Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Be¬ stimmung von Größen, die das Fahrverhalten eines vierrädri¬ gen Fahrzeugs beschreiben gemäß dem Oberbegriff des An¬ spruchs 1.

Neben passiven Sicherheitssystemen wie z.B. Sicherheits¬ gurten, Airbags, Knautschzone und Seitenaufprallschutz wei¬ sen Serienfahrzeuge mittlerer und höherer Preisklassen zu¬ nehmend auch Systeme zur Erhöhung der aktiven Sicherheit auf. Derartige Systeme stellen beispielsweise Antiblockier- systeme, Systeme zur Antriebsschlupfregelung und neuerdings auch Systeme zur Giermomentenregelung beim Durchfahren ei¬ ner Kurve dar. Systeme zur Erhöhung der aktiven Sicherheit erfordern neben einem elektronischen Regler, der Vorgaben zum Eingriff beispielsweise in das Bremssystem liefert, auch zusätzliche Komponenten im Fahrzeug, welche die Erfas¬ sung des Fahrzustands einerseits und einen Regeleingriff andererseits ermöglichen. Insbesondere die zusätzlichen Fahrzeugkomponenten, beispielsweise komplizierte Sensoren zur Erfassung der Gierwinkelgeschwindigkeit oder der Fahr¬ zeugquerbeschleunigung verteuern Systeme zur Erhöhung der aktiven Sicherheit erheblich. Die Verbilligung von derarti¬ gen Systemen ist daher ein wichtiges Entwicklungsziel. Hierzu gehört beispielsweise, daß Zustandsgrößen, die nur durch teure Sensoren gemessen werden können, durch Signale preiswerterer oder ohnehin vorhandener Sensoren nachgebil¬ det werden sollen.

In der DE 42 16 301 AI ist daher ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen worden, welches den Einbau ei¬ nes Gierratensensors zur Bestimmung der Gierwinkelgeschwin¬ digkeit eines Fahrzeugs, also der Winkelgeschwindigkeit um die Hochachse des Fahrzeugs, überflüssig machen soll. An¬ stelle eines Gierratensensors werden zwei axial versetzte Querbeschleunigungssensoren in das Fahrzeug eingesetzt, aus deren Signalen sich Werte für die vordere und die hintere Querbeschleunigung des Fahrzeugs ergeben. Ohne Berücksich¬ tigung einer Wankbewegung ist damit auf einfache Weise die Bestimmung der Gierwinkelbeschleunigung sowie der Fahrzeug¬ querbeschleunigung möglich. Wird auch das Wanken des Fahr¬ zeugs in einer Kurve berücksichtigt, kompliziert sich die ganze Rechnung, führt aber schließlich auch zum Ergebnis.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, welches eine weitere Reduzierung der Sensorik am Fahrzeug erlaubt und somit die Möglichkeit schafft, Systeme zur Erhöhung der aktiven Sicherheit, insbesondere zur Gier- momentenregelung, preiswerter zu machen.

Diese Aufgabe wird gelöst in Verbindung mit den kennzeich¬ nenden Merkmalen des Anspruchs 1. Das Prinzip der vorlie¬ genden Erfindung besteht also darin, sogar Querbeschleuni¬ gungssensoren entbehrlich zu machen, indem die unterschied¬ lichen Raddrehzahlen zweier auf je einer Fahrzeugseite an¬ geordneter Räder ausgewertet werden. Die Auswahl dieser Räder soll allerdings an bestimmte Kriterien gebunden sein, wobei es wichtig ist, daß die ausgewählten Räder sich nicht in übermäßigem Schlupf befinden.

Es hat schon Bestrebungen gegeben, Querbeschleunigungseen- soren zu ersetzen, indem die Raddrehzahlen entweder der beiden Vorderräder oder der beiden Hinterräder ausgewertet wurden. Dabei hat sich aber gezeigt, daß die angewandten Rechenverfahren nur dann die Realität widerspiegeln, wenn sich beide Räder in einem stabilen Fahrzustand, also ohne überhöhten Schlupf befinden. Bei einer starren Vorgabe ei¬ nes Radpaares ist es allerdings relativ häufig der Fall, daß eines der Räder einer Schlupfregelung unterzogen werden muß. Für diesen Fall würde ein solches Verfahren zur Be¬ stimmung von Fahrzuständen nur fehlerhaft arbeiten.

Bei der vorliegenden Erfindung besteht dagegen die Möglich¬ keit, aus vier verschiedenen Radpaaren zwei passende Räder zur Auswertung ihrer Raddrehzahlen heranzuziehen. Die Rad¬ paare sind also entweder die beiden Räder der Vorderachse, die beiden Räder der Hinterachse oder jeweils diagonal ge¬ genüberliegende Räder der Vorder- und Hinterachse. Auch während einer Schlupfregelung ist im Regelfall mindestens eines der vier genannten Radpaare von der Regelung nicht betroffen. Das bedeutet, daß die Nachbildung einer Gierwin¬ kelgeschwindigkeit und/oder einer Querbeschleunigung auch bei instabilen Fahrzuständen mit Erfolg verbunden ist, wenn alle vier Raddrehzahlen zur Auswahl stehen, um aus diesen zwei auszuwählen.

Allerdings sollte aus Sicherheitsgründen noch geprüft wer¬ den, ob bei Auswahl eines bestimmten Radpaares die Signale der Radsensoren auch zuverlässig sind. Werden die Raddreh¬ zahlen zur Nachbildung von Gierwinkelgeschwindigkeit und/oder Querbeschleunigung verwendet, so muß zunächst ge¬ prüft werden, ob beispielsweise gerade eine Extrapolation der- Radgeschwindigkeiten ausgeführt wird oder ob eine Schätzung zur Kalibrierung der Radgeschwindigkeiten noch nicht beendet ist. Für den Fall, daß die Radgeschwindig-

keiten anhand der Raddrehzahlen zuverlässig bestimmbar¬ sind, lassen sich die nachzubildenden Größen dann mittels dieser Radgeschwindigkeiten berechnen.

Außerdem ist selbstverständlich zu prüfen, ob die einzelnen Radsensoren intakt sind. Ist dies nicht der Fall, so ist ein anderes Radpaar auszuwählen.

Weist das Fahrzeug ohnehin ein Antiblockiersystem auf, wel¬ ches die Signale der Radsensoren auswertet und welches die Funktionstüchtigkeit der Radsensoren überprüft, so läßt sich ein defekter Radsensor am besten durch die sogenannten Fehlerflags des Antiblockiersystems erkennen.

Sollte es zu einem Zeitpunkt doch einmal passieren, daß keine zwei auf unterschiedlichen Fahrzeugseiten angeordne¬ ten Räder sich im stabilen Fahrzustand befinden und intakte Radsensoren aufweisen, so kann die momentane Raddrehzahl bzw. Radgeschwindigkeit durch Extrapolation oder durch Kon¬ stantsetzen eines zuvor gemessenen Wertes ersetzt werden.

Anhängend ist eine Tabelle abgebildet, welche Berechnungs¬ formeln für die Gierwinkelgeschwindigkeit ty und die Quer¬ beschleunigung a _q des Fahrzeugs angibt, je nachdem, welches

Radpaar zur Berechnung dieser beiden Größen ausgewählt wur¬ de. Es bezeichnen dabei:

ty Gierwinkelgeschwindigkeit a _q Querbeschleunigung v _vr Radgeschwindigkeit vorne rechts v _vl Radgeschwindigkeit vorne links _vhr Radgeschwindigkeit hinten rechts v _hl Radgeschwindigkeit hinten links

S Spurweite des Fahrzeugs

Normalerweise ist in einem Berechnungszyklus mindestens eine der in der Tabelle aufgelisteten Situationen gültig, so daß ein Radpaar zur Berechnung der Größen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren herangezogen werden kann. Es kann jedoch vorkommen, daß alle oder zumindest drei Räder entweder im Schlupf sind oder ihre Fehlerflags gesetzt sind. In dieser Situation können die Größen Querbeschleuni¬ gung und Gierwinkelgeschwindigkeit nicht mehr ohne weiteres nach der in der Tabelle angegebenen Formel berechnet wer¬ den.

Eine Lösung dafür ist, daß die Signale in einem solchen Zyklus den vorherigen Wert annehmen und konstant bleiben. Die Dauer dieser Situation ist normalerweise sehr kurz. Dauert eine solche Situation jedoch länger an, so bedeutet das, daß das Fahrzeug in ein hochdynamisches, mathematisch kaum beschreibbares Verhalten geraten ist, welches sich auch durch eine Giermomentenregelung mittels Bremsenein¬ griffs aller Wahrscheinlichkeit nicht beheben läßt.

Es ist aber auch möglich, die momentane Radgeschwindigkeit bei Fehlen eines Radsensorsignals mit Hilfe der Fahrzeug¬ längsbeschleunigung zu extrapolieren:

v _vr (i+l) = v _vr (i) + a _fzg t ₀ v _vl (i ⁺ l) = v _vl (i) + a _f2g t ₀ v _hr (i+l) = v _hr (i) + a _fzg t ₀ v _h i(i+l) = v _hl (i) + a _fzg t ₀

Hierbei ist: v _xx Referenzgeschwindigkeit für Rad xx ^a _f zg ^~ Fahrzeuglängsbeschleunigung t ₀ Zeitintervall zwischen Extrapolationszyklen i Laufindex der Extrapolationszyklen

Bei einer solchen Extrapolation der momentanen Raddrehsah¬ len kann allerdings die verzögerte Erkennung eines Rad¬ schlupfes zur Ungenauigkeit der Anfangswerte führen. Hier¬ durch ergibt sich dann ein konstanter additiver Fehler bei der Berechnung der momentanen Raddrehzahl, welcher sich auch nicht durch eine Tiefpaßfilterung minimieren läßt.

Anders dagegen verhält es sich bei verzögerter Erkennung eines Radschlupfes, wenn sich mindestens ein Radpaar finden läßt, welches sich in stabilen Fahrzuständen befindet. Dann tritt lediglich ein kurzzeitiger Fehler auf, der beim näch¬ sten Rechenduchlauf behoben wird. Solche Fehler können dann auch durch den Einsatz eines Tiefpaßfilters minimiert wer¬ den.

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde mit Hilfe von Daten aus Fahrversuchen untersucht und mit solchen Verfahren ver¬ glichen, die die Gierwinkelgeschwindigkeit bzw. die Quer¬ beschleunigung durch gegenseitige Nachbildung der beiden Größen gewinnen oder diese Größen anhand des Lenkwinkels am Vorderrad nachbilden oder aber durch die Radgeschwindig¬ keiten festgelegter Radpaare, beispielsweise der Vorder¬ achse oder der Hinterachse.

Im Vergleich zu diesen anderen Methoden liefert das erfin¬ dungsgemäße Verfahren besonders im Verlauf einer Giermomen- tenregelung wesentlich bessere Ergebnisse, da sich das erfindungsgemäße Verfahren auch bei dynamischen Fahrzustän¬ den anwenden läßt, sofern sich nur mindestens zwei Räder unterhalb einer bestimmten Schlupfschwelle befinden. Bei stationären Fahrzuständen sind die Ergebnisse zumindest ungefiltert aufgrund des Signalrauschens der Radsensoren zunächst nicht so gut wie bei den zuvor genannten Verfah¬ ren, die die Gierwinkelgeschwindigkeit und/oder die Quer

beschleunigung mittels anderer Signale nachbilden. Das-Rau¬ schen kann aber auf einfache Weise durch eine Tiefpaßfilte¬ rung beseitigt werden und wirkt sich infolge dann nicht mehr störend aus.