用于学习液压阀的致动特性曲线的方法

专利名称：用于学习液压阀的致动特性曲线的方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于学习液压阀的致动特性曲线的方法。
背景技术：
在具有防抱死功能(ABS)的电控机动车辆制动系统中，对提高控制质量存在持续上升的需求，目的在于提高安全性和控制的舒适性。然而，这个目的大都需要复杂并由此昂贵的液压系统，该液压系统必须配备有附加元件(压力传感器、控制阀和开关活门(Schaltblende)等)。
EP 0 876 270 A1(P 8598)公开了防抱死控制中的控制循环的基本原理。根据其中描述的方法，将在前的制动压力增加阶段中的制动压力增加的梯度考虑进来，用于在当前的制动压力增加阶段中的控制操作过程中控制制动压力增加。
另外，为了提高舒适性，在现有技术中设置机械的梯度转变装置(开关活门)以提供不同的压力梯度是已知的，然而这造成了成本方面的缺陷。
与开关节流器相比，模拟操作的电致动液压阀带来了改进，原因是它们可以以更灵活的方式使用。为了提供允许模拟使用的液压阀，通常试图尽可能精确地确定阀线圈的磁场并由此确定挺杆位置，以便通过线圈电流产生所希望的压力梯度。其中，挺杆位置主要相当敏感取决于当前的压力状态和与阀相关的制造公差。本发明的目的是提高模拟操作阀的致动精度，以便可以通过固定的线圈电流可重复地调节所希望的压力梯度。除了由制造公差造成的不准确外，还存在这样的问题，即在由于成本原因不能提供来自设置在阀区域的压力传感器的直接反馈时，模拟致动还需要足够高的压差控制精度等级。为了消除由与制造工艺相关的公差造成的阀电流和挺杆位置之间的上述差异，在制造完阀以后，通常需要装配完成的制动系统中对单个阀的特性进行复杂的测量，以校准阀。然而，为此需要将每个制造好的制动控制组件连接到实验台上，这会对制造成本产生非常不利的影响。

发明内容
根据本发明，上述问题可以使用根据权利要求1的校准方法解决。
根据本发明的方法，在制动装置操作期间-即例如在车辆行驶期间，首先，预先确定一致动特性曲线。例如，该预先确定的致动特性曲线在工厂完成储存，或者在制动控制装置投入使用时通过附加的校准程序一次性独立形成。然后，在电子制动控制操作期间(例如，在ABS或ESP控制操作期间)，重新计算或校正现存的致动特性曲线。为了进行校正，执行一种学习方法，在所述方法中重新计算致动特性曲线，或者优选地产生校正值，并利用所述校正值校正预先确定的致动特性曲线。
本发明的方法优选应用在本身已知的防抱死控制中，这种应用例如也可以通过附加控制-如ASR、GMB、ESP、EBV(电子制动力分配系统)等得到扩展，在车轮超速旋转(überdrehen)的情况下，首先，利用相应的液压阀以已知的方式降低至少一个车轮制动缸中的压力。在ABS控制期间，在所述压力降低阶段之后是所谓的压力增加阶段，在增加阶段中产生多个适当数量和持续时间的压力增加脉冲。这个过程重复多次(控制循环)。
在没有单个轮用压力传感器的装置中，不能直接确定当前单个轮缸压力pz和当相关的轮变得不稳定时(抱死压力水平)的轮缸压力pzi。用于在带有数字阀的系统中确定这些量值的方法在现有技术中是已知的，并在专利申请EP 0 876 270 A1(P 8598)和DE 197 37 779 A中有详细描述。在这些方法中，执行用于计算压力增加时间的学习方法，其中由压力增加脉冲序列产生平均压力增加梯度。
在这种情况下，与现有技术的制动装置不同，至少在相应行驶状态下预先确定恒定的压力增加梯度。可以用来在确定的压力增加梯度下打开分别致动的阀的电流是应该主要被确定的变量。然后，可以基于开启电流用系数调节在阀处的梯度。在这种情况下，压力增加时间基本上可以预先确定为恒定值。
在压力增加所必须的单个脉冲期间，相应控制循环的总压差主要上由分别在单个致动间隔期间所形成的压力增加之和获得。压力增加阶段的每个间隔的相应压力增加时间或压力需求按照每个控制循环的和形成与总压力增加P相对应的总压力增加时间Tist，在每个压力增加阶段中，在运行ABS算法的控制装置中，对于各轮可单独地测量总压力增加时间。
优选地，该学习方法在防抱死控制的多个循环(学习循环)中延续。在每个循环或每个合适的循环中，利用当前循环中的参数根据递归公式对预先确定的特性曲线进行校正。
根据本发明的方法，优选为每个阀直接或间接地确定用于液压阀的致动特性曲线G＝f(I，Δp)或I＝f’(Δp，G)，I表示通过用于致动阀的磁线圈的电流，G表示由阀产生的压力梯度，Δp表示阀还处于关闭状态时作用在阀上的压力差。因为当阀打开时压力差改变，所以根据函数f或f’确定的值仅是近似值。
在一优选实施例中，至少在当前行驶状态下(可取决于摩擦系数)或也可在所有行驶状态下，在防抱死控制期间预先确定固定的-如实验确定的压力增加梯度，例如约300巴/秒。这里通过调节所给定的恒定阀电流规定压力增加梯度。然后，利用该压力增加梯度进行控制，以实施本发明的学习方法。然后，这里所述的方法利用现有的经校准的特性曲线或学习校正变量为预先确定的压力增加梯度确定最优的单个阀电流。
如上所述，可以特别优选地设想，根据所检测到的行驶状态使预先确定的压力增加梯度与路面摩擦系数的状态相适应。然而，当这种情况发生时，直到瞬时控制操作完成之前，预先确定的并因此恒定的压力增加梯度以及由此的阀电流至少保持恒定。
根据该方法，校正变量k优选根据以下公式形成
kn=1-(1-kFil,n-1)*(Tist,n/Tsoll,n)]]>其中，kFil，n-1＝((kFil，n-2*(n-2))+kn)/(n-1)，n是学习值k的数量，Tist，n是当前压力增加的总增加时间，以及Tsoll，n是由希望的压力差和名义梯度计算出的名义压力增加时间。这里该压力差由先前的压力降低确定。
优选地，校正变量的确定包括量值Q，所述量值Q是先前的压力降低的压力降低差值ΔPAbbau与当前的压力增加的压力增加差值ΔPAufbau的比Q=ΔPAbbauΔPAufbau]]>量值Q优选乘以校正变量kkn＝kn-1*Q这样，实现了通常在一定百分比范围内的特性曲线的校正。
另一确定校正变量k的可选地优选可能性是根据以下公式进行绝对校正kn＝kn-1+Q*i在这种情况下，参数i表示根据量值Q加权的放大系数。在最后提到的情况下，不需要计算上面定义的量值KFil，n-1。
优选地，仅在先前的控制循环必须校正时，才计算校正系数k。例如，当增加脉冲的数量与期望值不同时，才需要校正。
有利地，对每个车轮单独执行学习方法。可适当地在点火循环/过程之外(后)存储学习值，或者为每个控制操作重新计算学习值。存储所考虑的控制循环的次数的计数器n可以取决于或独立于电流点火循环被重置为初始值(reset)。适当地，在每次点火循环开始时重置参数n。这样，可在较短的时间内达到所希望的致动特性曲线的精度。
当与学习值相比循环当前的ki值的改变还仅小于5％时，可优选认为学习方法已完成。
总压力增加时间Tsoll本身可以以任意的方式分布在多个脉冲上，其中脉冲数量的最优值取决于制动系统的电特性和液压特性。脉冲数量的优选范围大约在3到4个脉冲之间。在本发明的一个特别优选的实施形式中，在完成学习以后，降低与所呈现的压差对应的电流，以改进控制。由此得出取决于I和Δp的压力增加梯度G的规定值。
根据本发明的另一优选实施形式，在第一次投入使用时，用上述方法校正的预先确定的恒定的致动特性曲线利用电子控制装置在附加的程序中进行自确定。在第二附加的校准方法中，特别是将确定开启电流特性曲线I＝G(Δp)，该开启电流特性曲线与上述确定的校正系数一起形成根据本发明的校正致动特性曲线。


图1示出电致动液压阀的致动特性曲线。
具体实施例方式
下面将通过附图1中的实施例详细说明本发明。
图1的图线示出电致动液压阀的致动特性曲线G1。X-轴表示阀一直关闭时在阀上的压力差。Y-方向示出用于调整到确定的压力差所需要的阀线圈电流。曲线1对应于阀将要打开时要施加的开启电流Iopen。这条曲线是待校准的致动曲线，作为起始点，它是本学习方法的基础。也可以适当地为曲线1限定一条适合于产品系列中的所有阀的中间/平均分布线(Verlauf)，并将这条曲线永久地储存在装置的控制器的存储器中。点2表示所考察的制动装置中的阀的测量值。点4表示同一系列的另一阀的测量值，由于制造公差，该阀在开启-电流/压力曲线上与这里所考察的阀具有不同的特性。
首先，预先确定一“固定的”300巴/秒的压力增加梯度Gfest。如已经描述的，每个阀的曲线Iopen＝G(Δp)已经单独存储在制动装置的电子控制器的存储器中，所述曲线规定了相关的阀将要打开时的电流。该初始存储值Iopen仍然不能完全将由于制造原因所带来的阀公差考虑进来，所以必须使用实施例中的方法校正这条曲线。为此，首先，从由ABS预先确定的压力差Δp根据公式Tsoll＝Δp/Gfixed来确定名义压力增加时间。规定数值0.8作为校正系数k1的初始值。对于第一个控制循环，由此产生名义电流Isoll＝Iopen*k1(图1中的点3)。根据下列公式产生校正变量k的各当前值kn=1-(1-KFil,n-1)*(Tist,n/Tsoll,n),]]>其中，kFil，n-1＝((KFil，n-2*(n-2))+kn)/(n-1)，其中n是学习值k的数量。
Tist，n是当前压力增加的总增加时间，以及Tsoll，n是由所希望的压力差(由先前的压力降低确定的)和名义梯度计算出的名义压力增加时间。
这表明，在对液压阀的致动特性曲线进行递归优化时，可以将预先确定的压力增加梯度和实际压力增加梯度之差考虑进来。
权利要求
1.一种用于校准一个或多个模拟操作的电致动液压阀的方法，其特征在于，在制动设备-尤其是防抱死控制系统的操作期间，首先预先确定至少一条或各条致动特性曲线，然后在一种学习方法中校正所述预先确定的致动特性曲线，其中，尤其是为了校正确定一新的致动特性曲线，或者为了校正现有的致动特性曲线而确定校正变量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述学习方法在防抱死控制的多个循环中延续n次，在每个循环或每个合适的循环中，利用当前循环中的参数根据递归公式对所述预先确定的特性曲线进行校正(学习循环)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了校正目的，采集在车轮控制期间必需的压力增加时间或压力需求，然后根据所采集到的压力增加时间或压力需求分别计算校正特性曲线或校正变量。
4.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述学习方法用于产生用于阀的校正变量，尤其是校正系数k，将所述校正变量/系数与阀的预先确定的致动特性曲线相加/相乘，以产生校正致动特性曲线。
5.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在第一次学习循环之前，在工厂在基本制动装置中固定(例如ROM)或可删除地(例如RAM、EEPROM等)储存所述预先确定的致动曲线，或者根据另一附加校准程序确定该预先确定的致动曲线。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述校正变量k由以下公式产生kn=1-(1-kFil,n-1)*(Tist,n/Tsoll,n),]]>其中，kFil，n-1＝((kFil，n-2*(n-2))+kn)/(n-1)，n是学习值k的数量，Tist，n是当前压力增加的总增加时间/压力需求，以及Tsoll，n是由所希望的压力差和名义梯度计算出的名义压力增加时间，其中所述压力差由先前的压降确定。
7.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在学习期间，为压力增加梯度预先确定一作为用于制动设备的最优值的量值，所述量值在当前控制过程中至少直到利用所确定的校正变量或所确定的校正致动特性曲线进行的控制完成之前不会改变。
8.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，对于确定的行驶状态，使用所确定的校正变量或所确定的校正致动特性曲线对防抱死控制的所述预先确定的压力增加梯度进行不同调整，其中专门对重新预先确定梯度执行所述用于重新预先确定梯度的学习方法。
9.一种计算机程序产品，其特征在于，所述产品与计算单元相结合适于实施权利要求1-8中至少一项所述的方法。
全文摘要
本发明公开了一种用于校准一个或多个电控模拟液压阀的创造性方法和计算机程序，以利于为受控机动车辆的制动系统提供精确的控制特性曲线。为此，在制动装置操作期间，首先预先确定至少一条或各条控制特性曲线，然后在车辆行驶期间－尤其是在防抱死控制操作期间，使用一种学习方法校正所述预先确定的控制特性曲线。
文档编号B60T15/02GK1787937SQ200480013079
公开日2006年6月14日 申请日期2004年5月13日 优先权日2003年5月14日
发明者R·格罗诺, M·洛斯, D·布克哈特 申请人:大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司