gut zu folgen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Regelschaltung zur Regelung gemäß Anspruch 1 und eine Schaltungsanordnung zur Steuerung gemäß Anspruch 8 gelöst. Der Erfindung liegt im Wesentlichen der Gedanke zugrunde, dass ein erstes Modul zur Modifikation des vorgegebenen

Druck-Sollwerts und ein zweites Modul zur Berechnung eines Sollwerts für das Moment des elektromechanischen Aktuators vorgesehen sind, wobei das erste Modul zumindest einen modi- fizierten Druck-Sollwert ausgibt, der dem zweiten Modul zur

Berechnung des Sollwerts für das Moment zugeführt wird. Aufgrund der Verwendung zumindest eines modifizierten Druck-Sollwerts sowie des zweiten Moduls kann auf die Verwendung einer gemessenen (aktuellen) Aktuatorposition verzichtet werden. Im Falle der Regelschaltung wird ein Sollwert der Drehzahl des elektromechanischen Aktuators sowie ein Sollwert der Drehzahländerung durch eine Druckregelschaltung bereitstellt, welcher ebenfalls ein durch das erste Modul modifizierter Druck-Sollwert zugeführt wird. Im Falle der Schaltungsanordnung zur Steuerung werden ein Sollwert der Drehzahl des elektromechanischen Aktuators sowie ein Sollwert der Drehzahländerung durch das erste Modul bereitgestellt .

Die Ausgangsgröße des zweiten Moduls (Sollwert für das Moment des elektromechanischen Aktuators) wird bevorzugt durch eine Summe dreier Teilmomente gebildet, wobei das erste Teilmoment dem dem zweiten Modul zugeführten modifizierten Druck-Sollwert entspricht, das zweite Teilmoment einem durch die im Aktuator auftretende Reibung verursachten Reibungsmoment entspricht und das dritte Teilmoment dem Beschleunigungsmoment des Aktuators entspricht .

Bevorzugt weist das erste Modul eine erste Schaltung zur Be- grenzung auf einen maximalen Druck auf, deren Ausgangsgröße mittels einer statischen Druck-Volumen-Kennlinie der Radbremse in einen Volumenwert umgerechnet wird, der einer

Aktuatorposition entspricht, die in einem Anstiegs ¬ begrenzungsmodul begrenzt wird, wobei die Ausgangsgröße des Anstiegsbegrenzungsmoduls mittels der statischen

Druck-Volumen-Kennlinie in den dem zweiten Modul zugeführten modifizierten Druck-Sollwert umgerechnet wird. Im Falle der Regelschaltung wird besonders bevorzugt in dem Anstiegs ¬ begrenzungsmodul die Änderung der Aktuatorposition auf eine maximal zulässige Aktuatorgeschwindigkeit begrenzt . Im Falle der Schaltungsanordnung zur Steuerung werden besonders bevorzugt in dem Anstiegsbegrenzungsmodul die Änderung der Aktuatorposition auf eine maximal zulässige Aktuatorgeschwindigkeit sowie die Änderung der Aktuatorgeschwindigkeit auf eine maximal zulässige Aktuatorbeschleunigung begrenzt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Regelschaltung wird der dem zweiten Modul zugeführte, durch das erste Modul modifizierte Druck-Sollwert auch der Druckregel- Schaltung zugeführt. Mit anderen Worten ausgedrückt, der

Druckregelschaltung und dem zweiten Modul wird der gleiche durch das erste Modul modifizierte Druck-Sollwert zugeführt.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Regelschaltung sind der dem zweiten Modul zugeführte modifizierte Druck-Sollwert und der der Druckregel ¬ schaltung zugeführte, modifizierte Druck-Sollwert verschieden. Besonders bevorzugt wird der der Druckregelschaltung zugeführte modifizierte Druck-Sollwert durch einen auf einen Maximalwert begrenzten Druck darstellt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand von Figuren .

Es zeigen schematisch: Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen

Bremsanlage,

Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Regelstruktur zur Regelung einer Bremsanlage,

Fig. 3 eine detaillierte Darstellung des in Fig. 2 sche ¬ matisch angedeuteten ersten Moduls „Sollwertaufbereitung" ,

Fig. 4 eine detaillierte Darstellung der in Fig. 2 schematisch angedeuteten Druckregelschaltung,

Fig. 5 eine detaillierte Darstellung des in Fig. 2 sche- matisch angedeuteten zweiten Moduls „Berechnung

Sollwert Aktuatormoment" ,

Fig. 6 eine vereinfachte Darstellung eines zweiten Aus ¬ führungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Regel- struktur zur Regelung einer Bremsanlage,

Fig. 7 eine detaillierte Darstellung des in Fig. 6 sche ¬ matisch angedeuteten ersten Moduls „Sollwertaufbe- reitung

Fig. 8 vereinfachte Darstellung eines Ausführungs

piels einer erfindungsgemäßen Schaltungsanord nung zur Steuerung einer Bremsanlage,

Fig. 9 eine detaillierte Darstellung des in Fig. 8 sche ¬ matisch angedeuteten ersten Moduls „Sollwertaufbereitung und

Fig. 10 eine detaillierte Darstellung des in Fig. 9 sche ¬ matisch angedeuteten Anstiegsbegrenzungsmoduls.

Fig. 1 zeigt das vereinfachte Prinzip eines aktiven Bremssystems für ein geregeltes Rad eines hydraulisch gebremsten Fahrzeugs. Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt in einem aktiven, fremdbetätigbaren Bremssystem durchgeführt, bei dem der Fahrer, z.B. mittels Bremspedalweg, eine Druckanforderung stellt und diese elektronisch mit Hilfe einer Druckbereitstellungs- einrichtung 50, z.B. umfassend einen Elektromotor bzw. Aktuator 1, ein geeignetes Getriebe 2 und einen einen hydraulischen Druckraum 4 begrenzenden Kolben 3, umgesetzt wird, indem der Kolben 3 um einen Weg X Ak t aus einer Ruheposition 15 in eine Position 14 fährt, sodass ein bestimmtes Volumen der Brems- flüssigkeit aus dem Druckraum 4 über die Leitung 5 und ein zunächst geöffnetes Einlassventil 6 in die Bremsleitung 8 und somit in die Radbremse 9 verschoben wird. Damit wird in der Radbremse 9 nach Überwindung des Belaglüftspiels ein Bremsdruck erzeugt. Ein Bremsdruckabbau kann erfolgen, indem der Kolben 3 wieder in Richtung der Ruheposition 15 zurückgefahren wird. Ein schneller Bremsdruckabbau, wie er z.B. im Falle einer

ABS-Regelung (ABS: Antiblockier-System) benötigt wird, ist aber auch über die Ventilkombination 6, 7 möglich, indem das Einlassventil 6 geschlossen und das Auslassventil 7 für eine bestimmte Zeit geöffnet wird. Dann strömt Bremsflüssigkeit aus der Radbremse 9 über Leitung 8 durch das Auslassventil 7 und somit über die Leitung 10 in den Bremsflüssigkeitsbehälter 11. Diese Maßnahme des Druckabbaus ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der Druckraum 4 mehrere Radbremsen parallel bedient.

Grundsätzlich kann das in Fig. 1 dargestellte Bremssystem um beliebig viele Radbremsen 9 erweitert werden, indem mehrere Leitungen 5 zu den Radkreisen geführt werden, wobei jeder Radkreis bevorzugt über ein individuelles Ventilpaar 6, 7 verfügt .

Um aus Sicherheitsgründen eine Mehrkreisigkeit des Systems zu bilden, können mehrere Kolben 3 und mehrere Druckräume 4 vorgesehen werden. Für einen PKW ist eine Zweikreisigkeit sinnvoll, wobei jeweils zwei Radbremsen mit einer von zwei Druckkammern verbunden sind.

Gegenüber der vereinfachten Darstellung des Systems in Fig. 1 sind zahlreiche Verbesserungen und verschiedene Ausführungs ¬ formen des Prinzips denkbar, z.B. bei der Wahl der Ventile. Auch kann zwischen dem hydraulischen Druckraum 4 und der/den Radbremsein) 9 z.B. ein Hauptbremszylinder angeordnet sein, so dass der in dem Druckraum 4 erzeugte Druck einem hydraulischen Zwischenraum, z.B. in einer Betätigungseinrichtung, zugeführt wird, wodurch der Hauptbremszylinder betätigt wird.

Die Erfindung befasst sich mit der Aufgabe der Einstellung geeigneter Drücke im Druckraum 4.

Die Notwendigkeit, einen vorgegebenen Druck bzw. Druckverlauf mit Hilfe eines Regelungsverfahrens einzustellen, ergibt sich immer dann, wenn der Fahrer mittels Betätigung des Bremspedals einen allgemeinen Bremsdruck für alle Räder des Kraftfahrzeugs anfordert, oder wenn diese Druckanforderung durch eine Assistenzfunktion ACC (adaptive cruise control) , HSA (hill start assist) , HDC (hill descent control) etc. gestellt wird, oder wenn eine spezielle radindividuelle Bremsenregelfunktion aktiv wird, wie beispielsweise ABS (Antiblockiersystem) , TCS (Traction

Control System) oder ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm) .

In allen Fällen gilt, dass vorteilhafterweise der Druck des Druckraums 4 so einzustellen ist, dass das Rad mit der höchsten Bremsdruckanforderung sicher mit dem notwendigen Druck versorgt werden kann. Bezüglich der Dynamik des einzustellenden Druckes bzw. Druckverlaufes gilt, dass im Rahmen der verfügbaren Dynamik des Aktuators 1 ein möglichst geringer zeitlicher Verzug zwischen der gestellten Druckanforderung und dem sich einstellenden Druck im Vordruckraum 4 anzustreben ist. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn der Aktuator 1 sich zu Beginn der Druckanforderung in seiner Ruheposition 15 befindet und daher zum Einstellen des geforderten Druckes zunächst das Belaglüftspiel überwinden muss . Dabei verschiebt der Aktuator zunächst ein, von der Größe der eingesetzten Radbremsen 9 und des eingestellten Belaglüftspiels abhängiges Volumen aus dem Druckraum 4 in die Radbremsen, um die Beläge, z.B. an die Bremsscheibe, anzulegen. Während dieses Vorgangs wird allerdings noch kein Bremsdruck in den Radbremsen 9 aufgebaut. Insbesondere unter Beachtung der Anforderung nach einem möglichst guten Ansprechverhalten ergibt sich hier

(unabhängig von der Größe des eingestellten Lüftspiels) auch die Anforderung, einen, im Rahmen der verfügbaren Aktuatordynamik, möglichst schnellen Druckaufbau auch bei kleinen Druckanforderungen zu realisieren.

Aufgabe der Druckregelstruktur ist es, einen angeforderten Systemdruck bzw. Systemdruckverlauf im Rahmen der verfügbaren Dynamik und in einer Betriebsart, in der auf die Verwendung eines Motorlagesensors verzichtet wird, möglichst gut zu folgen. Für den Aktuator bzw. Elektromotor der Druckbereitstellungseinrichtung wird hier im Wesentlichen der gesteuerte Betrieb des Motors mit einem stromgeregelten Drehfeld vorgeschlagen. Die hier betrachtete Struktur zum Einstellen angeforderter Drücke muss daher als Stellgrößen die erforderlichen Vorgaben zum

Betrieb des Motors in dieser Betriebsart erzeugen. Dabei muss insbesondere berücksichtigt werden, dass durch diese Vorgaben ein Außertrittfallen des Rotors vermieden wird. Hierbei bedeutet ein Außertrittfallen des Rotors, dass der Rotor dem stromge- regelten Drehfeld nicht mehr folgt.

Eine erste Ausführung einer geeigneten Struktur zur Regelung des Bremsdrucks bei der in Fig. 1 gezeigten elektrohydraulischen Bremsanlage zeigt Fig. 2. Sie besteht im Wesentlichen aus drei Funktionsblöcken, die mit den Bezugszeichen 20, 21 und 22 versehen sind. Der gezeigten Darstellung ist zu entnehmen, dass ein erstes Modul mit dem Bezugszeichen 20 vorgesehen ist, das der Aufbereitung eines Druck-Sollwerts für eine dem ersten Modul 20 nachgeschalteten Druckregelschaltung 21 dient. Dabei wird im ersten Modul 20 aus der Druckanforderung Ps ys ,soii ein modifi ¬ zierter Druck-Sollwert Ps ys ,soii, Limit ermittelt, der mittels Ak ¬ tuator 1 in dessen hier betrachteten Betriebsart eingestellt werden soll. Im Wesentlichen wird hier eine Begrenzung auf einen für diese Betriebsart vorab festgelegten Maximaldruck-Sollwert sowie aufgrund der aus der maximal zulässigen

Aktuatorgeschwindigkeit resultierenden Druckänderungsge ¬ schwindigkeit vorgenommen. Die Druckregelschaltung 21 führt den aktuellen, mit dem Drucksensor 19 (siehe Fig. 1) erfassten Systemdruck bzw. den Druck-Istwert Ps ys ,ist dem auf diese Weise aufgearbeiteten Druck-Sollwert Ps ys ,soii, Limit nach und erzeugt als Stellgrößen einen Sollwert <> A kt,soii für die Drehzahl des Aktuators 1 sowie einen Sollwert A kt,soii der Drehzahländerung. Das zweite Modul 22, dem als Eingangsgrößen die Signale Ps ys ,soii, Limit / M A kt,soii und A kt,soii zugeführt werden, dient der Berechnung eines Sollwertes M Akt ,soii für das vom Aktuator 1 im stromgeregelten Drehfeldbetrieb abzugebende Aktuatormoment . Hierbei wird aufgrund des angeforderten Druck-Sollwertes Ps ys ,soii, Limit sowie der angeforderten Geschwindigkeit bzw. Drehzahl G) A kt,soii und Beschleunigung A kt,soii mit Hilfe eines inversen Prozessmodells eine Vorausberechnung des erforderlichen, vom Aktuator 1 einzustellenden Aktuatormoments vorgenommen. Ansteuergrößen für den Aktuator 1 sind daher die beiden Signale Q A kt,soii und M Akt ,soii- Im Zusammenhang mit Fig. 3, die den Aufbau des in Fig. 2 gezeigten ersten Moduls 20 darstellt, wird dessen Funktionsweise näher erläutert. Zunächst wird der vorgegebene Druck-Sollwert Ps ys ,soii in einem ersten Begrenzungsglied 23 auf den für diese Betriebsart festgelegten Maximalwert Ps ys ,Max limitiert und ggf. tiefpaß- gefiltert (in Fig. 3 nicht dargestellt) . Mit Hilfe einer durch die Bremsenkennlinie 24 definierten Funktion wird der maxi ¬ malwertbegrenzte Druck-Sollwert Psys,soii,i in einen

Aktuatorvolumen-Sollwert Vol A kt,soii und unter Berücksichtigung des wirksamen hydraulischen Querschnitts A Ko iben (siehe Funktions- block 25) in einen entsprechenden Aktuatorposition-Sollwert

XAkt,soii umgerechnet und einem Anstiegsbegrenzungsfunktionsblock 26 zugeführt. Dieser begrenzt die Änderung des

Aktuatorposition-Sollwertes X A kt,soii auf die in der betrachteten Betriebsart des Aktuators 1 maximal mögliche bzw. zulässige Änderungsgeschwindigkeit co A kt, soii,Max · Der hierfür maßgebliche Parameter AX Max , pro Loop ergibt sich aus der für die betrachtete Betriebsart maximal zulässigen Drehzahl Q Ak t, soii,Max des Aktuators 1 und unter Berücksichtigung des Getriebefaktors icear des im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnten Rot-Trans-Getriebes 2 sowie der Abtastzeit To, mit der die Druckregelschaltung 21 (siehe Fig. 4) betrieben wird:

AXfax,pro Loop = W A kt , Soll , Max * iQear * TQ. Die auf die beschriebene Weise anstiegsbegrenzte Aktua- tor-Sollposition XAkt,soii,i wird nun unter Berücksichtigung des Aktuatorkolbenflache A Ko iben (siehe Funktionsblock 25') und der die Bremsenkennlinie 24 definierten Funktion zu dem in Fig. 2 gezeigten Sollwert Ps ys ,soii, Limit für den einzustellenden Druck zurückgerechnet, der die Ausgangsgröße des ersten Moduls 20 (Sollwertaufbereitung) darstellt. Auf diese Weise wird si ¬ chergestellt, dass die von den übergeordneten Systemfunktionen angeforderten Druck-Sollwerte, die prinzipiell einen beliebigen Verlauf und beliebige Druckänderungsgeschwindigkeiten aufweisen können, derart aufbereitet werden, dass sie mit Hilfe der Druckregelung vom Aktuator eingestellt werden können und insbesondere ein Außertrittfallen des Rotors des Aktuators 1 vermieden wird.

Der Aufbau der Druckregelschaltung 21 ist in Fig. 4 dargestellt. In einer dem Druckregler 21 λ vorgeschalteten Additionsschaltung 27 wird eine Regelabweichung ΔΡ gebildet, indem der modifizierte Druck-Sollwert Ps ys ,soii, Limit mit dem Druck-Istwert Ps ys ,ist ver- glichen wird. Dabei wird die Regelabweichung ΔΡ einerseits einem Skalierungselement 28 und andererseits einem Multiplikati ¬ onsglied 29 direkt zugeführt. Während das Skalierungselement 28 einen Skalierungsfaktor K Sc liefert, mit dem eine definierte Unempfindlichkeitsschwelle festgelegt werden kann, die bei Erreichen einer vorgegebenen stationären Genauigkeit keine

Aktuatorbewegung mehr anfordert, wird im Multiplikationsglied 29 eine Skalierung der Regelabweichung ΔΡ durchgeführt, deren Ergebnis als Eingangsgröße dem Druckregler 21 λ zugeführt wird. Der Druckregler 21 λ erzeugt als Stellgröße einen

Aktuatordrehzahl-Sollwert <> A kt,soii,R / der in einem zweiten Be ¬ grenzungsglied 30 auf die für die betrachtete Betriebsart des Aktuators 1 maximal zulässige Aktuatordrehzahl G) A kt, soii,Max sowie minimal zulässige Aktuatordrehzahl G) A kt, soii,Min limitiert wird. Die nachgeschaltete zweite Anstiegsbegrenzungsfunktion 31 limitiert zusätzlich noch die Änderung des Aktuatordrehzahl-Sollwertes auf die maximal mögliche Aktuatorbeschleunigung A kt, soii,Max · Die hieraus ermittelten Werte G ) A kt,soii, a A kt,soii sind als Signale für die Berechnung des Aktuatormoment-Sollwerts verfügbar. Der für die zweite Anstiegsbegrenzungsfunktion 31 maßgebliche Parameter

Aco A kt, Max, pro Loop ergibt sich aus der für die betrachtete Betriebsart maximal zulässigen Beschleunigung a A kt, soii,Max des Aktuators 1 und der Abtastzeit To, mit der die Druckregelschaltung 21 betrieben wird :

ACO A kt,Max,pro Loop = Ct A kt , Soll , Max * To.

Das in Fig. 2 dargestellte zweite Modul 22 (Berechnung Sollwert Motormoment) ermittelt auf der Basis der Eingangssignale für den modifizierten Druck-Sollwert Ps ys ,soii, Limit, der angeforderten Geschwindigkeit Q A kt,soii sowie Beschleunigung Ak t,soii des Ak ¬ tuators 1 einen Sollwert für das vom Aktuator 1 im stromgeregelten Drehfeldbetrieb abzugebende Aktuatormoment M Ak t,soii- Hierbei wird aufgrund der genannten Eingangssignale mit Hilfe eines inversen Modells für die Druckbereitstellungseinrichtung 50 eine Vorausberechnung des erforderlichen, vom Aktuator 1 einzustellenden Aktuatormoments vorgenommen. Dies kann im Wesentlichen als Summe von Beschleunigungsmoment und abgegebenem Moment berechnet werden, wobei das abgegebene Moment sich aus dem eingestellten Druck, den mechanischen und hydraulischen

Übersetzungen und der zu überwindenden Reibung ergibt. Da in diesem Fall eine Vorausberechnung des erforderlichen

Aktuatormoments in Form einer Momentenvorsteuergröße ermittelt wird, erfolgt die Berechnung dieser Größe (M Ak t,soii) auf der Basis der angeforderten bzw. ermittelten Sollwerte.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für das zweite Modul 22 zur Berechnung der Größe M Ak t,soii (Berechnung Sollwert Aktuatormoment) . Hierbei bedeutet die Bezeichnung M Acc das ermittelte Beschleunigungsmoment des Aktuators . Die Funktion Sign (x) wird zur vorzeichenrichtigen Berücksichtigung der Coulomb ' sehen Reibung M c verwendet und ist folgendermaßen definiert:

Sign (x) = -1, falls x < o, sonst ist Sign (x) = 1.

Der Faktor Sc e ta berücksichtigt den mechanischen Wirkungsgrad des Aktuators 1 in Form einer von der Größe des Druckes abhängigen Erhöhung der Coulomb ' sehen Reibung M c . Das Signal M FFW , p rs re präsentiert die Größe für das anzufordernde Aktuatormoment, das sich aufgrund des Systemdruck-Sollwertes Ps ys , soii, Limit ergibt . Das Gesamtträgheitsmoment J A kt sowie die oben erwähnten Parameter ARoiben und icear sind konstruktiv definierte Kennwerte der Druckbereitstellungseinrichtung 50. Die Parameter für die Reibung (M c und K D ) sowie für den mechanischen Wirkungsgrad eta sind ebenfalls Auslegungsgrößen und können vorab experimentell oder durch theoretische Berechnungen ermittelt werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Re- gelstruktur zur Regelung einer Bremsanlage, ähnlich der Darstellung in Fig. 2, zeigt Fig. 6. Die Funktionsblöcke 21 (Druckregelschaltung) und 22 (zweites Modul) der Fig. 6 entsprechen denen der Fig. 2 und tragen deshalb die gleichen Bezugszeichen, während das erste Modul 20a (Sollwert- aufbereitung) neben dem Signal Ps ys ,soii, Limit (erster modifizierter Druck-Sollwert) , welches dem zweiten Modul zugeführt wird, ein weiteres Ausgangssignal Ps ys ,soii,i (zweiter modifizierter

Druck-Sollwert) liefert, das anstelle des Signals Psy S ,soii, Limit der Druckregelschaltung 21 als Eingangsgröße zugeführt wird. Anhand des zweiten modifizierten Druck-Sollwerts Psys,soii,i werden in der Druckregelschaltung 21, welche beispielsgemäß wie in Fig. 4 dargestellt ausgeführt ist, die Werte < > Ak t,soii und A kt,soii er ¬ mittelt . Die Berechnung des ersten und zweiten modifizierten Druck-Sollwerts P Sys ,soii, Limit, Ps ys ,soii,i ist in einer Detail ¬ darstellung des ersten Moduls 20a in Fig. 7 dargestellt. Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, entspricht die grundsätzliche Funktion der Sollwertaufbereitung des vorgegebenen Druck-Sollwerts Psys,soii der in Fig. 3 gezeigten Vorgehensweise. Aus dem vor ¬ gegebenen Druck-Sollwert Ps ys ,soii wird mittels erstem Begren ¬ zungsglied 23 der maximalwertbegrenzte Druck-Sollwert Psys,soii,i bestimmt, welcher in den Aktuatorvolumen-Sollwert Vol A kt,soii und dann dem entsprechenden Aktuatorposition-Sollwert XAkt,soii um ¬ gerechnet und dem Anstiegsbegrenzungsfunktionsblock 26 zugeführt wird. Die anstiegsbegrenzte Aktuator-Sollposition

XAkt,soii,i wird mittels den Funktionsblöcken 25 λ und 24 in den (ersten) modifizierten Druck-Sollwert P Sys , soii, Limit umgerechnet . Das auf den für die hier betrachtete Betriebsart des Aktuators festgelegten Maximalwert Ps ys ,Max limitierte Solldrucksignal Psys,soii,i wird außerdem, wie oben bereits erwähnt, als (zweiter) modifizierter Druck-Sollwert der Druckregelschaltung 21 (Fig. 6) zugeführt, während das maximalwert- und zusätzlich

anstiegsbegrenzte Drucksignal P Sys ,soii, Limit wie zuvor der Funktion 22 zur Berechnung der Sollaktuatormomente als Eingangssignal zur Verfügung gestellt wird.

Die in Fig. 6, 7 dargestellte Struktur hat gegenüber der Anordnung nach Fig. 2 den Vorteil, dass durch die Vorgabe eines „dyna ¬ mischeren" Druck-Sollwertes für den Druckregler 21 λ die für die hier betrachtete Betriebsart des Aktuators zulässige Dynamik des Aktuators 1 besser genutzt werden kann. Dadurch wird erreicht, dass der durch die Aktuatoransteuerung eingestellte Verlauf des Systemdruckes Ps ys , ist wesentlich besser der als Druckreferenz dienenden Kurve Ps ys ,soii, Limit folgt.

Die Grundstruktur einer zweiten Ausführung des Erfindungsgegenstandes bei der in Fig. 1 gezeigten elektrohydraulischen Bremsanlage, bei der auf die Nutzung des im Zusammenhang mit den Regelschaltungen der Fig. 2 und 6 erwähnten Drucksensors zur Bestimmung von Ps ys ,i s t und demnach auf die Druckregelschaltung verzichtet werden kann, zeigt Fig. 8. Die Schaltungsanordnung zur Steuerung der Bremsanlage besteht im Wesentlichen aus zwei

Funktionsblöcken, die mit den Bezugszeichen 120, 122 versehen sind. Der gezeigten Darstellung ist zu entnehmen, dass mit dem Bezugszeichen 120 ein erstes Modul versehen ist, dessen Funktion im Wesentlichen der des ersten Moduls 20 der ersten Ausführung entspricht und das der Aufbereitung eines modifizierten

Druck-Sollwerts dient, welches jedoch auch eine Teilfunktion der Druckregelschaltung 21 der ersten Ausführung erfüllt, nämlich die Bereitstellung der Größen G ) A kt,soii, a A kt,soii- Im ersten Modul 120 wird aus einer Druckanforderung Ps ys ,soii wieder der o.g. Druck-Sollwert Ps ys ,soii, Limit ermittelt, der vom Aktuator 1 in dessen hier betrachteten Betriebsart einstellbar ist. Dabei wird im Modul 120 im Wesentlichen eine Begrenzung auf einen für diese Betriebsart vorab festgelegten Maximaldruck-Sollwert sowie die maximal zulässige Aktuatorgeschwindigkeit und -beschleunigung vorgenommen. Dementsprechend sind daher die Ausgangsgrößen dieses Funktionsblockes 120 neben dem aufbereiteten

Druck-Sollwert Ps ys ,soii, Limit zusätzlich ein Wert für die einzu ¬ stellende Drehzahl G) A kt,soii des Aktuators 1 sowie dessen Be ¬ schleunigung A kt,soii- Dem ersten Modul 120 folgt ein zweites Modul 122 (Berechnung Sollwert Aktuatormoment ) , das beispielsgemäß wie das zweite Modul 22 (siehe Fig. 5) aufgebaut ist. Modul 122 ermittelt auf der Basis der Eingangssignale für den aufbereiteten Druck-Sollwert Ps ys ,soii, Limit / die angeforderte Geschwindigkeit w A kt,soii sowie Beschleunigung A kt,soii des Aktuators 1 einen Sollwert für das vom Aktuator 1 im stromgeregelten Drehfeldbetrieb abzugebende Aktuatormoment M Ak t,soii- Ansteuergrößen für den Aktuator 1 sind die beiden Signale ÜAkt,soii und M Ak t,soii- Der in Fig. 9 dargestellte Aufbau des Moduls 120 entspricht weitgehend dem des ersten Moduls 20 der ersten Ausführung (siehe Fig. 3). Das der Aktuator-Sollposition entsprechende Signal ^Akt, s o ii wird jedoch einem Funktionsblock 126 zugeführt, der neben der Begrenzung des Signals XAkt,s o ii die Begrenzung sowohl der Änderung der Aktuatorposition (ω) als auch die Änderung der Aktuatorgeschwindigkeit ( ) vornimmt. Der für die Begrenzung der Änderung der Aktuatorgeschwindigkeit relevante Parameter

AAX Max , Pro Lo0 p ergibt sich aus der für die betrachtete Betriebsart maximal zulässigen Beschleunigung A kt, soii,Max des Aktuators :

AAXf ax,Pro Loop = OiAkt , Soll , Max * iQear * To, wobei die Bedeutung der Bezeichnungen icear und To im Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert wird. Die Ausgangsgrößen des Funktions ¬ blockes 120 sind der begrenzte Druck-Sollwert Ps ys ,soii, Limit sowie Werte für die einzustellende Drehzahl o A kt,s o iides Aktuators sowie die entsprechende Beschleunigung A kt,soii- Fig. 10 zeigt schließlich in einer detaillierten Darstellung die in Fig. 9 angegebene Begrenzungsfunktion 126. Es handelt sich hierbei um zwei zeitdiskret dargestellte kaskadierte

Anstiegsbegrenzungsfunktionen, welche gleichzeitig die Ermittlung der einzustellenden Aktuatorgeschwindigkeit und Aktuatorbeschleunigung ermöglicht, wobei das in Fig. 9 gezeigte Signal AX Max , pro Loop proportional zur in der betrachteten Be ¬ triebsart maximal zulässigen Aktuatorgeschwindigkeit co A kt, soii,Max ist, während das Signal AAX Max , pro Loop der für die betrachtete Betriebsart maximal zulässigen Beschleunigung A kt, soii,Max des Aktuators entspricht und deren Berechnung bereits im vorher ¬ gehenden Abschnitt angegeben wurde.

Der im Zusammenhang mit Fig. 9 erwähnte Funktionsblock 126 weist eine erste Additions- bzw. Subtraktionsstelle 130 auf, in der ein Differenzbetrag ΔΧ = X A kt,soii ~ XAkt,soii,2 gebildet wird, der in einem ersten Begrenzungsglied 131 limitiert wird. Der begrenzte Wert AX L wird einer zweiten Subtraktionsstelle 132 zugeführt, in der ein Differenzbetrag Δ (AX L ) = AX L - AX LL gebildet wird, der in einem zweiten Begrenzungsglied 133 begrenzt wird. Die Ausgangsgröße AAX L des zweiten Begrenzungsglieds 133 wird einerseits einem ersten Skalierungselement 134 und andererseits einem ersten zeitdiskreten Integrationsglied 135 zugeführt. Die Ausgangs ¬ größe AX LL des ersten zeitdiskreten Integrationsglieds 135 wird einem zweiten Skalierungsglied 136, einem zweiten zeitdiskreten Integrationsglied 137 sowie über ein erstes Zeitverzöge ¬ rungsglied 138 der zweiten Subtraktionsstelle 132 zugeführt, in der die Ausgangsgröße des ersten Begrenzungsmoduls 131 mit der Ausgangsgröße des ersten zeitdiskreten Integrationsglieds 135 verglichen wird. Die Ausgangsgröße X Ak t,soii,2 des zweiten zeitdiskreten Integrationsglieds 137 wird in der ersten Additionsstelle 130 mit der gleichen Zeitverzögerung (Zeitverzögerungsglied 138 λ ) mit dem Aktuatorposition-Sollwert X Ak t,soii verglichen .

Die Berechnung der Vorsteuergröße M Akt ,soii im Funktionsblock 122 entspricht der in Fig. 5 gezeigten Vorgehensweise, auf die im vorliegenden Zusammenhang ausdrücklich verwiesen wird.