用于控制机动车的制动系统的方法和控制电路的制作方法

专利名称：用于控制机动车的制动系统的方法和控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求I的前序部分所述的一种用于控制机动车的制动系统的方法以及一种控制电路。
背景技术：
“电制动(brake-by-wire)”制动系统正在变得在机动车工业中越来越广泛。这种制动系统通常包括踏板退耦单元，其被插在制动主缸之前，并且，由此，驾驶员在“电制动”操作模式中所进行的制动踏板驱动并不导致驾驶员对制动主缸的直接驱动。取而代之，制动主缸由电可控压力供给设备在“电制动”操作模式中驱动，即，“外部”驱动。为了在“电制动”操作模式中向驾驶员给出舒适的踏板感觉，制动系统一般包括制动踏板感觉模拟设备。在这些制动系统中，可以基于电子信号来对制动进行驱动，甚至在没有车辆驾驶员的主 动介入的情况下亦如此。这些电子信号可以由例如电子稳定程序ESC或自适应巡航控制系统ACC输出。国际专利申请WO 2008/025797 Al公开了这种制动系统。为了能够免去在能量方面不利的昂贵的对液压驱动能量的临时存储，提出馈送至用于驱动制动主缸的中间空间的、用于对压力进行电气控制所需的压力介质，应当在压力供给设备中以不加压的形式准备好并在需要时受到更高压力。为此目的，例如，压力供给设备由汽缸活塞组件形成，该组件的活塞可以由机电致动器驱动。并未描述用于控制制动系统(特别是压力供给设备)的方法。

发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于控制具有电气可控压力供给设备的电动液压“电制动”制动系统的方法，所述电气可控压力供给设备包括汽缸一活塞组件，所述汽缸一活塞组件的活塞能够由机电致动器驱动。根据本发明，该目的由根据权利要求I所述的方法实现。在从属权利要求中给出了根据本发明的方法的有利改进。优选地，根据本发明的方法在能够由车辆驾驶员激活或者在“电制动”操作模式下与车辆驾驶员无关地被激活的机动车制动系统中执行，所述机动车制动系统优选在所述“电制动”操作模式中操作，并能够在至少一个回退操作模式中操作，在所述回退操作模式中，仅车辆驾驶员的操作是可能的。优选地，当假设检测到致动器的机械终点挡板时，执行致动器位置控制操作。同样优选地，压力或致动器位置控制操作之后应当有致动器速度控制操作，在所述致动器速度控制操作中，将当前致动器速度调整至由所述压力或致动器位置控制操作输出的致动器速度的目标值。优选地，在所述致动器速度控制操作中考虑由发动机扭矩前馈功能输出的发动机扭矩。
根据本发明的改进，压力目标值(优选地，驾驶员所需的压力目标值)由第一目标压力分量和第二目标压力分量之和形成。优选地，所述第二目标压力分量是根据制动踏板驱动速度和踏板速度阈值来确定的。特别优选地，所述踏板速度阈值是根据踏板位置/行程、使用预定函数关系来确定的。优选地，所述踏板速度阈值是根据车辆速度来选择的。因此，能够将使用函数关系、为所述踏板速度阈值而计算出的值另外乘以车辆速度的函数。根据优选实施例，计算制动踏板速度与所述踏板速度阈值之商，并根据所述商的量值来确定所述第二目标压力分量，其中，所述第二目标压力分量根据所述商和所述第一目标压力分量来计算，优选地在所述商大于I时。 根据另一优选实施例，确定压力梯度(特别地，期望压力梯度)，并根据所述压力目标值的量值和/或所述压力梯度的量值，对所述压力供给设备执行压力控制操作或致动器位置控制操作或者组合的压力/致动器位置控制操作。优选地，所述压力目标值用于在致动器位置控制器中确定致动器旋转速度的第一分量目标值，并用于在压力控制器中确定致动器速度的第二分量目标值；以及，根据所述第一分量目标值和所述第二分量目标值来确定所述压力供给设备的速度控制操作中的所述致动器速度的目标值。优选地，通过加权加法、根据所述第一分量目标值和所述第二分量目标值来确定所述致动器速度的目标值。作为特别优选的选项，根据期望压力梯度来确定相应加权因子。作为非常特别优选的选项，使用至少一个预定函数、根据压力梯度来确定加权因子。优选地，如果所述压力目标值大于零巴并且所述压力梯度小于预定的正的第一值，则执行对所述压力供给设备的专有压力控制。优选地，如果所述压力目标值大于零巴并且所述压力梯度大于预定第二值，并且特别地，不存在制动控制介入，则执行对所述压力供给设备的专有致动器位置控制。优选地，如果所述压力目标值大于零巴并且所述压力梯度大于预定第一值并小于预定第二值，并且特别地，不存在制动控制介入，则执行对所述压力供给设备的组合压力/位置控制。


本发明的另外的优选实施例将从从属权利要求以及参照示意图的以下描述变得显而易见，在附图中图I示出了已知制动系统的说明性基本结构；图2示出了用于实现根据本发明的方法的说明性控制结构；图3示出了制动压力目标值计算的说明性实施例；图4示出了与制动踏板速度阈值的确定有关的图示；图5不出了与动态目标压力分量的确定有关的流程图；图6示出了与制动压力目标值的确定有关的流程图；图7示出了具有下游转动速度控制的根据本发明的压力控制器的说明性实施例；
图8示出了说明性目标转动速度限制操作；图9示出了具有下游转动速度控制的根据本发明的致动器位置控制器的说明性实施例；图10示 出了图7和9所示的压力/致动器位置控制器的改进；以及图11示出了可在根据本发明的方法中使用的加权函数的说明性表示。
具体实施例方式图I所示的制动系统实质上包括驱动设备I ;压力供给设备2，其中，驱动单元和压力供给设备形成制动助力器；以及制动主缸或串联主缸3，其被有效地插入制动助力器的下游，并且其压力空间(未示出)可以连接至第一压力介质库18的室，所述室处于大气压下。另一方面，所述压力空间连接至车轮制动电路I、II，车轮制动电路I、II通过已知的ABS或ESP液压单元或可控车轮制动压力调制模块来向机动车的车轮制动器5-8供给液压介质。车轮制动压力调制模块被指派有电子控制和调节单元41。驱动设备I布置在外壳20中，串联主缸3附着至外壳20，可以通过制动踏板9来激活驱动设备1，制动踏板9通过驱动杆10有效地连接至驱动设备I的第一活塞11。可以通过行程传感器19来检测制动踏板9的驱动行程，行程传感器19优选地具有冗余设计，并检测第一活塞11的行程。然而，还可以通过使用检测制动踏板9的旋转角的旋转角传感器来服务于相同目的。第一活塞11布置在第二活塞12中，给容纳压缩弹簧15的压力室14定界，当制动踏板9未被驱动时，压力弹簧15使第一活塞11推挤第二活塞12上。作为可供选择的方案或附加地，可以在推杆10的或制动踏板9的区域中提供踏板返回弹簧。在驱动设备I的未驱动状态中，压力室14连接至第二压力介质库38、39的室38,第二压力介质库38、39被指派给驱动设备I。第二活塞13与第三活塞13相互作用，第三活塞13可以形成串联主缸3的主活塞，其中，在所示示例中，压力加强活塞16布置在第二活塞12与第三活塞13之间。在第二活塞12与压力加强活塞16之间限定的是间隙21，准许液压进入间隙21使第二活塞12倚靠外壳20中形成的挡板22，同时，作用于压力加强活塞16上，并由此作用于串联主缸的主活塞12，以在串联主缸3中给出压力增加。通过第二行程传感器23来检测由该加载引起的压力加强活塞16的移动。此外，第二活塞12限定外壳20中的液压室17的边界，该室的功能在下文中说明。第一线路34连接至液压室17，所述线路经由常开(NO)断路阀33连接至第二线路35，第二线路35连接至上述压力室14。此外，从图I中可见，上述压力室14经由可断路的连接线路24连接至液压模拟器室25，液压模拟器室25由模拟器活塞26定界。在该布置中，模拟器活塞26与模拟器弹簧27相互作用，并与同模拟器弹簧27平行布置的弹性体弹簧28相互作用。在该布置中，模拟器室25、模拟器活塞26、模拟器弹簧27和弹性体弹簧28形成踏板行程模拟器，当驱动制动系统时，该踏板行程模拟器向车辆驾驶员给出与传统制动踏板特性相对应的惯常踏板感觉。这意味着当制动踏板行程小时，阻力缓慢升高；以及当制动踏板行程相对较大时，阻力不成比例地增大。为了抑制模拟器活塞26的移动，可以提供阻尼装置(未示出)，例如气动阻尼装置。通过沿制动主缸3的驱动方向移动第二活塞12来对模拟器室25与压力室14和第二压力介质库的室38之间的液压连接线路24进行断路，从而就其效果而言关断踏板行程模拟器。第一活塞11、弹簧15、液压室14、液压连接24、模拟器室25、模拟器活塞26、模拟器弹簧18和27、以及阻尼装置(未示出)一起形成模拟设备，该模拟设备与第二压力介质库中的处于大气压下的室38 —起被指派给第一制动助力器压力介质电路,该第一制动助力器压力介质电路与车轮制动电路I、II完全分开。上述电动液压供给设备2实质上包括液压汽缸一活塞组件29和机电致动器30，机电致动器30由例如具有减速齿轮的电动机形成，该减速齿轮提供了液压活塞31的平移移动，导致液压汽缸一活塞组件29的压力空间36中的液压增加。机电致动器30由电能存储设备供电，该电能存储设备具有附图标记49。通过行程传感器来检测活塞31的移动，该行程传感器具有附图标记32。一方面，压力空间36连接至间隙21，而另一方面，压力空间36可以通过常开(N0)2/2路阀37连接至第二压力介质库中的处于大气压下的室39。在该布置中，压力供给设备2、间隙21以及第二压力介质库的室39被指派给第二制动助力器压力介质电路，该第二制动助力器压力介质电路与第一制动助力器压力介质电路完全分开并且与车轮制动电路Ι、Π完全分开。使用压力传感器40来检测由压力供给设备2供给且在间隙21中普遍存在的压力。
上述断路阀33使得可以将室17与压力室14断路，从而防止第二活塞12沿驱动方向移动。室17、第一压力介质线路34、断路阀33、第二压力介质线路35、压力室14、连接线路24、模拟器室25和第二压力介质库38形成第二制动助力器压力介质电路，该第二制动助力器压力介质电路与第一制动助力器压力介质电路并且与所述两个车轮制动电路I、II完全分离。所述元件被分配有专用电子控制单元42，专用电子控制单元42与上述电子控制和调节单元41进行交互，并用于检测传感器数据、处理所述数据、与车辆中存在的其它控制单元(未示出)交换数据、激活机电致动器30并激活车辆的制动灯。上述制动系统的操作是已知的，例如从关于现有技术而引用的申请人的国际专利申请中已知，并且不需要在下文中详细说明。在图2中示意性地示出了可在图I所示的制动系统中使用的控制系统的基本结构。该控制系统实质上包括功能框“驾驶员需求检测”100、“目标值选择”200、“控制器选择”300和“压力/致动器位置控制”400、之后是“致动器速度控制”500。在具有电动机的致动器的情况下，“致动器速度控制” 500与电动机的旋转速度控制相对应。可以根据致动器位置来计算致动器速度/旋转速度(框90 :“旋转速度计算”)。功能单元“驾驶员需求检测”100确定来自被指派给踏板单元的传感器的驾驶员需求，并据此计算线性致动器的目标助力器压力Pv,S()11,Drv的信号。根据该制动系统的实施例，这里可用一个或多个传感器信号表示驾驶员需求。在结合图I描述的说明性制动系统中，以冗余的方式确定踏板位置(信号xPed)，并且通过压力传感器来确定由驾驶员产生的踏板力(信号PD )。因此，在该示例中，驾驶员需求检测单元100具有两个物理上独立的驾驶员驱动的信息项，表示驾驶员对于通过致动器产生所需制动力加强的目标值的制动需求。功能单元“驾驶员需求检测”100的输出变量是基于驾驶员踏板驱动而确定的压力目标值(致动器的压力目标值，信号PV,S()11,D )，只要不存在诸如ESP压力控制系统(ESP :电子稳定程序)之类的更高级别的压力控制系统(例如，防抱死系统、车辆动力学控制系统等)的介入，所述值至少在统计上与车轮制动中的制动压力相对应。可选地，向功能单元“驾驶员需求检测” 100提供车辆速度VKfz。然后，可以根据车辆速度vKfz来另外修改压力目标值PV，S()11，D 。结合图3来更详细地描述功能单元“驾驶员需求检测” 100。如上所述，功能单元“驾驶员需求检测”100确定来自被分配给踏板单元的传感器的驾驶员需求，并据此计算致
动器压力目标值pv,S()11,D 的信号。通过额外考虑踏板压下速度Vped来实现改进的驾驶员需求检测。与一旦满足由踏板压下速度决定性地确定的触发标准就调整至最大压力的已知制动辅助功能相比，现在这里考虑超过触发阈值的程度。图3示出了说明性驾驶员需求检测单元的基本结构，该驾驶员需求检测单元是通过计算和叠加动态压力分量来展开的。图3所示的功能框101 “驾驶员需求计算”基于已知功能/方法来提供静态压力目标值分量Pv,s<)11,DrV,stat。例如，该静态压力目标值分量^_1^_可以使用预定函数关系1通过模型、根据一个或多个变量来确定。因此，例如，·该静态压力目标值分量可以使用函数Pv，S()11=f (XpJ、根据踏板位置/驱动Xped来计算，或者更一般地使用函数Pv，S()11=f(X PedJ ^DrvJ ^Kfz )、根据踏板位置Xped、踏板力(或对应的压力)Ptov和车辆速度vKfz来计算。例如，踏板压下速度Vped可以根据踏板位置Xped或其随时间的变化来确定(功能框103 “踏板速度的计算”)。功能框“动态压力分量的计算”102实质上根据踏板速度Vped来确定动态压力目标值分量Pv>11;i^Dyn，该动态压力目标值分量Pv，S()11，D ，Dyn决定性地取决于超过踏板速度阈值的程度。如从图3中可见，在加法器103中将两个压力目标值分量Pv，
Soil, Drv, Stat 和Pv, Soil, Drv, Dyn
加在一起，以给出压力目标值PV，S()11，D 。图4所示的框图示出了在先前段落中提到的踏板速度阈值Vpwuimit的形成。速度阈值Vpe4Lifflit可以被定义为预设值或者可以以使用函数关系Lifflit=fsw (Xped)的形式根据踏板行程Xped来确定。这里，函数关系fsw(XpJ可以以静态等式(函数fsw)的形式定义，或者可供选择地，被定义为表格。从图4中显而易见，还可以另外根据车辆速度VKfz换算基于踏板行程Xped定义或确定的速度阈值VPwUimit。在乘法器中执行该换算，该乘法器由字母X表示并具有附图标记104。通过这种方式，可以例如确保该动态压力分量在相对较低车辆速度下或在静止时不生效或者仅以减弱的方式生效，而在行进时完全起作用，这取决于设计标准。在图5中通过功能框110来表示图4所示的踏板速度阈值Vpwuimit的形成。作为超过所确定的当前踏板速度阈值Vpwuimit的程度的度量(所述阈值是在框110中根据踏板行程Xped确定的)，形成踏板速度Vped与踏板速度阈值Vpetuiniit之商(框111):Qp’Dyn-Vped/Vped, Limit在当前踏板行程Xped表示在当前制动驱动期间出现的最大踏板行程XPed，Max的情况下，在功能框112中将该值用作新最大值XPed，Max。在接下来的框113中，使用为踏板行程Xped1Max确定的当前最大值来计算参考行程Xpe^Itef，该参考行程Xpe^Itef是通过将XPe;d，Max减去容限阈值ε x，Ke;f来获得的。参考行程Xpralltef表示与在释放制动时动态目标压力分量的减小相关的行程阈值。在询问框114中，进行检查以确定是否商QP，Dyn>l。如果满足该条件，则根据下式来计算动态压力分量
Py，Sollj Drv, Dyn, aktuell (Qp，Dyn -D*Pv,Soll ，Drv, Stat(框115)在该分量？^11，1) _11表示动态压力分量的最大值(所述最大值是在当前制动驱动期间计算的)的情况下，将该值用作新最大值Pv，S()11，D ，DmMax (功能框116)。在功能框117中，将由此为动态压力分量确定的最大值指派给变量Pv>n，Dyn，变量Pv>n，Dyn表示动态压力分量的信号，然后，该动态压力分量作为功能框102的输出变量，通过加在目标助力器
压力 Pv，Soil, Drv, Stat 上被叠加(参见图3)。当释放制动(即，VPed〈0)时，再次将该动态压力分量Pv，S011, Drv；Dyn减小至值O。为了舒适的原因，动态压力目标值的这种减小根据踏板行程而进行，更具体地，以如下方式进行从在制动驱动期间在框113中确定的参考行程XPed,f (所述行程取决于在制动操作期间检测到的最大踏板行程)，以线性的方式将行程Xped减小至值Xped=Xp^mCl,从而将动态压力目标值减小至O。图5以流程图的形式(框118-122)示意了该过程。如果在询问框114中确定商QP，Dyn ( 1，则所涉及的制动驱动是不需要动态压力分·量的任何进一步增大的制动驱动，或者正在释放制动。首先，在询问框118中进行检查，以确定踏板行程Xped是否大于下阈值Xpratllyn,如果不大于，则该下阈值已经下冲并且动态压力目标值被设置为0，Pv；Soll；Dyn=0 (框122)。如果踏板行程Xped大于下阈值XpratDyl^则在询问框119中进行检查，以确定对动态压力目标值的减小来说必要的、由参考行程Xpe41tef给出的上阈值是否已下冲。如果已下冲，则在功能框120中，以线性的方式利用踏板行程Xped减小在制动操作期间确定的最大值Pv，Soll； Drv； Dyn； Max
，并 4寸取大值 Pv，Soil, Drv, Dyn, Max
分配给信号
Pv，Soil, Drv, Dyn, aktuell °
如果该值小于前一采样步骤(k-1)的动态压力目标值Pv,(k-1)，
则在功能框121中，将该值Pv，S()11，D ，Dm aktuell指定给变量Pv，S()11，Dyn，变量Pv，S()11，Dyn表示动态压力分量的信号，并且然后，变量Pv,S()11,Dyn进而通过作为功能框102的输出变量加在目标助力器压力 Pv，Soil, Drv, Stat 上而叠加(参见图3)。如果在询问框119中确定当前踏板行程Xped大于或等于参考行程XPralItef，则将前一采样步骤(k-Ι)的动态压力目标值Pv,S()11,tov,Dyn(k-l)保持不变。当制动踏板快速压下时，考虑踏板速度Vped的上述过程导致关系Pv，S()11=f (Xped)和Pv,Soll=f(Xped, PDrv,VKfz)向更高的助力偏移并因此还向更高的制动压力偏移，驾驶员越快地驱动制动踏板，该效果越显著。在快速制动踏板驱动的情况下，与缓慢驱动的情况相比，已经在更短的制动踏板行程Xped下达到线性致动器中的目标助力器压力PV,S()11,Drv。这导致与制动对驾驶员驱动的更快速响应(响应时间缩短)相结合的制动系统的动态响应增加。在缓慢踏板驱动(Vped短)或(0〈Qp，Dyn〈l )的情况下，不存在该动态压力分量，并且因此，可以主要根据舒适准则来设计在这种情况下对目标助力器压力的确定。如果驾驶员需要快速制动响应，则通过分量Pv，S()11，D ，Dyn来实现这一点。在驱动舒适并确保可预测行为的方面同样优选的是，动态分量并不在释放制动或制动踏板时突然减小，而是以线性的方式随着踏板行程回到值O而减小。除基于驾驶员踏板驱动的上述目标值Pv，S()11，DrV夕卜，更高级别的压力控制系统还可以根据其控制策略(ABS (防抱死系统)、TCS (牵引控制系统)、ESP等)而需要压力目标值Pv,soil,ESC 因此，在框200中执行目标值选择(图2)。该功能框200的输出变量是所得到的压力目标值PV，S()11。在图6中示出了说明性目标值选择。在询问框201中，进行检查以确定是否控制信号ReqEse=l。如果满足该条件，则在询问框202中进行检查，以确定是否满足不
等式 Py, Soil, ESC^Py, Soil, Drv ° 在主动需要的情况下，从两个值PV，S()11，ES。和PV，S()11，D 中的最大值获得压力目标值PV，S()11 (参见功能框203和204)。如果不满足上述条件，则不存在来自更高级别控制系统的压力需要，并且因此，将信号Pv，S()11，tov作为致动器控制的目标值进行输出(参见功能框205)。根据所确定 的压力目标值PV,S()11来执行功能框300中的控制器选择(参见图2)。如果目标压力PV,S()11>0巴，则激活压力/致动器位置控制(功能框400，图2)(选择参数S=l)，这设置了期望压力。同时，中断致动器与库之间的液压连接(例如，通过给布置在汽缸一活塞组件30与库39之间的常开控制阀37通电(激活信号SM，BV)，因此，该阀闭合)。一旦目标压力为Pv,So11=O巴并且当前助力器压力Pv,Ist小于预定义最小压力阈值Pv,Ist,Min，就激活致动器位置控制器(框400)或者从压力控制器切换至位置控制器(选择参数S=0)。在这种情况下，也再次打开上述阀37，以使致动器在需要时能够从库39吸入另外的流体体积。这里，致动器位置的目标值与致动器的零位置相对应，将以所定义的致动器速度接近该零位置，并且在该零位置处，致动器处于未驱动状态。在该位置处，制动系统并不增加任何制动压力。在启动程序时的初始化例程的上下文中，同样激活致动器位置控制，以便通过检测机械后端位置(ΧΑ1Λ，Μ_，ο)来确定致动器的零位置(XAkt，。)。为此目的，位置目标值随着库阀37打开缓慢斜线下降，直到线性致动器到达其后端位置为止。在这种情况下，致动器的移动停止，并且发动机扭矩急剧升高。对这两个标准进行估计，以检测ΧΑ1α，Μκ^。同样在库阀BV打开的情况下，一旦进行了该操作，就采用致动器的零位置XAkt，o=XAkt;Mec；h;c)+ Δ XAkt；0o偏移值AXai^ci表示所定义的安全间隙，其意在防止致动器在制动控制系统的正常操作期间撞击后端位置(例如，由于控制系统的下冲)。在框400中，通过选择参数S，激活致动器位置控制器或助力器压力控制器。这两个控制器均具有致动器速度的目标值作为输出变量，在该示例中，该输出变量与发动机速
度c0Akl^Soll相对应。如果存在制动需要并且要设置所定义的助力器压力PV,S()11，则激活压力控制器。在图7中示意性地示出了下游有致动器旋转速度控制器501的压力控制器401的示意性实施例。压力控制器401通过指定目标速度《Akt S()11，DK，tol，调整在减法元件409中形成的、所请求的目标助力器压力Pv,S()11与当前普遍存在的实际助力器压力Pv,Ist之间的偏差ΛΡ。具有成比例的动作的控制器对控制器响应来说足够。为了增大压力控制器的动态响应，可以使用两个前馈功能速度前馈和发动机扭矩前馈。速度前馈功能通过差分(功能框402 :目标压力改变的计算)、根据压力目标值Pv, soil来确定目标压力速度，其在利用加强因子Kpre, i加权的情况下将附加分量ω Akt； Soll； DR； FFW叠加在压力控制器的输出变量《Akt，S()11，DK，tol上。在加法器404中将两个旋转速度目标值分里 wAktjSoll, DE, FFW' W Akt, Soil, DE, Ctrl 加在一起，并将其馈送至限制功能405，以限制于最小或最大可允许目标旋转速度(ωΜ η、ωΜΜ)。在旋转速度目标值计算模块406中计算旋转速度目标值的所述最小和最大值ωΜη、ωΜ3χ,向该旋转速度目标值计算模块406馈送表示致动器行程的信号XAkt作为输入变量。致动器的旋转速度的以这种方式限制的目标值由《Akt，S()11，DK=coAkt，S()11描述，并在S=I的情况下通过功能框“控制器选择”300 (图2)来激活压力控制时，表示功能框“压力/致动器位置控制”400的输出变量ωΑ1α>η。用于增大控制器的动态响应的第二前馈分量包括由功能框407 (“前馈扭矩的计算”)对与压力目标值PV，S()11相对应的发动机扭矩MAkt，PV的计算和直接规定，向功能框407馈送上述系统变量Pv，s()11、pv，lst和旋转速度目标值计算模块406的输出变量作为输入变量。借助于加强因子Kfts,2 (其中Kpre,2处于O与I之间)(功能框408)，可以定义该扭矩前馈分量的加权；在这种情况下，Kprsj2=I的值表示100%加权。然后，同时也支持旋转速度控制器的扭矩前馈功能的输出变量是信号MAkt，PV，FFW，该信号MAkt，PV； FFW在以下描述的旋转速度控制单元500中处理。此外，如从图7中可见，将旋转速度限制功能405的输出信号ωΑ1α>η馈送至减法元件507，在减法元件507中，将ωΑ1α>η减去致动器旋转速度ωΑ1α的实际值。将减法的结果Λ ω作为输入变量馈送至致动器旋转速度控制器501，致动器旋转速度控制器501的输出变量MAkt，S()11，tol表示上述致动器扭矩的目标值，在加法器502中执行该目标值与上述功能框408的输出值MAkt，Pv，FFW的相加。加法的结果最终受到扭矩限制功能503的控制，扭矩限制功能503的输出变量MAkt，S()11表示扭矩目标值。在图8中示出了表示致动器旋转速度限制值《Min、ωΜΜ对致动器位置的XAktJfec;h的依赖的信号特性。在制动器的和压力控制系统的正常操作中，致动器处于这样的位置在该位置在控制系统中没有对目标旋转速度(尤其是在“制动器驱动”的方向上)的主动限制(即， Max= WAkt, Max )°在这种情况下，根据助力器压力的目标值PV，S()11来确定发动机扭矩MAkt，pv。当致动器位置接近于机械前端位置时，激活旋转速度限制功能503。由于在这种情况下必须假定无法设置所需的压力目标值Pv,S()11，于是基于当前实际压力值Pv,Ist来另外确定发动机扭矩MAkt，PV。然后，从这两个分量扭矩目标值的加权叠加获得要输出至旋转速度控制系统的所得到的前馈扭矩，其中，对根据压力目标值而确定的值的加权越小，则限制越大，同时对根据实际压力值而确定的变量的加权相同程度地增大。在制动系统的正常操作中，当假设释放制动时，激活致动器位置控制器，其中S=O(参见“控制器选择”300的描述，图2)。在图9中以框图的形式示意了下游有致动器旋转速度控制器501的位置控制器420的说明性基本结构460。这里同样，将速度前馈功能421、422并行叠加在位置控制器420上，以增强动态响应。由于在该控制器模式中压力目标值Pv,soii=0巴，因此这里不需要扭矩前馈，由于该原因，将该值设置为所定义的值MAkt，PV，FFW=0Nm(功能框504)。一般具有比例积分(PI)动作的旋转速度控制器501的任务是尽可能快速和准确地确保对所需的目标旋转速度《Akt，S()11的设置和对作用于致动器上的负载扭矩的补偿，所述扭矩在致动器的情况下实质上由压力设置导致。为了改进上述控制器结构，展开了功能框“控制器选择” 300和“压力/致动器位置控制” 400，以便关于最大压力增加动力学而改善压力控制器性能，尤其是在快速压力增加的情况下。为此目的，执行组合的压力/位置控制。作为示例，在特定的制动情形中(例如，在快速压力增加的情况下)，这两个控制器同时活动并对控制器输出一发动机目标旋
转速度 。Akt, Soll， 做出由因子加权的贡献。图10示出了说明性组合压力/位置控制系统的框图。在功能框301中，通过压力
模型，使用压力目标值pv,S()11来确定与压力目标值相对应的致动器行程目标值xAkt,S()11。可想到致动器位置控制器460和压力控制器450的各种实施例。可选地，将实际致动器位置XAkt作为输入变量馈送至压力控制器450 (以确定旋转速度限制目标值)。两个控制器460、450并行操作，并根据所提供的控制器算法来为致动器旋转速度提供控制器输出 ω AktjSolljLE ^ c0AktjSoll, DE0 然后，在加法器304中，通过将分别乘以加权因子入^和Xllradt的两个分量目标值相加，获得作为更低级别旋转速度控制器的旋转速度目标值《Akt，S()11的所得到的控制器输出。在功能框306“控制器加权因子的确定”中确定这两个加权因子，该功能框306的上游存在功能框305。这里，优选地，下式适用于这两个加权因子λ Druck+ λ P03=I。加权因子λ Druck和λ Pos确定各个控制器贡献到什么程度。功能框“压力控制器动态响应的模拟”305用于基于当前压力目标值Pv,S()11和闭合的压力控制电路的动态行为模型，来确定压力梯度值dPv，Ist，SiD1/dt，特别地，考虑最大可能压力梯度。如果基于输入信息而需要快速压力增加并且如果不存在更高级别ESC控制系统 的控制介入(STATUSesc=O)，则利用较大加权因子λ P()s ^ I来对致动器位置控制器460的控制器输出进行加权。因此，致动器以受控的方式移动至位置值XAkt，S()11，位置值XAkt，S()11大致与所需的目标助力器压力PV,S()11相对应，而与压力信息Pv, Ist无关(并因此不受反向压力信息影响)。在减小dPv，Ist，Sim/dt值的情况下，参数入^变得更小，而AllradtW对应的方式增大。因此，压力控制器450更重地加权，并可以基于可用的压力信息来确保整个控制系统的稳态准确度。在缓慢压力改变的情况下以及在压力减小的情况下，参数λ Pos接近于值0，那么，在这种情况下，仅压力控制器450是活动的，并基于所测量出的压力信息以更高的准确度来设置所需的压力目标值。通过该手段，确保与简单压力控制器相比，在最大压力增加动态响应方面快速压力增加的情况下的压力控制器行为得到改善。图10所示的功能框“控制器加权因子的确定”306的说明性模式可以由以下内容描述当Pv，Soll=0 且 Pv，Ist〈Pv，ε (释放制动，XAkt，Soll=0 )时或者当 Pv，Soll>0 且 dPv，Ist’ Sim/dt>dPv’ ε2且STATUSesc=O时，λ Pos=l以及因此λ Druck=0,即，仅致动器位置控制器460 ；当STATUSescOO (更高级别压力控制系统介入)时或者当Pv，So11>0且dPv，Ist，Sim/也〈(^^且其中预定参数(^^>0时，λ Pos=0以及因此XDraek=l，即，仅压力控制器450 ;当STATUSesc=O 且 Pv’Soll>0 且 dPv’ E 具时’Sim/dt〈dPv’ ε2 且其中 dPv, Ε 丨和 dPv’ ε2 为预定参数时，0〈 λ Pos=f (dPv；Ist；Sim/dt)〈I并且λ Druck=l- λ Pos,即，组合的压力/致动器位置控制。图11示出了用于使用所确定的压力梯度dPv，Ist，SiD1/dt确定致动器位置控制器460的加权因子λ Pos的函数f的说明性定义λ P()s-f(dPv，Ist，Sim/dt)。
权利要求
1.一种用于控制机动车的电动液压制动系统的方法，所述系统优选能够在“电控制”操作模式下激活，具有压力供给设备(2)，所述压力供给设备(2)能够通过电子控制和调节单元激活，所述电子控制和调节单元连接或能够连接到至少一个可液压驱动的车轮制动器， 并且通过所述电子控制和调节单元，能够液压驱动所述车轮制动器，其中，所述压力供给设备(2)由汽缸一活塞组件(43)形成，所述汽缸一活塞组件(43)的活塞(45)能够由机电致动器(44)驱动，并且其中，为所述压力供给设备(2)确定压力目标值(Pv,S()11)，其特征在于， 根据所述压力目标值(Pv,S()11)的量值，对所述压力供给设备(2)执行压力控制操作或致动器位置控制操作。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，在压力控制期间以及在致动器位置控制期间均指定致动器速度的目标值(ωΑ1α>η)，所述致动器速度特别是致动器(30)的电动机的旋转速度。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其中，使用来自至少一个传感器设备的至少两个独立的信息项来确定驾驶员所需的压力目标值(PV，S()11，Drv)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，执行驾驶员所需的压力目标值的>11>)与由更高级别的控制系统指定的另一压力目标值(PV，S()11，ES。)之间的目标值选择(200)，所述更高级别的控制系统例如特别是防抱死系统、牵引控制系统、自适应巡航控制系统或车辆动力学控制系统，并且，使用在所述目标值选择(200)中确定的压力目标值(PV，S()11)，决定(300)压力控制操作或致动器位置控制操作的执行。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的方法，其中，如果所述压力目标值(PV，S()11)大于预定压力阈值，特别地，大于零巴，则对所述压力供给设备(2)执行压力控制操作。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的方法，其中，在所述压力控制操作期间，压力控制器(401)在其上叠加速度前馈功能(402、403)，所述压力控制器(401)输出第一压力控制器速度目标值(《_>11，111^1)，所述速度前馈功能(402、403)输出第二压力控制器速度目标值(ω Akt,S()11OT)，其中，将所述第一压力控制器速度目标值和所述第二压力控制器速度目标值( ω Akt, Soil, DR, Ctrl，ω Akt, Soil, DR, FFW )相加。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，考虑预定的最小和最大速度限制值(ωΜ η、 Max)，以及尤其考虑到预定速度限制功能(405)，根据所述第一压力控制器速度目标值和所述第二压力控制器速度目标值之和，确定有限的压力控制器速度目标值(《Akt,S()11)，所述预定速度限制功能(405)指定当前致动器位置(XAkt)与关联的最小和最大速度限制值 (ω Min、ωΜεκ)之间的关系。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的方法，其中，在压力控制期间，执行致动器扭矩前馈操作(407、408)，在此期间，确定与所述压力目标值(PV，S()11)相对应的发动机扭矩 (MAkt,Pv)，其中，还另外考虑所述压力供给设备(2)当前正在供给的压力(Pv,Ist)，尤其是为了在速度限制操作的情况下确定发动机扭矩(MAkt，Pv)的目的。
9.根据权利要求I至8中任一项所述的方法，其中，如果所述压力目标值(PV，S()11)小于或等于预定压力阈值，特别地，等于零巴，并且所述压力供给设备(2)当前正在供给的压力 (Pv,Ist)小于预定最小压力阈值(Pv,Ist,Min)，则对所述压力供给设备(2)执行致动器位置控制操作。
10.根据权利要求I至9中任一项所述的方法，其中，在所述致动器位置控制操作期间，2位置控制器(420)已经在其上叠加速度前馈功能(421、422)，所述位置控制器(420)输出第一位置控制器速度目标值(《Akt，Wl ui tol),所述速度前馈功能(421、422)输出第二位置控制器速度目标值(ω Akt，Soll, LE, FFW)，其中，将所述第一位置控制器速度目标值和所述第二位置控制器速度目标值( wAktjSolljLE, Ctrl) W Akt, Soil, LR, FFW^ 相力口。
11.根据权利要求I至10中任一项所述的方法，其中，在压力或致动器位置控制操作 (400)之后，执行致动器速度控制操作(500)，其中，将当前致动器速度(ωΑ1α)调整为由压力或致动器位置控制操作输出的致动器速度(《Akt，S()11)的目标值。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定压力目标值(PV，S()11、PV，S()11，D )， 其中，在确定压力目标值(PV，S()11、PV，S()11，D )时，考虑制动踏板(19)的驱动速度(VPed)。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述压力目标值(Ρν>η)，特别是驾驶员所需的压力目标值^^^,^)，由第一目标压力分量^^^,!^##)和第二目标压力分量^PvjSoll, DrvjDyn^ 的和形成。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，根据与踏板驱动有关的至少一个信息项使用预定函数关系(f (XpJ >f (Xped, PDrv, VKfz)，来确定所述第一目标压力分量…肌^^夂所述至少一个信息项特别是踏板位置/行程(Xped)和/或压力信息(PD )。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，根据制动踏板驱动速度(Vped)和踏板速度阈值(Vprauimit)来确定所述第二目标压力分量(Pv,Dyn)。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定压力梯度(dPV，Ist,Sim/dt), 特别是期望压力梯度，并且，根据所述压力目标值(PV,S()11)的量值和/或所述压力梯度 (dPv,Ist,sim/dt)的量值，对所述压力供给设备(2)执行压力控制操作(450)或致动器位置控制操作(460)或者组合的压力/致动器位置控制操作。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，在致动器位置控制器(460)中使用所述压力目标值彳^“^来确定致动器旋转速度的第一分量目标值彳“-’^“^’并在压力控制器 (450)中使用所述压力目标值(PV，S()11)来确定致动器速度的第二分量目标值(《Akt，S()11，DK)，并且，根据所述第一分量目标值和所述第二分量目标值来确定所述压力供给设备(2)的速度控制操作(500)中的致动器速度(ωΑ1α>η)的目标值。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，通过加权相加(304)根据所述第一分量目标值和所述第二分量目标值，确定致动器速度的目标值(《Akt，S()11)，其中，特别地，根据期望压力梯度(dPv,Ist，Sim/dt)来确定(306)相应的加权因子(XPqs、XDrack)。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，其中，使用所述压力目标值(Ρν>η)和所述压力供给设备(2)的控制行为的预定模型来确定(305)所述压力梯度(dPv,Ist,Sim/dt)。
20.一种用于执行根据权利要求I至19中任一项所述的方法的控制电路。
全文摘要
本发明涉及一种用于控制机动车的电动液压制动系统的方法和控制电路，优选地，所述系统以“电制动”操作模式受控制。所述系统包括压力供给设备，所述压力供给设备可以由电子控制和调节单元调节，由汽缸活塞组件形成，所述组件的活塞由机电致动器驱动。针对压力供给单元确定压力目标值。为了提供允许有效地控制由压力供给设备(2)产生的液压的控制方法，根据本发明，控制(401)压力，或者，根据压力目标值(PV,Soll)的量值来控制(420)压力供给设备(2)的致动器位置。
文档编号B60T13/74GK102933440SQ201180028506
公开日2013年2月13日 申请日期2011年6月7日 优先权日2010年6月10日
发明者J·博姆 申请人:大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司