DE19519767C2

DE19519767C2 - Verfahren zum Erzeugen eines der translatorischen Geschwindigkeit eines Fahrzeuges entsprechenden Referenzgeschwindigkeitssignales, insbesondere für mit einer Blockier und/oder Schleuderschutzvorrichtung versehene Fahrzeuge sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE19519767C2
Application number: DE1995119767
Authority: DE
Inventors: Mathias Mayr-Froehlich
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 1995-05-30
Filing date: 1995-05-30
Publication date: 1999-07-22
Anticipated expiration: 2015-05-31
Also published as: DE19519767A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen der translatorischen Geschwindigkeit eines Fahrzeuges entsprechenden Referenzgeschwindigkeitssignales, insbesondere für mit einer Blockier- und/oder Schleuderschutzvorrichtung versehene Fahrzeuge sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Aus der DE 39 09 589 ist ein derartiges Verfahren bekannt, das auch die Merkmale a), b), d), g), h), i) und k) des Patentanspruches 1 beschreibt. Kurz zusammengefaßt werden dort die Radgeschwindigkeiten und die Bremsdrücke oder Bremsmomente der einzelnen Räder gemessen und die Fahrzeug geschwindigkeit zu einem Zeitpunkt k aus der Fahrzeug geschwindigkeit zu einem vorhergehenden Zeitpunkt (k -1) und einem Korrekturwert ermittelt. Dieser Korrekturwert enthält einerseits die Summe der zu den Zeitpunkten (k -1) und k gemessenen Radgeschwindigkeitsdifferenzen und andererseits die Summe der für den Zeitpunkt k aus den Bremsdrücken ermittelten Bremsmomenten. Dieser Korrekturwert lautet

wobei T die Zeit zwischen den Zeitpunkten k und k -1
m die Fahrzeugmasse
r der Radradius und
c_pi ein Proportionalitätsfaktor ist.

Dabei wird vorausgesetzt, daß die Fahrzeugmasse m, der Radradius r und der Proportionalitätsfaktor c_pi bekannt sind. Eine Anpassung oder Überprüfung dieser Konstanten findet nicht statt.

Aus der DE 33 42 553 C2 ist es bekannt, die Fahrzeug geschwindigkeit nachzubilden, indem die Drehzahlen der einzelnen Räder in Radgeschwindigkeiten umgewandelt und diese zu einem nicht mit Schlupf behafteten Zeitpunkt als Fahrzeuggeschwindigkeit gesetzt werden. Bei einem nach folgenden Brems- oder Beschleunigungsvorgang erfolgt eine Fortschreibung durch Berücksichtigung der von einem Masse trägheitssensor gemessenen Fahrzeugverzögerung, die vom Eingangswert abgezogen oder zu ihm addiert wird. Es wird also ein zusätzlicher Masseträgheitssensor benötigt, der normalerweise auf Fahrzeugen nicht vorhanden ist.

Die DE 40 24 815 A1 zeigt ein Verfahren zur Bestimmung einer Fahrzeuggeschwindigkeit, bei dem der Bremsdruck an einem Fahrzeugrad soweit abgesenkt wird, bis sich dieses im linearen Bereich der Bremskraft/Radschlupf-Kennlinie befindet, wonach aus der gemessenen Radgeschwindigkeit und der Bremskraft die Umfangsgeschwindigkeit des Rades sowie eine auf einen Punkt des Fahrzeuges bezogene Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt wird. Zusätzlich werden die Meßgrößen Lenkwinkel, Gierwinkel, Geschwindigkeit um die Fahrzeughochachse und Schräglaufwinkel der Räder ein bezogen sowie die bekannten Fahrzeugabmessungen berück sichtigt. Schließlich muß auch die Fahrzeugmasse gemessen oder geschätzt werden.

Bei ABS (Blockierschutz)- und ASR (Antriebsschlupfregelung)- Systemen wird im allgeineinen der Schlupf (d. h. die Differenz zwischen der Radumdrehungsgeschwindigkeit und der translato rischen Fahrzeuggeschwindigkeit) als Führungsgröße der Regelung verwendet. Wird der Schlupf auf die translatorische Fahrzeuggeschwindigkeit bezogen, so spricht man auch vom relativen Schlupf, der meist in Prozenten angegeben wird. Der für die Regelung benötigte Sollwert des Schlupfes wird durch Multiplikation einer Referenzgeschwindigkeit mit einer Konstanten fest eingestellt, d. h. bei dem "relativen" Schlupf auf einen festen Prozentsatz.

Die Referenzgeschwindigkeit sollte im Idealfalle der tat sächlichen translatorischen Fahrzeuggeschwindigkeit ent sprechen. Da bei den meisten Straßenfahrzeugen jedoch alle Räder gebremst werden, können alle Räder einen Schlupf aufweisen, so daß kein Rad entsprechend der tatsächlichen translatorischen Fahrzeuggeschwindigkeit dreht. Gleiches gilt für die Antriebsschlupfregelung bei allradgetriebenen Fahrzeugen.

Im Stand der Technik (vgl. DE-AS 12 64 487) geht man davon aus, daß die tatsächliche Fahrzeugverzögerung bei normalen Haftwerten zwischen Fahrbahn und Rad nur bestimmte Werte erreichen kann. Verzögert ein Rad stärker als dieser Wert, so muß demnach ein Schlupf vorliegen. Die angenommenen Verzögerungswerte werden prinzipiell größer gewählt als die tatsächliche Fahrzeugverzögerung, so daß am Ende eines ABS-Regelspieles die tatsächliche Raddrehzahl (Winkelge schwindigkeit mal Radradius) größer ist als die Referenzge schwindigkeit. Die Referenzgeschwindigkeit wird dann wieder auf die tatsächliche Radumdrehungsgeschwindigkeit angehoben.

Bei der DE-AS 12 64 487 wird von einem Raddrehzahlgeber ein Kondensator aufgeladen, der mit einer fest eingestellten Endladezeitkonstanten entladen wird. Sinkt bei einer Bremsung die Radumdrehungsgeschwindigkeit schneller ab, als die Kondensatorspannung absinken kann, so wird dies als Schlupf gewertet. Steigt beim ABS-Regelspiel die Raddrehzahl wieder an, so wird der Kondensator von seinem aktuellen Spannungs wert aus aufgeladen. Dadurch ist die die Referenzgeschwindig keit darstellende Spannung dieses Kondensators sehr sprung haft und nimmt während eines ABS- oder ASR-Einsatzes nur selten den tatsächlichen Wert der aktuellen Fahrzeuggeschwin digkeit ein.

Bei ABS- oder ASR-Systemen erhält man eine sehr gute Regelung durch Einsatz eines kontinuierlichen PID-Reglers (Propor tional/Integral/Differential-Regler). Voraussetzung für eine hohe Regelqualität des kontinuierlichen PID-Reglers ist jedoch ein Sollwert, der möglichst ruhig, d. h. ohne Sprünge und ohne Gradienten-Änderungen verläuft. Bildet man den Soll-Schlupf mittels einer Referenz-Geschwindigkeit, die nach dem oben beschriebenen Stand der Technik gebildet wird, so ist nachvollziehbar, daß die Sprunghaftigkeit dieses Soll-Schlupfes die Vorteile eines kontinuierlichen Reglers völlig zunichte macht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Verfahren und Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß ein möglichst genau der tatsächlichen translatorischen Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechendes Referenzsignal erhal ten wird, das keine Unstetigkeiten, Sprünge oder abrupte Gradienten-Änderungen (Knicke) aufweist und es gestattet, ohne Kenntnis fahrzeugspezifischer Größen, wie insbesondere der Fahrzeugmasse, ein möglichst exaktes Referenzgeschwindig keitssignal zu erhalten.

Diese Aufgabe wird für das Verfahren durch die im Patent anspruch 1 und für die Vorrichtung durch die im Patent anspruch 5 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ausgehend von der Bewegungsdifferentialgleichung in Bewegungsrichtung des Fahrzeuges

mit
M = Fahrzeugmasse,
= Fahrzeugbeschleunigung und
F_r = Reibkraft im Latsch und der Differentialgleichung eines Rades

Θ. = F_r.R - M_b (2)

mit
= Winkelbeschleunigung eines Rades
R = Radradius und
M_b = Bremsmoment des Rades
erhält man mit Einsetzen von (2) in (1) und den Substitutio nen

wobei
P der Bremsdruck,
b_i die Radbeschleunigung des i-ten Rades,
Θ das Massenträgheitsmoment eines Rades und
k eine Bremsenkonstante ist,
die Differentialgleichung für die Fahrzeugbeschleunigung
als:

und durch zeitliche Integration die Gleichung für die Fahrzeuggeschwindigkeit als:

die im folgenden mit "v" bezeichnet wird.

Der Einfluß von α₁ ist im Verhältnis zu α₂ gering, so daß α₁ als konstant angenommen wird, während α₂ bei der Erfindung bei jeder Fahrt neu ermittelt und den tatsächlichen Verhältnissen angepaßt wird. Dies ist dann erforderlich, wenn der Fahrzeugtyp oder dessen Beladung nicht genau bekannt sind. Der Wert von α₂ wird bei der Erfindung während einer ABS-geregelten Bremsung erlernt. Hierzu wird in festen Zeitabständen ein Rad gezielt aus der normalen Schlupf-Regelung ausgenommen. Der Bremsdruck dieses Rades wird solange abgesenkt, bis die Geschwindigkeit dieses Rades die echte Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht hat. Durch Vergleich des aktuellen Wertes der Referenzgeschwindigkeit mit der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit ist der Wert von α₂ korrigierbar und wird nach zwei bis drei derartigen "Meßvorgängen" optimal einstellbar.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird der Wert der nach der Erfindung erhaltenen Referenzge schwindigkeit durch eine Filterung, vorzugsweise durch einen Kalman-Filter, aus dem Zeitbereich der Schlupf-Regelung transferiert. Hierdurch werden Mit- und Gegenkopplungen mit der Schlupf-Regelung vermieden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spieles im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 ein detaillierteres Prinzipschaltbild der Vorrichtung nach Fig. 1; und

Fig. 3 ein Flußdiagramm der Schritte zur Ermittlung eines verbesserten Wertes von α₂.

In Fig. 1 wird von einem Fahrzeug mit mehreren bremsbaren Rädern ausgegangen, die hier als eine Regelstrecke 1 ange sehen werden. Jedes Rad ist mit einem Sensor 2 gekoppelt, der ein der Winkelgeschwindigkeit oder der Radumdrehungs geschwindigkeit (Winkelumdrehungsgeschwindigkeit mal Radradius) proportionales Signal erzeugt und pro Rad auf einer elektrischen Leitung ausgibt. Im weiteren Verlauf der Beschreibung der Fig. 1 wird davon ausgegangen, daß das Ausgangssignal der Sensoren der Radumdrehungsgeschwin digkeit v_Rad entspricht, also schon den Radradius berücksich tigt. Dieses Signal wird jeweils einem Differenzierer 3 zugeführt, der es zeitlich differenziert und damit ein der Radbeschleunigung b proportionales Signal erzeugt. Dieses Signal wird für jedes Rad als Signale b₁ bis b_n erzeugt und einer Recheneinheit 4 zugeführt, in welcher gemäß der oben angegebenen Gleichung (7) ein der Fahrzeugbeschleunigung proportionales Signal gebildet wird. Hierzu werden der Recheneinheit 4 die Faktoren α₁ und α₂ aus einer Baugruppe 5 und Werte P_ist, die dem Bremsdruck der einzelnen Räder entsprechen, zugeführt. Nach Summierung und Multiplikation gemäß obiger Gleichung (7) wird am Ausgang der Recheneinheit 4 das der Fahrzeugbeschleunigung proportionale Signal ausgegeben, das in einem Integrierer 8 zeitlich aufintegriert wird, so daß am Ausgang des Integrierers 8 ein der tatsäch lichen Fahrzeuggeschwindigkeit proportionales Signal auf einer Leitung 9 entsprechend obiger Gleichung (8) ansteht. Dieses Signal wird einem Maximalwert-Auswahlschalt kreis 10 zugeführt, dessen anderer Eingang die der Radge schwindigkeit v_Rad entsprechende Signale aller Räder über eine Leitung 11 erhält. Am Ausgang des Maximalwert-Auswahl schaltkreises 10 steht dann auf einer Leitung 12 das Refe renzsignal v_Ref an. Es ist klar, daß der Schaltkreis 10 bei einer Blockierschutzeinrichtung als Maximalwert-Auswahl schaltkreis auszubilden ist, da während des Bremsens die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit niemals kleiner sein kann als die Radumdrehungsgeschwindigkeit des am schnellsten drehenden Rades und daher wird durch den Schaltkreis 10 im Falle des Bremsens die Referenzgeschwindigkeit auf die Geschwindigkeit des am schnellsten drehenden Rades angehoben. Im Falle einer Antriebs-Schlupfregelung wird der Schaltkreis 10 den Minimalwert seiner Eingänge auswählen, da während einer positiven Fahrzeugbeschleunigung das am langsamsten drehende Rad am besten der tatsächlichen Fahrzeuggeschwin digkeit entspricht.

Der auf der Leitung 12 anstehende Wert der Referenzgeschwin digkeit v_ref wird in einem Multiplizierer 13 mit einem in einem Speicher 14 gespeicherten Wert für den Soll-Schlupf multipliziert, woraus man dann einen Sollwert für die Radum drehungsgeschwindigkeit v_soll für die Regelung des Bremsdruckes erhält. Dieser Wert wird über eine Leitung 15 an einem Vergleicher 16 zugeführt und dort mit der Radumdrehungsge schwindigkeit v_Rad, der über eine Leitung 17 zugeführt wird, verglichen. Die Differenz dieser beiden Werte stellt die Regelabweichung dar, die einem Radregler 18 zugeführt wird, der für das jeweilige Rad ein Bremsventil 19 ansteuert. Der durch das Ventil 19 eingesteuerte Bremsdruck beeinflußt dann wieder die Drehzahl des jeweiligen Rades und wirkt damit auf die Regelstrecke 1. Damit ist der Regelkreis geschlossen.

Die Ermittlung des Bremsdruckes in der Baugruppe 6 kann auf vielfältige Weise erfolgen. Bevorzugt wird in an sich bekannter Weise aus den Öffnungs- und Schließzeiten der Ventile 19 bis 19.n der jeweilige Bremsdruck P_ist ermittelt.

Wie in Fig. 1 angedeutet, ist für jedes eine Anzahl n von Rädern eine eigene Regelung des Bremsdruckes vorgesehen. Bei manchen Fahrzeugen wird der Bremsdruck jedoch nicht individuell für jedes Rad einzeln geregelt. Vielmehr gibt es auch Fahrzeuge, bei denen nur der Bremsdruck der Vorder räder einzeln dagegen der der Hinterräder nur achsweise geregelt wird. Auch für diese Fälle ist die Erfindung anwend bar. Es müssen dann die Druck-Istwerte entsprechend gewichtet werden. Werden beispielsweise zwei Räder einer Achse durch ein Bremssteuerventil 19 mit demselben Bremsdruck beauf schlagt, so ist dieser Druck doppelt zu gewichten, d. h. in der Recheneinheit 4 bei der Summenbildung entsprechend oft zu berücksichtigen.

Fig. 2 zeigt ein detaillierteres Prinzipschaltbild, wobei gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 gleiche Teile bezeichnen. Die Raddrehzahl-Sensoren für jedes Rad sind mit 2.1-2.n bezeichnet und liefern hier ein der Winkelgeschwindigkeit entsprechendes Signal ₁ bis _n. In Differenzierern 3.1-3.n wird die zeitliche Ableitung, d. h. die Winkelbeschleuni gung ₁ bis ₁ für jedes Rad gebildet und dann in einem Summierer 20 aufsummiert. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Signale ₁ bis _n zuerst auf zusummieren und anschließend in einem einzigen Differenzierer zeitlich zu differenzieren, da bekanntlich die Summe der Ableitungen von Funktionen gleich der Ableitung der Summe der Funktionen ist. Das differenzierte Summensignal wird in einem Multi plizierer 21 mit dem Faktor α₁, der aus einem Speicherbau stein 5.1 zur Verfügung gestellt wird, multipliziert, womit man den ersten Term der Summe der obigen Gleichung (7) erhält.

In ähnlicher Weise werden die gemessenen oder errechneten Ist-Werte der Bremsdrücke der einzelnen Räder p_ist1 bis p_istn in einem Summierer 23 aufsummiert, worauf dann diese Summe in einem Multiplizierer 24 mit dem Faktor α₂, der aus einem Speicherbaustein 5.2 zur Verfügung gestellt wird, multipli ziert wird. Damit erhält man den zweiten Term der obigen Gleichung (7). Diese beiden Terme werden in einem Summierer 22 addiert, womit man ein der Fahrzeugbeschleunigung entsprechendes Signal erhält. Dieses Signal wird in einem Integrierer 8 zeitlich aufintegriert, womit man das der translatorischen Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Signal erhält. Da Integrierer nur eine begrenzte Langzeit stabilität haben und beispielsweise kleine Offset-Spannungen am Eingang sich im Laufe der Zeit zu relativ hohen Werten auf integrieren können, wird nach einer Modifikation der Erfindung der Integrationsvorgang zu Beginn einer Bremsung neu gestartet, wobei als Anfangswert für die Integration der kleinste der Werte der Referenzgeschwindigkeit v_ref und der einzelnen Radgeschwindigkeiten v_r1 bis v_m gewählt wird. Bei Beginn eines Bremsvorganges kann man davon ausgehen, daß sich noch kein Rad im Schlupf befindet, so daß die Radumdrehungsgeschwindigkeit der einzelnen Räder am besten der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht.

Das Ausgangssignal des Integrierers 8 und die einzelnen Radumdrehungsgeschwindigkeitssignale, die hier, wo die Sensoren 2.1 bis 2.n ein der Winkelgeschwindigkeit propor tionales Signal liefern, noch in einem Multiplizierer 31 mit dem Radradius R multipliziert werden, werden dem Maximalwert-Auswahlschaltkreis 10 zugeführt, der ein der Referenzgeschwindigkeit v_ref entsprechendes Signal ausgibt. Dieses Signal entspricht dem Maximalwert der Eingangsgrößen , v_r1 bis v_rn.

Dieses Signal wird entweder direkt oder über ein Filter 32 einem Multiplizierer 13 zugeführt, wo es mit einem Schlupf-Sollwert aus einem Speicher 14 multipliziert und als Geschwindigkeits-Sollwert v_soll an einem Vergleicher 16 ausgegeben wird, wo es - für jedes Rad mit der jeweiligen Radumdrehungsgeschwindigkeit v_r1 bis v_rn verglichen wird. Das Ausgangssignal des Vergleichers 16 stellt dann die Regelabweichung der Radumdrehungsgeschwindigkeit dar, das dem Regler 18 zugeführt wird.

Dieser Regler 18 ist hier wie folgt aufgebaut. Ein konti nuierlicher PID-Regler 26 erzeugt ein Sollwert-Signal P_soll für den einzusteuernden Bremsdruck, das in einem Vergleicher 27 mit dem Istwert P_ist des tatsächlichen Bremsdruckes des jeweiligen Rades verglichen wird. Das Ausgangssignal des Vergleichers 27 wird einem Drei-Punkt-Regler 28 zugeführt, der das jeweilige Ventil 19.1 bis 19.n der einzelnen brems baren Räder ansteuert. Diese Ventile haben drei Schalt stellungen, nämlich "Druck erhöhen", "Druck halten" und "Druck absenken". Das Ausgangssignal des Dreipunkt-Reglers 28 wird einem Rechenschaltkreis 29 zugeführt, der aus den Öffnungs- und Schließzeiten für die Ventile einen Schätzwert für den tatsächlichen Druck P_ist ermittelt, der sowohl dem Vergleicher 27 als auch dem Summierer 23 zugeführt wird. Weiterhin wird dieser Wert einem Schaltkreis 30 zugeführt, der die Parameter des PID-Reglers 26, insbesondere die Verstärkungsfaktoren für den Proportional, den Integral- und den Differential-Anteil des PID-Reglers 26 einstellt.

Der Vergleicher 16, der Regler 18 und der Multiplikations schaltkreis 31 sind hier nur für ein Rad dargestellt. Bei einer Einzelrad-Regelung sind diese Baugruppen für jedes Rad gesondert vorhanden oder, insbesondere wenn in Digital technik gearbeitet wird, durch einen Mikroprozessor reali siert, der zeitlich nacheinander oder im Time-Sharing-Ver fahren die Steuergrößen für die einzelnen Bremsventile 19.1-19.n ermittelt.

Bezüglich des Multiplikationsschaltkreises 31, der die Winkelgeschwindigkeit mit dem Radradius R multipliziert, sei noch erwähnt, daß dieser Schaltkreis selbstverständlich fortgelassen werden kann, wenn das Ausgangssignal der Sensoren 2.1-2.n auf den Radradius normiert ist oder wenn der Faktor α₁ entsprechend normiert wird. Bei mathe matisch korrekter Ableitung ist der Faktor α₁ entsprechend Gleichung (5) festzulegen, wenn das Ausgangssignal der Sensoren 2.1-2.n der Winkelgeschwindigkeit entspricht. Ist deren Ausgangssignal dagegen proportional der Radumdreh ungsgeschwindigkeit, d. h. dem Produkt aus Winkelgeschwindig keit mal Radradius, so wäre der Faktor α₁ abweichend von Gleichung (5) auf den Wert ΘM/R einzustellen. Da - wie oben erwähnt - der Faktor α₁ fahrzeugspezifisch als Konstante festgelegt wird und sich nicht ändert, wird man bei Festle gung dieses Faktors auch die Art der verwendeten Radumdreh ungsgeschwindigkeitssensoren 2.1-2.n berücksichtigen.

Zu dem Filter 32 sei noch angeführt, daß es dazu dient, Mit- bzw. Gegenkopplungen mit der Schlupfregelung zu ver meiden und im Ergebnis das Zeitverhalten der Referenzge schwindigkeit aus dem Zeitbereich der Schlupfregelung trans feriert, wozu vorzugsweise ein Kalman-Filter eingesetzt wird. Schließlich sei darauf hingewiesen, daß dem Fachmann klar ist, daß alle beschriebenen Funktionen der Baugruppen 3 bis 18 und 20 bis 32 auch durch einen programmierten Mikroprozessor realisiert werden können.

Fig. 3 zeigt wie der Faktor α₂ während eines ABS-geregelten Bremsvorganges selbsttätig ermittelt bzw. "erlernt" wird. Dieser Faktor ist gemäß obiger Gleichung (6) der Quotient aus einer Brem senkonstante und der Fahrzeugmasse. Je nach Beladungszustand des Fahrzeuges kann sich dieser Faktor daher stark ändern. Gemäß Fig. 3 wird während eines Brems vorganges zu einem Zeitpunkt t₀ ein Rad, das hier als Rad x bezeichnet wird, aus der Blockierschutzregelung herausge nommen und für eine Zeitdauer schwächer oder gar nicht gebremst, so daß man davon ausgehen kann, daß dieses Rad keinen Schlupf hat. Diese Zeitdauer wird dadurch festgelegt, daß die zeitliche Ableitung des Radgeschwindigkeitssignales, d. h. die Radbeschleunigung sich für eine vorgegebene kürzere Zeitdauer praktisch nicht ändert, was bedeutet, daß das Fahrzeug aufgrund der Bremswirkung der anderen Rädern mit konstanter Verzögerung abgebremst wird. In dem Block 33 der Fig. 3 wird dann die gemessene Radumdrehungsgeschwindig keit v_Radx dieses Rades gleich der translatorischen Fahrzeug geschwindigkeit v_f gesetzt und dieser Wert auch gleich dem Wert (t₀) für den Zeitpunkt t₀ gesetzt. Zweckmäßigerweise wird der Wert von α₂ in diesem ersten Rechenschritt größer als erwartet angesetzt, womit man bezüglich der Referenzge schwindigkeit auf der sicheren Seite liegt.

Zu einem späteren Zeitpunkt t₁ (vgl. Block 35) wird in ähn licher Weise ein beliebiges Rad, das hier als Rad y bezeich net ist, unterbremst und die tatsächliche Fahrzeuggeschwin digkeit v_f gleich der Radumdrehungsgeschwindigkeit v_rady gesetzt. Ausgehend von der in den Blöcken 33 und 34 er mittelten Fahrzeuggeschwindigkeit v_f(t₀) als Anfangswert für die Integration im Integrierer 8 (Fig. 1 und 2) wird dann mit dem Wert α₂ aus Block 34 eine Fahrzeuggeschwindig keit (t₁) errechnet. Die Werte (t₁) und v_f(t₁) aus Block 35 werden in Block 36 miteinander verglichen. Stimmen diese Werte überein, so war α₂ richtig gewählt. Stimmen sie nicht überein, wird α₂ modifiziert, bis der Wert (t₁) mit dem neuen Wert von α₂ gleich dem gemessenen Wert v_f(t₁) ist.

Zu einem späteren Zeitpunkt t₂ werden entsprechend den Blöcken 37 und 38 diese Schritte wiederholt, wobei man als Anfangswert für die Integration im Block 38 den Wert v_f(t₁) aus Block 35 nimmt. Die Schritte der Blöcke 35, 36, 37 und 38 können beliebig oft wiederholt werden, um den Wert von α₂ zu verbessern. In der Praxis hat sich allerdings herausgestellt, daß nach zwei, spätestens drei solcher Rechenvorgänge der Wert von α₂ sich nicht mehr ändert und damit den "richtigen" Wert angenommen hat.

Claims

1. Verfahren zum Erzeugen eines der translatorischen Geschwindigkeit eines Fahrzeuges entsprechenden Referenzsignales , bei dem die Radumdrehungs geschwindigkeit mindestens eines Rades gemessen und mit weiteren gemessen und/oder gespeicherten Werten zur Bildung des Referenzgeschwindigkeitssignales verknüpft wird, mit folgenden Schritten:

a) Messen der Radumdrehungsgeschwindigkeit aller bremsbaren bzw. antreibbaren Räder des Fahrzeuges;
b) Bestimmen der Summe der Bremsdrücke P_i aller bremsbaren Räder;
c) Bilden der Summe der zeitlichen Ableitung b_i der gemes senen Radumdrehungsgeschwindigkeiten;
d) Multiplikation der in den beiden Schritten zuvor erhaltenen Werte mit fahrzeugspezifischen, gespeicher ten Werten α₁ und α₂;
e) Bilden des zeitlichen Integrals
der Summe der im Schritt d) erhaltenen Werte zur Bildung des Referenzgeschwindigkeitssignales ;
wobei der fahrzeugspezifische Wert α₂ gemäß folgenden Schritten während einer blockierschutzgeregelten Bremsung ermittelt wird:
f) Absenken des Bremsdruckes eines ausgewählten Rades zu einem ersten Zeitpunkt t₀, solange, bis die zeitliche Ableitung der Radumdrehungsgeschwindigkeit dieses Rades für eine vorgegebene Zeitdauer innerhalb vorgege bener Grenzwerte bleibt;
g) Speichern der Radumdrehungsgeschwindigkeit dieses Rades als aktuelle Referenzgeschwindigkeit des Fahrzeuges;
h) Einbremsen dieses Rades gemäß der aktuellen Bremsanforderung;
i) Ermitteln des Referenzgeschwindigkeitssignales zu einem zweiten Zeitpunkt (t₁) während der Bremsung durch zeitliche Integration eines Referenzbeschleunigungssig nales vom ersten Zeitpunkt (t₀) bis zum zweiten Zeit punkt (t₁), unter Verwendung eines beliebig vorge gebenen, fahrzeugspezifischen Wertes α₂;
j) Absenken des Bremsdruckes eines weiteren beliebigen Rades, solange, bis die zeitliche Ableitung der Radum drehungsgeschwindigkeit dieses Rades für einen vorge gebenen Zeitraum innerhalb vorgegebener Grenzen bleibt;
k) Vergleichen des Referenzgeschwindigkeitssignales () zum zweiten Zeitpunkt (t₁) mit dem Radumdrehungs geschwindigkeitssignal dieses Rades;
l) Verändern des fahrzeugspezifischen Wertes α₂ auf einen solchen Wert, daß das Referenzgeschwindigkeitssignal zum zweiten Zeitpunkt (t₁) gleich dem gemessenen Radumdrehungsgeschwindigkeitssignal ist; und
m) Abspeichern des entsprechend veränderten fahrzeug spezifischen Wertes α₂.
n) wobei die Schritte f) bis l) zur Ermittlung des fahrzeugspezifischen Wertes α₂ iterativ wiederholt werden, solange, bis sich der auf diese Weise ermittelte fahrzeugspezifische Wert α₂ nicht mehr ändert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Referenzgeschwindigkeitssignal mit allen gemessen Radumdrehungsgeschwindigkeitssignalen verglichen wird,
daß der größte Wert aller dieser verglichenen Signale als neues Referenzgeschwindigkeitssignal gewählt wird und
daß dieses neue Referenzgeschwindigkeitssignal zur Regelung des Bremsdruckes verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fahrzeugspezifischen Werte (α₁, α₂) durch folgende Beziehungen bestimmbar sind:
α₁ = Θ/M.R² und
α₂ = k/M
wobei Θ das Massenträgheitsmoment eines Rades,
M die Fahrzeugmasse,
R der Radradius und
k eine Bremsenkonstante ist,
die sich aus dem Mittelwert des Quotienten von Bremskraft zu Bremsdruck ergibt.

4. Vorrichtung zum Erzeugen eines der translatorischen Geschwindigkeit eines Fahrzeuges entsprechenden Referenzgeschwindigkeitssignales mit mindestens einem Sensor (2), der die Radumdrehungsgeschwindigkeit eines Rades des Fahrzeuges mißt, mit einer Recheneinheit (4), die das Ausgangssignal des Sensors (2) mit weiteren gemessen und/oder gespeicherten Werten zur Bildung des Referenzgeschwindigkeitssignales verknüpft und mit einem Differenzierer (3), der die zeitliche Ableitung des Ausgangssignales des Sensors (2) bildet, wobei jedem bremsbaren bzw. antreibbaren Rad des Fahrzeuges ein Sensor (2.1 . . . 2.n) zugeordnet ist und eine Einrichtung (6) vorgesehen ist, die ein dem aktuellen Bremsdruck jedes bremsbaren bzw. antreibbaren Rades proportionales Signal erzeugt, wobei die Recheneinheit (4) das der translatorischen Fahrzeug geschwindigkeit () entsprechende Signal gemäß der Beziehung
bildet, bei der
b_i das zeitlich differenzierte Ausgangssignal des jeweiligen Sensors (2);
P_i das Ausgangssignal der Einrichtung (6) zur Ermittlung des Bremsdruckes jedes Rades; und
α₁ und α₂ fahrzeugspezifische, gespeicherte Größen sind, wobei zur Bestimmung der fahrzeugspezifischen Größe α₂ eine Einrichtung (33) vorgesehen ist, die zu einem ersten Zeitpunkt t₀ während einer Bremsung ein beliebiges Rad soweit unterbremst, daß sich dessen Beschleunigung für eine vorgegebene kurze Zeitdauer nicht ändert, wobei diese Einrichtung (33) die dann gemessene Radumdrehungsgeschwindigkeit (v_radx) gleich der translatorischen Fahrzeuggeschwindigkeit (t₀) setzt und letztere speichert,
wobei eine weitere Einrichtung (35) vorgesehen ist, die zu einem späteren Zeitpunkt t in gleicher Weise ein Rad unterbremst und die tatsächliche Fahrzeug geschwindigkeit v_f(t₁) gleich der Radumdrehungs geschwindigkeit dieses Rades setzt,
mit einer Einrichtung (34), die aus einem fest vorgegebenen Wert für α₂ gemäß obiger Beziehung einen Wert für die Fahrzeuggeschwindigkeit (t₁) ermittelt,
mit einer weiteren Einrichtung, die die Werte (t₁) und v_f(t₁) miteinander vergleicht und den Wert von α₂ so modifiziert, bis der Wert (t₁) mit dem neuen Wert von α₂ gleich dem gemessenen Wert v_f(t₁) ist und
mit weiteren Einrichtungen (37, 38) in denen die oben genannten Schritte solange wiederholt werden, bis sich der Wert von α₂ nicht mehr ändert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Maximalwert-Auswahlschaltkreis (10) vorgesehen ist, dessen Eingängen die Ausgangssignale der Sensoren (2.1 . . . 2.n) und das der Fahrzeuggeschwindigkeit () entsprechende Ausgangssignal der Recheneinheit (4) zuführbar sind, und daß am Ausgang (12) des Maxi malwert-Auswahlschaltkreises (10) der Maximalwert aller Eingangssignale ausgebbar ist, der das Referenzgeschwindigkeitssignal v_ref bildet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Referenzgeschwindigkeitssignal (v_ref) in einem Multiplizierer (13) mit einem in einem Speicher (14) gespeicherten Sollwert für den Schlupf multipliziert wird und einem Bremsdruckregelkreis (16, 18, 19) zuführbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsdruckregelkreis einen Proportional/-In tegral/Differential-Regler (26) aufweist sowie einen Schaltkreis (30) zur Einstellung der Verstärkungs faktoren dieses Reglers in Abhängigkeit von dem ermittelten Bremsdruck.