Stand der Technik

Es ist bekannt, die Geschwindigkeit von Fahrzeugrädern mittels Sensoren zu messen und die gemessenen Geschwindigkeiten zur Regelung des Radschlupfs zu verwenden. Radschlupf kann z.B. durch Uberbre sen von Fahrzeugrädern (Brems¬ schlupf), durch zu großes Antriebsmoment (Antriebsschlupf) oder auch durch das Schleppmoment des Motors bei geringem Reibbeiwert zwischen Straße und Reifen zustande kommen. Durch Einwirken auf den Bremsdruck wird bei einen ABS der Bremsschlupf geregelt; durch Einwirken auf das Äntriebs oment und/ oder auf die Bremse wird bei der Antriebsschlupfregelung (ASR) der Antriebs¬ schlupf geregelt; bei der Motorschleppmomentregelung wird durch Einwirken auf den Antrieb der Schlupf geregelt.

Die Reifendurchmesser eines Kraftfahrzeugs können voneinander abweichen, wodurch an den einzelnen Rädern unterschiedliche Radgeschwindigkeiten gemessen werden. Hierdurch kann es bei den oben genannten Regelungen zu Fehlregelungen kommen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß während der Fahrt unter¬ schiedliche Reifendurchmesser erkannt werden und daß die gemessenen Ge¬ schwindigkeitswerte von Rädern mit abweichenden Reifendurchmessern ange¬ glichen werden. Dann können die erhaltenen Werte zwecks Regelung miteinander in Beziehung gesetzt werden.

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Vorzugsweise wird die Erkennung unterschiedlicher Durchmesser der Räder und die Korrekturerrechnung dann vorgenommen, wenn nicht gebremst wird, keine der genannten Regelungen in Funktion ist, keine Kurve durchfahren wird (Lenk¬ winkelsignal klein, oder Querbeschleunigung klein, oder Drehgeschwindigkeiten an den Rädern einer Achse etwa gleich) , die Fahrzeugbeschleunigung oder - Verzögerung gering ist, die Räder keine oder nur eine geringe Beschleunigung oder Verzögerung aufweisen und/oder wenigstens nur ein geringes Motormoment auf die angetriebenen Räder gekoppelt wird. Letzteres kann durch ein gerin¬ ges Motorausgangsmoment, oder keine Verbindung zwischen Motor und ange¬ triebenen Rädern oder bei Automatikgetriebe "Fahrstufe N eingelegt" signa¬ lisiert werden. Die Nullmo entenermittlung ist bei ABS-Steuergeräten nicht durch DKV- und _mot - Abfrage möglich, da es sich hierbei um ASR-spezifische Informationen handelt.

Bei ABS-Steuergeräten kann stattdessen von einer vorhandenen Einspritzanlage (Motronic, Jetronic o.ä) die Leitung zur Kraftstoffverbrauchsanzεige (KVA) eingelesen werden. Die Werte sind etwa proportional zur Einspritzzeit T^. Aus T^ bzw. KVA kann man bei Kenntis der entsprechenden Motorkennlinien das Motormoment bestimmen. Die obigen Kriterien können in verschiedenen Kombinationen zur Erkennung des schlupffreien Radlaufs herangezogen werden. Auch ist es möglich, die Messung und Korrektur nur in einem mittleren Ge¬ schwindigkeitsbereich vorzunehmen.

Die Änderung des dynamischen Reifendurchmessers ist eine nichtlineare Funk¬ tion der Fahrzeuggeschwindigkeit. Um eine nichtlineare Korrektur vornehmen zu können, kann man sich die Korrektur durch geschwindigkeitsabhängige Korrekturwerte über den gesamten Geschwindigkeitsbereich vorstellen.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild zur Durchführung des er¬ findungsgemäßen Verfahrens

Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Durchführung des Verfahrens

Fig. 3 eine Prinzipbild eines Fahrzeugs mit 3 Geschwindig¬ keitssensoren.

Fig. 4 und 5 eine Tabelle bzw. ein Diagramm zur Erläuterung

.Fig. 6 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 sind mit 1 - 4 vier den vier Rädern eines Kraftfahrzeugs zugeord¬ nete Geschwindigkeitssensoren bezeichnet. Diese liefern Radgeschwindigkeiten ^1 " ^4 ^{an e:} **- ^ne *** Block 5. Ein weiterer Block 6 aktiviert den Block 5, wenn, wie hier angenommen nicht gebremst wird (BLS), ABS und ASR nicht in Funktion sind (ABS und ÄSR) , die Fahrzeugbeschleunigung oder Verzögerung kleiner einem vorgegebenen Betrag a-, ist, die Querbeschleunigung a _* kleiner als ein Betrag a2 ist und sich das Fahrzeug zwischen 20 und 110 Km/h bewegt.

Sind diese Bedingungen erfüllt, so wird schlupffreie Fahrt unterstellt. Es sei hier unterstellt, daß das Kriterium a ₀ < a ₂ erst später auf ein Zusatz¬ signal hin zugeschaltet wird.

Im Block 5 werden nun fortlaufend die Differenzen

gebildet und die geringste Differenz ΔV min festgestellt. Aus den Geschwindig¬ kkeeiitteenn zz..BB.. VV ₂₂ uunndd VV ₃₃ dd:ieser Differenz ΔV min = ΔV ₄ wird dann in einen Block 16 der Mittelwert

v _{2 +} V-

V

gebildet.

Vorzugsweise wird im Block 5 ein Mittelwert ΔV ₄ der Differenz über eine Viel¬ zahl von aufeinander folgenden Messungen ermittelt. Vorzugsweise ist der Mittelwert ein gewichteter Mittelwert, der gemäß folgender Beziehung er¬ mittelt wird:

m • 2V (t-1) + ΔV (t)

ΔV = m + 1

Diese Beziehung bedeutet, daß jeweils der aus m Mittelwertbildungen (m Kon¬ stant und z. B. 1000) zuletzt (Zeitpunkt t-l) erhaltene Mittelwert 5v (t-1) mit dem Faktor versehen wird, hierzu der neu (Zeitpunkt t) ermittelte Differenzwert ΔV (t) addiert wird und die Summe durch (m+1) dividiert wird. Sv ist bei Rechnerstart 0.

Gemäß der sich hieraus ergebenden kleinsten Differenz ΔV min werden die Radge¬ schwindigkeiten mit der geringsten Abweichung voneinander ausgewählt und der oben genannte Mittelwert V in Block 6 gebildet.

Ein Vergleicher 7 überprüft, ob die Differenz der beiden ausgewählten Räder kleiner als ein vorgegebener Wert, z.B. kleiner 1% ist. Ist dies der Fall, so wird ein Block 8 aktiviert, andernfalls wird durch Deaktivierung des Blocks 5 die Messung neu begonnen.

Ist der Unterschied kleiner z.B. 1%, so werden im Block 8 Korrekturfaktoren

V V

K, = — und K _A = —

^V l ^V 4

(gemäß dem obigen Beispiel) gebildet, wobei hier die Radgeschwindigkeiten zu V in Beziehung gesetzt werden, die nicht in V einbezogen werden. Dies wird vom Block 5 über eine Leitung 5a zum Block 8 signalisiert. Aus den nacheinander erhaltenen Korrekturwerten K-^ und K ₄ werden ebenfalls im Block 8 gewichtete Mittelwerte R^ und H gemäß der Beziehung

« 8- ( t- 1 ) + K-. ( t) + 1

_ K ₄ ( t- 1 ) + K ₄ ( t) m + 1

gebildet. m ist wieder eine konstante Zahl, z . B. 1000. K ist bei Rechnerstart 1.

Man kann in einem weiteren Block 9 die K Werte abspeichern und auf Plausi- bilität überprüfen. Es wird dabei vorausgesetzt, daß K einen vorgegebenen Wert K _Grenz nicht überschreiten darf, der z.B. durch den Durchmesser des Notrads gegeben ist.

Die bei dem angenommenen Beispiel ermittelten Werte K^ und K ₄ werden über Leitungen 9' zu Multiplikatoren 10 und 13 gegeben, in denen aus der ge¬ messenen Geschwindigkeiten V, und V ₄ korrigierte Geschwindigkeiten

v _lκ - κ _χ v _λ v _4κ - κ _λ v ₄

gebildet werden. Über Klemmen 14 stehen die teilweise nicht und teilweise korrigierten Geschwindigkeitssignal V _1K , V ₂ , V ₃ V _4K zur weiteren Auswertung zur Verfügung.

Man kann, wenn einmal Korrekturwerte ermittelt wurden, die Kriterien für die Korrekturermittlung verschärfen und ab dann z.B. für die Ermittlung zusätzlich noch die Geradeausfahrt zur Bedingung machen. Hierzu wird bei Bildung eines Korrektursignals K über ein Oder-Gatter 15 der Block 1 umgeschaltet, sodaß er nunmehr nur noch bei zusätzlicher Geradeausfahrt, d. h. wenn a,-, < a ₂ ist, den Block 5 aktiviert.

Anhand eines in Fig. 2 gezeigten Flußdiagramms wird nun ein etwas anderes Verfahren erläutert. Nach dem Start (20) wird in 21 die kleinste Differenz ΔVmin ermittelt und der Mittelwert V gebildet. In 22 wird geprüft, ob die ermittelten Werte plausibel sind (z.B. ΔVmin/V < 1%). Ist dies der Fall, so werden in 23 die Korrekturfaktoren K berechnet und in 24 auf Plausibilität geprüft

K(t-l) - K(t) (z.B. < 3%).

Ist dies ebenfalls der Fall, so werden in 25 die Radgeschwindigkeiten korri¬ giert. Wird dagegen in den Blöcken 22 oder 24 festgestellt, daß die gelieferten Werte nicht plausibel sind, so wird jeweils über 26 der letzte vorangegangene plausible Korrekturwert zur Korrektur benutzt.

In Fig. 3 ist unterstellt, daß nur den Vorderrädern 31 und 32 je ein Ge¬ schwindigkeitssensor 35 bzw. 36 zugeordnet ist, während den Hinterrädern 33 und 34 nur ein am Differential 37 angeordneten Sensor 38 zugeordnet ist. In diesem Fall wird das Signal dieses Sensors 38 als gemitteltes Signal V der Räder mit der geringsten Differenz gesetzt und davon ausgehend die Kor¬ rektur der beiden Vorderräder vorgenommen. Die Differenzermittlungen gemäß Fig. 1 entfallen. Das Differential bildet mechanisch den Mittelwert der Än- triebsgeschwindigkeit.

Man kann die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit V-, auch aus dem Tacho¬ signal, oder aus einer der Funktionen

V _F = max (V _VL , V _VR , V _HL , V _HR )

oder V _F = ^ (V _{VL +} V _VR + V _HL + V _HR )

^V VL ^usw * Radgeschwindigkeiten) ableiten und bei schlupffreier Fahrt die radbezogenen Korrekturwerte KITT , K- _/ R' L ^un( ^ ^ _HR 9 ^em äß *-l ^er Beziehung

K- = _ ^V F ermitteln, ^v i wobei V die Radgeschwindigkeit das i ten Rads und K _^ dessen Korrekturfaktor ist. Die Werte -für K werden dann abgespeichert und die gemessene Radgeschwin¬ digkeit fortlaufend mit dem gespeicherten Korrekturwert K korrigiert

< ^V i korr = ^κ i ^{* V} i> ^•

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Korrektur ergeben sich bei Änderung der Reifengrδße, bei Auflegen von Schneeketten, bei Verwendung eines Notrades usw. keine Probleme in den Regelungssystemen.

Man kann die Bedingungen für die Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit (z.B. die Grenzwerte für die Beschleunigung, für den Lenkwinkel oder die Querbeschleunigung oder die Differenz der Radumdrehungen einer Achse, oder für das kleine Motormoment in Abhängigkeit von der Zeit seit dem Start oder in Abhängigkeit von der Zahl der Korrekturzyklen seit dem Start verschärfen. Dies ist in der Tabelle der Fig. 4 gezeigt. Die Kurvenfahrt wird dort durch die Geschwindigkeitsdifferenz ΔV der gelenkten Räder definiert und das Motornullmoment durch die Fahrpedalstellung um den Nullmomentwert.

Da die Abweichung eines Rads so groß sein kann, daß schon von Anfang an ASR-Betrieb herrscht, könnte es vorkommen, daß es zu keiner Ermittlung eines Korrekturfaktors kommt. Deshalb ist vorgesehen anfangs trotz ASR nach 20 sec den Korrekturfaktor zu ermitteln. Mit der ansteigenden Zeit T seit dem Start erhöht sich diese Wartezeit; nach z.B. 20 Minuten kann dann die Ermittlung völlig entfallen. Die Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit wird also mit der Zeit T empfindlicher gemacht.

Der Ersatz eines abgespeicherten Korrekturwerts durch einen neu ermittelten Korrekturwert wird man nur dann vornehmen, wenn die Abweichung einen Abwei¬ chungsgrenzwert überschreitet. Auch diesen kann man von der Zeit seit dem Start abhängig machen und -zwar so, daß er mit der Zeit kleiner wird. Dies zeigt Fig. 5 mit den beiden Grenzwerten 40 und 41. Abgespeichert wird, wenn der neu ermittelte Korrekturwert oberhalb bzw. unterhalb dieser Grenzwerte liegt. Es ist noch ein Grenzwert der Zeit 42 eingezeichnet. Bis zum Errei¬ chen von von 1 min. erfolgt kein Korrekturwertersatz.

In Fig. 6 werden einem Block zur Ermittlung neuer Korrekturfaktoren über Klemmen 61 die Radgeschwindigkeit zugeführt. Der Block 60 ermittelt die Radgeschwindigkeit nur, wenn ein Block 62 ihn aktiviert. Die geschieht, wenn er aus den anliegenden Signalen auf Schlupffreiheit erkennt. Die Bedingungen für die Festlegung der Schlupffreiheit können von der Zeitdauer seit Start abhängig gemacht werden (siehe Fig. 4), weshalb dem Block 62 von einem Zeitglied 63, das bei Start gesetzt wird, ein Zeitsignal zugeführt wird.

Werden im Block 60 neue Korrektufaktoren ermittelt, so werden diese dem Speicher- und Vergleichsglied 64 zugeführt. Der alte gespeicherte Korrek¬ turwert wird jeweils durch den neuen ersetzt, wenn der neue Wert um wenigs¬ tens einen durch einen Block 65 vorgegebenen Grenzwert vom alten Wert ab¬ weicht. Dieser Grenzwert wird entsprechend Fig. 5 mit der Zeit seit dem Start variiert. (Leitung 66). Ein Grenzwertsignal und damit ein Korrektur¬ wertvergleich wird durch ein Und-Gatter 67 verhindert, solange seit dem Start nicht eine Mindestzeit verstrichen ist, in der ein Zeitglied 68 kein Signal abgibt.

Mit den letztlich im Glied 64 gespeicherten Korrekturfaktoren werden die laufend ermittelten Radgeschwindigkeiten in Multiplikatoren 69 multipli¬ ziert. An Klemmen 70 stehen dann die korrigierten Radgeschwindigkeiten zur Auswertung in einem ABS oder ASR zur Verfügung.