v^torganisatton FOR GEISTTGES EIGENTUM Internationales Biiro (11) Internationale Veroffentlichungsnummer: WO 00/52481

PC^T

v^TORGANISATTONFORGEISTTGESEIGENTUM

Internationales Biiro

INTERNATIONALE ANMELDUNG VEROFFENTLICHT NACHDEM VERTRAG OBER DIE INTERNATIONALE ZUSAMMENARBEITAUFDEM GEBIET DES PATENTWESENS (PCT)

(51) InternationalePatentklassifikation7

G01P 21/02, B60T 8/00 Al

(11) InternationaleVeroffentlichungsnummer:

WO

00/52481

(43)Internationales

Veroffentlichungsdatum

:

(21)Internationales Aktenzexchen:

(22)InternationalesAnmeldedatum:

PCT/EPOO/01380

19.Februar2000 (19.02.00)

(30) Prioritatsdaten:

19908549.8 199 08 547.1 199 39 979.4

27.Februar 1999(27.02.99) DE

27.Februar 1999(27.02.99) DE

24.August 1999(24.08.99) DE

(71)Anmelder (fur alle Bestimmungsstaaten ausser US): CON- TINENTAL TEVES AG & CO. OHG [DE/DE]; Guer- ickestrasse 7, D-60488Frankfurt (DE).

(72)Erfinder; und

(75)Erfinder/Anmelder (nur fur US): KLUSEMANN, Rainer [DE/DE]; Sonnenweg 109,D-60529Frankfurt/M. (DE).

(74)GemcinsamerVertreter: CONTINENTAL TEVES AG &

CO. OHG; Guerickestrasse7,D-60488 Frankfurt (DE).

8.September2000(08.09.00)

(81)Bestimmungsstaaten: JP, US, europaisches Patent (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL,PT, SE).

VerofTentlicht

MilinternationalemRecherchenberichu

VorAblaufder furAnderungenderAnspruche zugelassenen Frist; Veroffentlichung wird wiederholtfalls Anderungen

eintreffen.

(54) Title: METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE VEHICLE REFERENCE SPEED AND FOR DETECTING AN

INCORRECTVEHICLE REFERENCESPEED OFANALL-WHEEL-DRIVE VEHICLE

(54)Bezeichnung: VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR ERMITTLUNG DER FAHRZEUGREFERENZGESCHWINDIGKEIT UND ZUR ERKENNUNG EINER UNRICHTIGEN FAHRZEUGREFERENZGESCHWINDIGKEIT EINES ALL- RADGETRIEBENEN FAHRZEUGS

(57)Abstract

The invention relates toamethod and a device for determiningthevehicle reference speed andfor detecting anincorrect vehicle referencespeed of an all-wheel-drive vehicle.

The vehicle referencespeed is determined on the basis ofoneormorewheel speeds. The

inventivemethodcomprisesthefollowingsteps: determininga vehicle accelerationfrom the vehicle referencespeedand/orfrom oneormorewheel speeds, determining a driving torque and/ormeasuringthe vehicle acceleration with asensor, comparingthedetermined_vehicle accelerationandthedriving torque and/or themeasuredvehicleacceleration, and modifying the vehicle referencespeed on the basis ofsaid comparison. The invention alsorelates to a method for detectingan incorrect vehicle reference speed of an all-wheel-drive vehicle according to which the vehicle reference speed is determined on thebasis ofoneormore wheel speeds and/orextrapolatedfromgivenvalues, and oneormorewheels aredecoupled fromthedrive. Themethodofdetectionis basedon therunningbehaviorofthedecoupled wheel(s).

(57) Zusammenfassung

Ein Verfahren zur Ermittlung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit eines allradgetriebenen Fahrzeugs, wobei die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit aus einer oder mehreren Radgeschwindigkeiten _{ermittelt wird, hat die Schritte: Ermitteln}

einer Fahrzeugbeschleunigung _aus der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit und/oder aus einer oder mehreren Radgeschwindigkeiten, Ermitteln eines Antriebsmoments und/oder Messen der Fahrzeugbeschleunigung mit einem Sensor, vergleichende Betrachtung der

ermittelten Fahrzeugbeschleunigung und des Antriebsmoments und/oder der gemessenen Fahrzeugbeschleunigung, und Modifizieren der hahrzeugreferenzgeschwindigkeit in Abhangigkeit von der vergleichenden Betrachtung. In einem Verfahren zur Erkennung einer unricntigen Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit _eines allradgetriebenen Fahrzeugs, wobei die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit aus einer odermehreren Radgeschwindigkeiten ermitteltund/oder anhand gegebenerWerte extrapoliert wird, werdenein odermehrere Radervom Antnebentkoppelt,und dieErkennungerfolgtbezugnehmendaufdas Laufverhaltendes bzw. der entkoppelten Rader.

LEDIGLICHZUR INFORMATION

Codes zur Identifizierung vonPCT-Vertragsstaaten aufden KopfbogenderSchriften, die InternationaleAnmeldungengemassdem PCT veroffentlichen.

AL Albanien ES Spanien LS Lesotho SI Slowenien

AM Armenien FI Finnland LT Litauen SK Slowakei

AT Osterreich FR Frankreich LU Luxemburg SN Senegal

AU Australien GA Gabun LV Lettland SZ Swasiland

AZ Aserbaidschan GB VerebiigtesKdnigreich MC Monaco TD Tschad

BA Bosnicn-Herzegowina GE Georgien MD RepublikMoldau TG Togo

BB Barbados GH Ghana MG ^Madagaskar TJ Tadschikistan

BE Belgien GN Guinea MK Die ehemalige jugoslawische TM Turkmenistan

BF Burkina Faso GR Griechenland RepublikMazedonien TR Turkei

BG Bulgarien HU Ungam ML Mali TT Trinidadund Tobago

BJ Benin IE Irland MN Mongolei UA ^Ukraine

BR Brasilien IL Israel MR Mauretanien VG Uganda

BY Belarus IS Island MW ^Malawi US Vereinigte Staatenvon

CA Kanada IT Ttalien MX Mexiko Amerika

CF ZentralafrikanischeRepublik JP Japan NE Niger uz Usbekistan

CG Kongo KE Kenia NL Niederlande VN Vietnam

CH Schweiz KG Kirgisistan NO Norwegen YU Jugoslawien

CI Cdted'lvoire KP DemokratischeVolksrepublik NZ Neuseeland zw Zimbabwe

CM Kamerun Korea PL Polen

CN China KR RepublikKorea PT Portugal

cu Kuba KZ Kasachstan RO Rumanien

cz TschechischeRepublik LC St.Lucia RU RussischeFOderation

DE Deutschland LI Liechtenstein SD Sudan

DK Danemark LK SriLanka SE Schweden

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Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Fahrzeugref^e- renzgeschwindigkeit und zur Erkennung einer unrichtigen Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit eines allradgetriebenen Fahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein Verfahren _{und eine} Vorrichtung zur Ermittlung _der Fahrzeugref erenzgeschwindigkeit _{und zur} Erkennung einer unrichtigen Fahrzeugref erenzgeschwindigkeit eines allradgetriebenen _Fahrzeugs gemaB den Oberbegriffen der unabhangigen Anspriiche. Ein entsprechendes Ermittlungs- verf ahren ist aus der DE 197 32 554 bekannt.

Bei allradgetriebenen Fahrzeugen tritt das Problem _{auf, daB} alle Rader Antriebsschlupf aufweisen _{konnen, so daB im An-} triebsfall _{kein Mali fur die} Fahrzeugref erenzgeschwindig- keit, die iiblicherweise aus den Radgeschwindigkeiten _ermit- telt wird, vorliegt. Bei einachsig angetriebenen _Fahrzeugen kann dieses Problem _im Antriebsfall nicht _{auftreten, da zu-} mindest _{die nicht}

angetriebene Achse keinen Antriebsschlupf aufweisen kann. Deren Rader konnen somit _{immer als} Ma/3 fur die Referenzgeschwindigkeit verwendet _werden.

Aus der DE 197 32 554 Al sind ein Verfahren und eine Vor- richtung _zur Bestimmung _der Geschwindigkeit eines allradge- triebenen Fahrzeugs _{bekannt. Hier} werden einzelne Radbe- schleunigungen _zum herrschenden Motormoment in Beziehung gesetzt und untereinander verglichen, urn ggf. den Zustand, daB alle Rader durchdrehen, zunachst erkennen und dann Ab- hilfen treffen zu konnen. Nachteil dieses Verfahrens _ist, daB aus verschiedenen Grunden die Erkennungsschwellen _zur Vermeidung _von Fehlerkennungen vergleichsweise grob gewahlt werden _{mussen, so daB die} Erkennung nicht _{sehr genau ist.}

Daruber hinaus ergibt _sich aufgrund _der getrennten Betrach-

ERSATZBLATT (REGEL ₂₆₎

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tung einzelner Radbeschleunigungen ein vergleichsweise _ho- her Datenverarbeitungsaufwand.

Aufgabe _der Erfindung _{ist es, ein}

Verfahren und eine Vor- rxchtung zur Ermittlung _{der Fahr2eugreferen}

2geschwindigkeit anzugeben, die zuverlassig _und nit geringem Aufwand zu

richtigen Ergebnissen _fuhren.

Wenn Situationen _{auftreten, in denen}

die Radgeschwindigkei- ten alleine nicht mehr zur zuverlassigen Bestimmung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit ausreichen, werden _Ersatz- strategien verwendet. Solche Zustande konnen vergleichswei- se lange andauern, beispielsweise wenn ein Fahrer auf nied- ri9em Reibwert mit durchdrehenden Radern fahrt oder wenn unter bestimmten Bedingungen bei der Bergfahrt, insbesonde- re bergab, beschleunigt _{wird. Die} ersatzweise

(beispielsweise durch Extrapolation) ermittelte Fahrzeugre- ferenzgeschwindigkeit _{wird dann}

zunehmend ungenau, und es

besteht das Bedurfnis, _zum einen zu erkennen, ob der er- satzweise, beispielsweise durch Extrapolation ermittelte Wert _noch hinreichend _{genau ist, und wenn}

nicht, ggf. an- derweitig ein genaueres Signal zu erzeugen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung _{ist es,} ein Verfahren und eine Vorrichtung _anzugeben, mit denen eine unrichtige Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit _erkannt

und ggf. ia modifi^_ 21

! r

!

er We±Se erm±ttelt werde_* kann. Diese Aufgaben werden mit Merkmalen

^r

unabhangigen Anspruche _gelost. Abhan- gige Anspruche _{sind auf}

bevorzugte Ausfuhrungsf ormen der Erfindung _gerichtet.

Neben _der Ermittlung der Fahrzeugref erenzgeschwindigkeit aus den Signalen eines oder mehrerer Radsensoren wird _mit- telbar oder unmittelbar _{aus den}

Radsignalen die Fahrzeugbe- schleunigung, insbesondere _die Fahrzeuglangsbeschleunigung,

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ermittelt _{und diese in einer} vergleichenden Betrachtung zu einem Antriebsmoment _{und/oder zu einer mit} einem Sensor ge- messenen Fahrzeugbeschleunigung _in Beziehung _{gesetzt. Ins-} besondere erfolgt eine Plausibilitatsbeurteilung _{der aus} den Radgeschwindigkeiten ermittelten Fahrzeugbeschleuni- gung. wenn _{diese in} Anbetracht der gemessenen Fahrzeugbe- schleunigung oder des Antriebsmoments unplausibel _er- scheint, wird die aus den Radsensoren ermittelte Fahrzeu- greferenzgeschwindigkeit modif iziert_, beispielsweise _indem sie anhand _einer Fahrzeugbeschleunigung extrapoliert _wird.

insbesondere kann ein zuletzt als richtig angesehener Wert der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit _mit einem noch plausi- blen wert der Fahrzeugbeschleunigung extrapoliert _werden.

Es kann _eine Tabelle vorgesehen _{sein, die} Beschleunigungs- werte in Abhangigkeit _{von einem} Antriebsmoment _{und ggf}

.

auch in Abhangigkeit von der Getriebestuf_e des Fahrzeugs enthalt. Dieser Tabelle konnen also tabellierte Beschleuni- gungen _{nach Mafigabe} des Antriebsmoments und ggf. nach Mafl-

gabe der Getriebestuf_e und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit entnommen _werden, wobei diese tabellierte Beschleunigung mit der aus den Radsignalen ermittelten Beschleunigung ver- glichen _wird.

Bei einem Verfahren zur Erkennung einer unrichtigen _Fahr- zeugreferenzgeschwindigkeit _eines allradgetriebenen _Fahr- zeugs konnen _ein oder mehrere _Rader vom Antrieb entkoppelt werden, wobei die Erkennung der unrichtigen Fahrzeug-

referenzgeschwindigkeit bezugnehmend _auf das Laufverhalten des bzw. der entkoppelten Rader erfolgt.

Die Entkopplung kann beispielsweise achsweise _{erfolgen, in-} dem eine Achse durch eine geeignete Mittenkupplung vom An- trieb entkoppelt _{wird. Die} Entkopplung kann in Abhangigkeit

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IZn

'ahrS

"

^Uatl°n

—

Fahrzeugs erfolgen. Die Erkennung

kann rnsbesondere bezugnehmend auf das Laufverhalten _der abgekoppelten Rader unmittelbar nach den, Abkoppeln _erfol- gen. Es kann der Gradient (Beschleunigung, gg^£. negativ, untersucht _und insbesondere mit einem Schwellenwert

,gg^f.

ebenfalls negativ) verglichen werden.

Vorzugsweise _{konunt das}

Erkennungsverf ahren dann _{zum Ein-}

"eDn

"

^ne -odifizierte Fahrzeugreferenzgeschwindig- kert wie weiter =be„ beschrieben insbesondere _{uber ia}

„ gere zext hxnweg er-ittelt wurde. _Es kann dann uberpruft _werden,

r^T"

^"°di£i

^-

^{erte ^hrzeugreferenzgeschwi„digkeit}

noch der tatsichlichen

Geschwindigkeit entspricht. „ird die

ZtlTT*

^{Fahr2eU're£e}

"-^-h„i„di

gk eit axs unrichti_g erkannt, kann e.n abgeSndertes Verfahren _{zur Besti„,un}

g der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit herangezogen _{werden, bei-} sprelsweise inden die Fahrzeugreferenzgesehwindigkeit _aus den^Radsensorsignalen der dann abgekoppeiten RSder

bestir

Nachfolgend werden einzelne AusfUhrungsforrcen der _Erfindung bezugnehmend _auf

die Zeichnungen beschrieben. Es zei_ge„=

Fig

Fig. 1 ein

schematises

Blockdiagramm eines Fahrzeugs, _in dem die Erfindung implementiert sein kann-

> ein

schematises

Blockdiagramm einer Ermittlungs- vorrichtung;

Fig- ₃ eine beispielhaf_te Tabelle;

Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Erkennungsvorrichtung, _und Fig. 5 ein

schematises

Diagramm eines Verfahrens _{2Ur Be-}

stxmmung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit

.

Ill*

l

Ze±gt SChemat±SCh Komponenten eines Fahrzeugs. _I0a-d sxnd dxe Rader des Fahrzeugs, _ila-d die den jeweiligen _Ra-

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dern zugeordneten Radsensoren, die Signale betreffend _die Radgeschwindigkeit und andere Daten liefern. _{12a ist} die Vorderachse, 12b die Hinterachse. ₁₃ ist der _{Antrieb, ins-} besondere der Motor. _14a ist das Schaltgetriebe, _{14b das} Mittengetriebe. _14c und 14d sind Differentiale in den Ach- sen. 15a ist ein Drehzahlsensor_{, 15b} ein Drehmomentensen-

sor, beide am Abtrieb des Motors. 16 ist ein (optional vor- gesehener) Beschleunigungssensor. 17 ist eine Auswertevor- richtung, die einzelne Komponenten bzw. Vorrichtungen _ent- halten kann. Sie kann die Bremsen- _{und die} Motorregelung umfassen. Sie erzeugt Ausgangssignale 18 fur (nicht gezeig- te) Stellglieder wie Radbremsen, Drosselklappe, _usw. Die vorrichtung ₁₇ empfangt _die Signale der genannten _Sensoren und ermittelt aus ihnen neben vielerlei _GroJien und Signalen die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit, die ihrerseits in vie- len Komponenten der Vorrichtung ₁₇ benotigt wird.

Fig. ₂ zeigt als schematisches Blockdiagramm eine Vorrich- tung zur Ermittlung _der Fahrzeugref erenzgeschwindigkeit. 21 ist eine erste Ermittlungseinrichtung _zur Ermittlung _der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit _aus einer oder mehreren Radgeschwindigkeiten. Sie kann in bekannter Weise _arbeiten.

Leitung 21a symbolisiert _die Fahrzeugref erenzgeschwindig- keit V_{ref. 22 ist} eine zweite Ermittlungseinrichtung, _die die Fahrzeugbeschleunigung Aref ermittelt, hier aus der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit v_ref. 22a symbolisiert A_ref•

23 symbolisiert eine dritte Ermittlungseinrichtung _{zum Er-} mitteln eines Antriebsmoments. Sie wird Signale vom Sensor 15b beispielsweise _am Motorabtrieb empfangen _{und diese je} nach Notwendigkeit aufbereiten _bzw. weiterleiten. 24 und 25 bilden zusammen eine Vergleichseinrichtung _{fiir eine ver-} gleichende Betrachtung _der ermittelten Fahrzeugbeschleuni-

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gung Aref und des Antriebsmoments Mmot^{, das} durch Leitung 23a symbolisiert _ist.

Vergleichbare GroBen konnen erzeugt werden, indem beispielsweise _in einem Speicher ₂₄ Beschleu- nxgungswerte gespeichert _und dann nach MaBgabe des Motormo- ments Mmot ^als tabellierte Beschleunigung A_tab liber Leitung 24a ausgelesen _{und in einem} Vergleicher _{25 mit der Fahr-} zeugreferenzbeschleunigung _{Aref 22a}

verglichen werden. 24b symbolisiert _eine Adressiereinrichtung _{fur den Speicher} Die Adressiereinrichtung _{24b kann auf} 24.

den Speicher nach MaBgabe _des Motormoments _auf Leitung _{23a zugreifen. Weitere} ExnfluBgroBen konnen die Getriebestuf en (symbolisiert durch Lextung _{23b) und} die Fahrzeugref erenzgeschwindigkeit V_ref

(symbolisiert durch die Verlangerung der Leitung. 21a) sein.

la Vergleicher ₂₅ werden _die tabellierte Beschleunigung Atab und die Fahrzeugreferenzbeschleunigung A_ref miteinan- der verglichen. Ergibt der Vergleich unplausible Werte

(xnsbesondere A_{ref > Atab)/ wird dies als}

Hinweis auf eine unrxchtige Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit V_ref verstanden, und exne Modifizierungseinrichtung ₂₆ wird entsprechend _ak- txvxert, urn eine modifizierte Fahrzeugref erenzgeschwindig- keit vmod ^auf Leitung _{26a zur} weiteren Verwendung auszuge- ben. Erfolgt keine Modif izierung, wird auf Leitung _26a V_rGf

ausgegeben. ^x

Das Antriebsmoment Mmot kann beispielsweise _das Motorab- trxebsmoment (entsprechend dem Eingangsmoment _des Schaltge- trxebes) sein oder es kann das Ausgangsmoment _des Schaltge- trxebes _sein. Wenn der EinfluB des Schaltgetriebes beruck- sxchtxgt werden _{muB, kann die}

Information uber die Getrie- bestufe _{(Leitung 23b)}

entweder durch Drehzahlbetrachtungen (Motordrehzahl im Vergleich _zur Raddrehzahl) oder durch Auswerten _eines expliziten _Signals

(beispielsweise bei Au- tomatikgetriebe) erzeugt _werden.

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In bestimmten Ausfiihrungsformen kann anstelle der tabel- lierten Beschleunigung A_{tab auch} eine unabhangig gemessene Fahrzeugbeschleunigung, beispielsweise aus einem Sensor,

A_sensr symbolisiert durch Leitung 16a, zum Vergleich im Vergleicher ₂₅ herangezogen _werden. Auch oder statt dessen kann eine gemessene Beschleunigung A_sens zur Extrapolierung einer Fahrzeugref erenzgeschwindigkeit V_ref zum Erhalt der modifizierten Fahrzeugref erenzgeschwindigkeit Vmod verwen- det werden.

Bevor nachfolgend bezugnehmend _{auf Fig. 3 eine} Ausfuhrungs- form der Tabelle 2 4 erlautert _wird, werden kurz die physi- kalischen Hintergrunde dargestellt:

Beim Durchdrehen aller Rader (beispielsweise auf Nied- rigreibwert) zeigen alle Radsensoren Radgeschwindigkeiten an, die deutlich iiber der Fahrzeuggeschwindigkeit _liegen.

Demzufolge wird auch die aus den Radsensorsignalen _ermit- telte Fahrzeugref erenzgeschwindigkeit V_ref zu hoch liegen.

Auch _{die daraus} ermittelte Fahrzeugref erenzbeschleunigung A_ref wird zu hoch sein. Andererseits spiegelt entweder das Motormoment M_{mot 23a} oder die gemessene Fahrzeugbeschleuni- gung A_{sens reale} Verhaltnisse und insbesondere _niedrigere Beschleunigungen _{wider. Denn} wenn alle Rader durchdrehen

( "Abreifien" _{) ,} sinkt das Antriebsmoment (das vom Motor abge- gebene Moment), da "nur" der Antriebsstrang zu beschleuni- gen und die Reibungskraft zwischen Rad und Fahrbahn zu

uberwinden _{ist, aber nicht} mehr das Fahrzeug _{mit seiner ho-} hen Masse beschleunigt werden muJ3. Deshalb kann aus Motor- moment _ggf

. in Verbindung mit Getriebestufe und Fahrzeugge- schwindigkeit _auf plausible/mogliche Fahrzeugbeschleunigun- gen beispielsweise unter Verwendung einer Tabelle geschlos- sen werden, die dann zum Vergleich mit der sich mittelbar

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aus den Radsensorsignalen

ergebenden Fahrzeugbeschleunigun, Aref verwendet werden _k6nnen.

Fig. ₃ zeigt eine Ausftthrungsfor, der Tabelle 24. sie ta-

m!L

ller M

BSS°hleUni_'u"9en A_{tab in} Abhangigkeit von Motorao^. menten naot oezeigt _{si „d auf} die Fallbeschleunigung _g

<= 9,81 m/s

> normierte _Werte. Die moglichen Momentenwerte

"mot sind in Bereiche unterteilt. Fur diese Bereiche sind maxunal mSgliche

Fahrzeugbeschleunigungen angegeben. Hit steigendem

Hoto»t

Mmot steigt auch die jeweils tabel- lrerte Beschleunigung A_tab. Eine Ausnahme _in der Tabellie- rung _lst fUr sehr niedrige Antriebsmomentenwerte

MotorT^",

^SChlSpp

— ^-stives

^{AntriebSI„on,ent,}

bIscm!

BreKS6> V°r9eSehen

- Hi

« ^

^{wieder hahere}

Beschleunrgungswerte _angegeben.

Damit wird der Moglichkeit Rechnun, _{getragen, daB}

eine eventuell _zu tief liegende Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit

vorliegen _kann. Im nicht angetriebenen _rail

,Mmot ^< 0) kann durch die ge2ei

glexchsweise hohe Wahl der Beschleunigung die Fahrzeugrefe- renzges chw,nd igkeit wl eder schnell _an die tatsachlichl

Fahrzeuggeschwindigkeit

herangefuhrt _werden, venn der ta- bellrerte Wert dann zum Extrapolieren _der Fahrzeugreferenz- geschwmdigkeit herangezogen wird greterenz

1^ ITrllt 7/T

^{3 h}

^{" aU}

^Weitere"

« ¹

Fah

"

^e

^s.

_Gleicne Antriebsmomente

"T -^"chiedlichen

Getriebestufen _zu unter-

sL: _l::"

e" BeSChleUni

^"^

ⁿ- Getriebestufen

ITJ

^{u 9er* BeSchleuni9™9=werte A}tab tabelliert. Der che (xnsbesondere funf oder mehr Bereiche, unterteilt sein

21,

^GStr

"

beStufe

einzelne Tabellen-zeile"

L-

ZT71

^{"I Inn}

"

^halb Siner G

«^^«ufe

kann auch noch nach HaBgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit

unterschieden „er-

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Urn bei Lastwechseln, _z.B. beim Schalten des Schaltgetrie- bes, aus der Uberdrehphase die Fahrzeugreferenzgeschwindig- keit jedoch nicht falschlicherweise anzuheben, kann beim Ubergang _des Motormoments zu Werten kleiner Null noch fur einen gewissen Zeitraum (z.B. 200 ^- 400 ms) weiter _{mit der} kleinsten moglichen Beschleunigung der jeweiligen Gangstufe

(in Fig. _{3, 2.} Spalte von rechts) die Fahrzeugref erenzge- schwindigkeit durch Extrapolation modifiziert _werden.

Fig. ₄ zeigt schematisch _eine Vorrichtung _zur Erkennung _ei- ner unrichtigen Fahrzeuggeschwindigkeit _eines allradgetrie- benen _{Fahrzeugs. Es} konnen dabei gleiche bzw. modif izierte Komponenten _{wie in Fig. 2} verwendet werden. 40 ist eine vierte Ermittlungseinrichtung _zum Ermitteln _der Fahrzeugre- ferenzgeschwindigkeit. _{sie kann} beispielsweise insgesamt des Bezugszeichen _{20 aus Fig. 2} umfassen (Komponenten 21 bis _26), oder sie kann nur fur die erste Ermittlungsein- richtung _{21 stehen. Sie kann die}

Fahrzeugref erenzgeschwin- digkeit bezugnehmend _auf die Radsignale von den Sensoren lla-d und ggf. auch extrapoliert ermitteln _{und iiber} Leitung 40a zur weiteren Verwendung _{ausgeben. 41} bezeichnet einen Teil einer Abkoppeleinrichtung, mit der ein oder mehrere Rader, beispielsweise die Rader einer Achse, vom Fahrzeug- antrieb abgekoppelt werden _{konnen. Die} Einrichtung _{41 kann} mit beispielsweise _einer Mittenkupplung _{14b im} Fahrzeug zu- sammenwirken, indem sie das Offnen der Mittenkupplung _14b veranlafit, so daB eine der Achsen, beispielsweise _{die Hin-} terachse, vom Antrieb abgekoppelt wird. Sofern diese Rader nicht gebremst _{sind, konnen sie} dann frei abrollen.

Die Abkopplung _von Radern vom Antriebsstrang _{kann nach Ma/3-} gabe von Fahrzustanden _{und ggf.} entsprechenden Zeitverlau- fen im _{Fahrzeug, die in} einer Erkennungseinrichtung ₄₂

uberpruft _bzw. erkannt werden, _veranlafit werden. Die Erken-

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9nale _43, die auch die Radsignaie _and weitere Sensorsignale S

7;

ltelle Steuerungssignale umfassen kSnnen. _sie kann auch dre Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit _40a bz

w

^. _{die modi-}

fizxerte Fahrzeugreferenzgesohwindigkeit empfangen.

wenn _bestiroate

Bedingungen herrschen, „ird mittels Einrich- tung _(Leitung,

41 das 0ff nen der Mittenkupplung _{14b veran-}

laflt Es konnen dann _die Radsignale der abgekoppelten _Rader

2

Laufverhalten uberwacht warden. Dies geschieht in der Uberwachungseinrichtung _44, die mit denjenigen _Radsi-

IHT

^{be!UfSChla9t "ird< die}

™ ^-«

abgekoppelten _Radern sta-en.

Em

schnelles Absinken _der jeweiiigen Raddrehzah- len i.t

„» ^Hindis

darauf, dafi bisher Antriebsschlupf _vor- lag. sonut kann beispielsweise _tiberpruft

werden, ob der

<*^"*

l-»»i»»»«> SineS _°d

« ^gekop-

ver sch

tek°PPlU

^ ^«««ti~r

^als ein negati- ver Schwellenwert _ist.

I- "eiteren Verlauf kann dann beispielsweise so verfahren

HIT:

^{Sl9nale n° 0h} -^etriebenen Rader ausge- blendet werden (syrcbolisiert durch Schalter ₄₅₎ und die Fahrzeugreferenzgesohwindigkeit

lediglich bezugnetaend _auf der Ermr^lungse.nr.chtung _{40 ka}me de.entspreohend _{sine mo-} d^fxzrerte Ermittlungsstrategie _zum Einsatz.

Das Abkoppeln _von

RMern

_eines allradgetriebenen _Fahrzeugs 9re£erenzgesch_W1ndigkeit kann insbesondere _in den _foigenden

Sxtuationen sinnvoll _sein: ⁹

1. Die bezugnehmend _auf alle Radsignale eraittelte _Oder extrapolierte Fahr2eugreferenzgeschwindigkeit _{(z.B. auf}

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Leitung _{26a in Fig. 2) liegt} oberhalb der tatsachlichen Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Folge ist eine zu unemp- findliche Antriebsschlupf_{regelung. Das} Fahrzeug _{ist in-} stabil bzw. nicht lenkfahig.

2. Die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit liegt unterhalb der tatsachlichen Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Folge ist z.B. eine zu empf indliche Antriebsschlupf_{regelung, da} sich fur die Regelung Antriebsschlupf zeigt, der tat- sachlich nicht vorhanden ist.

Zu _1.: Die Situation _{kann bei} niedrigen Fahrbahnreibwerten (nasse Fahrbahn, Glatteis) auftreten. Alle Rader _drehen durch und zeigen somit eine tatsachlich nicht vorhandene hohe Fahrzeuggeschwindigkeit _an. Beim Abkoppeln einer Achse vom Antrieb werden _die abgekoppelten Rader binnen kurzem abgebremst und nehmen eine Drehgeschwindigkeit entsprechend der tatsachlichen Fahrzeuggeschwindigkeit an. Dies stellt sich als negativer Gradient der Radgeschwindigkeit _{nach der} Abkopplung _{des Rads} vom Antrieb dar. Es muJ3 dann _{die Fahr-}

zeugreferenzgeschwindigkeit _{hin zu} kleineren werten korri- giert werden. Zur Erkennung dieser Situation konnen mehrere oder alle der nachfolgend genannten Bedingungen abgefragt werden

:

- Aktivierung der Antriebsschlupf_regelung; dieses Kriteri- um weist darauf hin, daJ3 Antriebsschlupf erkannt wurde.

- Die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit wird schon nicht mehr bezugnehmend _{auf die} Radsignale _{ermittelt, sondern} modifiziert, beispielsweise wie oben erwahnt extrapo- liert. Dieses Kriterium liefert einen Hinweis darauf, daB die Radmuster unplausibel _hohe Werte zeigen.

- Die tatsachliche Fahrzeugbeschleunigung (beispielsweise aus Tabelle gemafi Fig. 3 oder gemessen durch Sensor) ist

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kleiner _als ein niedriger Schwellenwert _{(z.B. < o 2} Dieses Kriterium liefert einen Hinweis _auf niedrigeng)

Reibwert

.

- Der Radschlupf ist _{grofier als} eine Schwelle _(z.B. ent- sprechend _{1,5 km/h).}

Durch dieses Kriterium wird der An- trxebsfall erkannt.

- Die Antriebsschlupfregelung _des

Motors bewirkt seit ei- ner bestimmten Zeitdauer ununterbrochen Momentenzugabe

(z.B. _{t > 1 S}

), wahrend gleichzeitig Nierigreibwert _er- kannt wurde, oder sie befindet sich ununterbrochen _in der Momentenreduktion _{(t > 2 s).}

vorzugsweise werden mehrere oder alle obigen Kriterien UND- verkniipft abgefragt.

Zu 2 .

: Die genannte Situation kann bei Bergabf ahrten mit niedri9em Motormoment _auftreten, wenn die Fahrzeugref erenz- geschwindigkeit mit niedrigen Beschleunigungswerten, bei- spxelsweise _aus Tabelle ₃ extrapoliert _wurde. Bei Bergab- fahrten ist das Motormoment nicht bestimmend _fur die Fahr- zeugbeschleunigung, und auch ein Langsbeschleunigungssensor gxbt nxcht die tatsachliche Fahrzeugbeschleunigung _wider.

Die ermittelte Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit kann dadurch hxnter der tatsachlichen

Fahrzeuggeschwindigkeit zuruck- blexben. Wenn eine solche Situation vorliegt, wird sich bexm Abtrennen _von Radern vom Fahrzeugantrieb deren Drehge- schwindigkeit _nach dem Abtrennen nur unwesentlich _andern, da sie keinen Antriebsschlupf _{aufwiesen. in}

diesem Fall wxrd _{dann die}

Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit _zur

Anpassung an dxe tatsachliche Fahrzeuggeschwindigkeit _{zu hoheren Wer-} te hxn korrigiert. Zur Erkennung dieser moglichen Situati- on, also zum Veranlassen _{des Abkoppelns von}

Radern vom _An- trxeb, konnen mehrere oder alle der nachfolgend genannten Bedxngungen uberpruft _werden, wobei diese vorzugsweise _fur

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einen Mindestzeitraum (z.B. 300 ms oder mehr) erfullt _sein sollten:

Bei Vorhandensein _eines Langsbeschleunigungssensors _ist dessen Beschleunigungssignal _{urn eine Schwelle} kleiner als die aus den Radsignalen ermittelte Fahrzeugref^e- renzbeschleunigung. Dies gibt einen Hinweis auf Berg-

fahrt

.

Das Motormoment muR grofier als Null sein. Dies gibt ei- nen Hinweis auf den Antriebsfall, der Motor wirkt _nicht als Motorbremse.

Die Radbeschleunigungen _{und/oder die} Radgeschwindigkei- ten aller _{Rader miissen stabiles} Radverhalten _zeigen

(Radbeschleunigungen _{kleiner als} Schwellenwert) . Es konnen dadurch Antriebsschlupfsituationen ⁽ "Abreiflen"

)

von Radern ausgeklammert _werden.

Die Radgeschwindigkeiten _{der Rader miissen} oberhalb der Fahrzeugref erenzgeschwindigkeit _liegen.

Die Abtrennung _dauert vorzugsweise _{nicht langer als}

2000 ms. Die Zeitdauer der Abtrennung _{des bzw.} der Rader vom Antriebsstrang _{kann 300 bis 1000 ms}

betragen.

Wenn in den obigen Situationen 1. oder 2. eine unrichtige Fahrzeugref erenzgeschwindigkeit erkannt wurde, kann eine veranderte Ermittlungsstrategie herangezogen werden. Bei- spielsweise kann die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit _dann bezugnehmend auf das Laufverhalten _und insbesondere _bezug- nehmend _{auf die} Radgeschwindigkeiten _der abgekoppelten _Ra- der ermittelt _{werden, da diese,}

sofern nicht gebremst wird, vergleichsweise schnell _eine Drehgeschwindigkeit entspre- chend _der tatsachlichen Fahrzeuggeschwindigkeit annehmen

(Fall _l.) oder schon haben (Fall 2.).

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Fig. 5 zeigt schematisch _ein Verfahren _zur Ermittlung _der Fahrzeugref erenzgeschwindigkeit, das die oben beschriebenen Strategien kombiniert. Nach dem Beginn des Verfahrens wer- den bestimmte Bedingungen _{(Bed. i)} im Schritt 51 Uberpriift solange diese erfullt _sind, wird im Schritt ₅₂ die Fahrzeu- gref erenzgeschwindigkeit V_{ref aus} den Radgeschwindigkeiten

*>1 bis a>4 aller vier Rader des Fahrzeugs bestimmt. Sind diese Bedingungen nicht erfullt, werden _{im Schritt 53 wei-} tere Bedingungen uberpruft. Wenn diese erfullt sind/ wird im Schritt _{54 die} Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit _nicht mehr _zumindest ausschliefllich bezugnehmend auf die Radge- schwindigkeiten ermittelt. Beispielsweise kann sie ausge- hend von zuletzt plausiblen Werten extrapoliert _werden.

Sind auch die Bedingungen im Schritt ₅₃ nicht erfullt, _kon- nen einzelne _Rader,

beispielsweise die Rader einer Achse, vom Fahrzeugantrieb _im Schritt ₅₅ abgekoppelt werden und dann die Fahrzeugref erenzgeschwindigkeit bezugnehmend _auf dxe Radsignale _der

abgekoppelten Rader ermittelt werden.

Die Abfrage _im Schritt ₅₁ kann beispielsweise _{durch die} Komponenten _{23 bis 25 in Fig.}

2 vorgenommen _{werden. Die Be-} stxmmung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit _{gemaJ3 Schritt}

52 wurde _{in der} Einrichtung ₂₁ erfolgen, die Bestimmung _ge-

ntaiB schritt ₅₄ durch Aktivieren der Modifikationseinrich!

tung 26 in Pig. 2 . D±e Bedingungen _iffl

^

der

Emnchtung

_{42 in Fig. 4}

implementiert _sein.

Nach dem Entkoppeln konnen die Laufverhalten der entkoppel- ten Rader im Schritt ₅₆ uberpruft werden. Beim Vorliegen

e

~.

KriteriSn W±rd entWSder We±ter dSr extrapolierte Wert <schritt ₅₄₎ genommen, oder _es wird V_{ref zukunftig be-} zugnehmend _{auf die}

Radgeschwindigkeiten der abgekoppelten Rader ermittelt.

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Die Abfrage im Schritt 56 kann in der Einrichtung _{44 imple-} mentiert _sein, die in Abhangigkeit von _der Fahrsituationer- kennung in der Erkennungseinrichtung ₄₂ unterschiedliche Abfragen an den Radsignalen vornehmen kann. Die Bestimmung

gemaJ3 Schritt ₅₇ entsprache _der modif izierten Referenzge- schwindigkeitsermittlung _{in der} vierten Ermittlungseinrich- tung ₄₀ bezugnehmend _auf lediglich zwei Radsignale.

Die in Fig. ₅ gezeigten _Schritte konnen auch Komponenten einer Vorrichtung _zur Durchfiihrung des beschriebenen Ver- fahrens symbolisieren.

Die Implementierung der genannten Verfahren kann in einer geeignet programmierten computergestutzten Steuerung erfol- gen.

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Patentansprtiche

1

.

2.

3.

Verfahren zur Ermittlung _der Fahrzeugreferenzgeschwin- digkeit _eines allradgetriebenen _{Fahrzeugs, wobei die} Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit _{aus einer oder} mehreren Radgeschwindigkeiten ermittelt wird,

gekennzeichnet durch die Schritte

- Ermitteln einer Fahrzeugbeschleunigung _{aus der Fahr-} zeugreferenzgeschwindigkeit und/oder aus einer oder mehreren Radgeschwindigkeiten,

- Ermitteln _eines Antriebsmoments und/oder Messen der Fahrzeugbeschleunigung _mit einem Sensor,

- vergleichende Betrachtung _der ermittelten Fahrzeugbe- schleunigung und _des Antriebsmoments und/oder der ge- messenen Fahrzeugbeschleunigung, _und

- Modifizieren der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit in

Abhangigkeit von der vergleichenden Betrachtung.

Verfahren _nach Anspruch _1, dadurch gekennzeichnet, daB bei der vergleichenden Betrachtung aus einer Tabelle nach Maflgabe des Antriebsmoments eine tabellierte Be- schleunigung gelesen und diese mit der ermittelten Be- schleunigung verglichen wird.

Verfahren _nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da/3

die Tabelle _fur steigende Antriebsmomente steigende ta- bellierte Beschleunigungen _enthalt, wobei sie jedoch fur sehr niedrige Antriebsmomente _{und/oder fur Schlepp-}

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momente vergleichsweise hohe tabellierte Beschleunigun gen enthalten kann.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder _3, dadurch gekennzeich- net, dafi das Antriebsmoment _das Motorabtriebsmoment is und dafi das Auslesen aus der Tabelle auch nach Mafigabe der Getriebestufe erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daJ3

die Tabelle _{fur hohere} Getriebestufen niedrigere tabel lierte Beschleunigungen _enthalt.

6. Verfahren nach einem der Anspruche 2 bis _5, dadurch ge kennzeichnet, _{dafl das} Modifizieren _der Fahrzeugref^e- renzgeschwindigkeit _erfolgt, wenn die ermittelte _Be- schleunigung _{grofler als} die tabellierte Beschleunigung ist

.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Anspriiche, dadurch gekennzeichnet, dafi bei der Modif izierung die Fahrzeu- greferenzgeschwindigkeit mit der tabellierten oder ei- ner mit einem Sensor _gemessenen Beschleunigung extrapo- liert wird.

8. Verfahren nach einem der vorherigen _Anspruche, dadurch gekennzeichnet, _{daJ3 es in} einem mit einer beeinfluJ3ba-

ren Mittenkupplung ausgeriisteten Fahrzeug ausgefuhrt wird.

Verfahren zur Erkennung einer unrichtigen Fahrzeugref^e- renzgeschwindigkeit _eines allradgetriebenen _Fahrzeugs, wobei die Fahrzeugref erenzgeschwindigkeit _{aus einer} oder mehreren Radgeschwindigkeiten ermittelt und/oder anhand gegebener _Werte extrapoliert _wird,

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dadurch gekennzeichnet, dai3

ein oder mehrere Rader vom Antrieb entkoppelt werden und die Erkennung bezugnehmend auf das Laufverhalten des bzw. der entkoppelten Rader _erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch _9, dadurch gekennzeichnet, daB die Entkopplung in Abhangigkeit _von der Fahrsituation des Fahrzeugs erfolgt.

11. Verfahren _nach Anspruch _10, dadurch gekennzeichnet, daJ3

zur Erfassung der Fahrsituation mehrere der folgenden Kriterien _abgefragt werden _konnen:

- Aktivierung _einer Antriebsschlupf_regelung,

- Extrapolierung _der Fahrzeugref erenzgeschwindigkeit

,

- Antriebsmoment und/oder gemessene Fahrzeugbeschleuni- gung,

- ein oder mehrere Rader zeigen Antriebsschlupf,

- Art der Antriebsmomentenbeeinf_lussung durch eine An- triebsschlupf_regelung

- Stabilitat des Laufverhaltens _{der Rader,}

- Vergleich _{einer oder} mehrerer Radgeschwindigkeiten mit der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit

.

12. Verfahren _nach Anspruch 9 oder _10, dadurch gekennzeich- net, daJ3 die Abkopplung _{kiirzer als 2} Sekunden _andauert.

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13. Verfahren nach einem _der Anspruche 9 bis _12, dadurch gekennzeichnet, _dafi bei der Erkennung auf das Laufver- halten der abgekoppelten _{Rader nach} dem Abkoppeln Bezug genommen wird.

14. Verfahren _nach Anspruch _{13, dadurch} gekennzeichnet, _dafi der Gradient der Drehzahl der abgekoppelten Rader be- trachtet wird.

15. Verfahren _nach Anspruch _14, dadurch gekennzeichnet, _daB auf eine unrichtige Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit _er- kannt wird, wenn der Gradient negativer als ein negati- ver Schwellenwert _ist.

16. Verfahren _nach einem _der Anspruche 1 bis 8, dadurch ge- kennzeichnet, dafi dann, wenn _{die Ref}erenzgeschwindig- keit wahrend _einer bestimmten _Dauer modifiziert wird, diese mit einem Verfahren _nach einem der Anspruche 9

bis ₁₄ iiberpruft wird.

17

18,

Verfahren _nach Anspruch _16, dadurch gekennzeichnet, da/3

dann, wenn auf eine unrichtige Fahrzeugref erenzge- schwindigkeit erkannt wird, diese bezugnehmend _{auf das} Laufverhalten _{des bzw. der}

entkoppelten Rader ermittelt wird.

Vorrichtung _{(20) zur} Ermittlung _der Fahrzeugref_erenzge- schwindigkeit eines allradgetriebenen Fahrzeugs, _mit einer ersten Ermittlungseinrichtung _{(21) zur} Ermittlung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit _aus einer oder meh- reren Radgeschwindigkeiten,

gekennzeichnet durch

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eine zweite Ermittlungseinrichtung _{(22) zum Ermitteln} einer Fahrzeugbeschleunigung _aus der Fahrzeugref erenz- geschwindigkeit und/oder _aus einer oder mehreren Radge- schwindigkeiten

,

einer dritten Ermittlungseinrichtung ₍₂₃₎ zum Ermitteln eines Antriebsmoments

,

einer Vergleichseinrichtung _{(24, 25) fur} eine verglei- chende Betrachtung _der ermittelten Fahrzeugbeschleuni- gung und des Antriebsmoments, _und

einer _Modifizierungseinrichtung ₍₂₆₎ zum Modifizieren der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit _in Abhangigkeit von der vergleichenden Betrachtung.

19. Vorrichtung nach Anspruch _18, gekennzeichnet durch ei- nen Speicher _{(24) zum} Speichern einer Tabelle, wobei bei der vergleichenden Betrachtung _aus der Tabelle nach MaBgabe _des Antriebsmoments eine tabellierte Beschleu- nigung _gelesen und diese mit der ermittelten Beschleu- nigung in einem Vergleicher ₍₂₅₎ der Vergleichseinrich- tung verglichen _wird.

20. Vorrichtung nach Anspruch _{18 oder 19,} dadurch gekenn- zeichnet, da/3 sie in einem mit einer beeinf luBbaren Mittenkupplung ausgerusteten Fahrzeug _{eingesetzt wird.}

21. Vorrichtung _zur Erkennung einer unrichtigen Fahrzeugre- ferenzgeschwindigkeit _eines

allradgetriebenen Fahr- zeugs, mit einer Einrichtung _{(40), die} die Fahrzeugre- ferenzgeschwindigkeit _aus einer oder mehreren Radge-

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- 21 ^-

schwindigkeiten ermittelt und/oder anhand gegebener Werte extrapoliert wird,

gekennzeichnet durch

eine Entkoppeleinrichtung ₍₄₁ - 43), die die Entkopp- lung eines oder mehrerer Rader vom Antrieb veranlaBt, und

eine Erkennungseinrichtung _{(44) zur} Erkennung einer un- richtigen Fahrzeugref erenzgeschwindigkeit bezugnehmend auf das Laufverhalten des bzw. der entkoppelten Rader, 22. Vorrichtung _nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine

Uberpriifungseinrichtung ₍₄₂₎ zur Uberpriifung der Fahr- situation des Fahrzeugs.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekenn- zeichnet, daB die Erkennungseinrichtung _{(44) eine Gra-} dientenbildungseinrichtung _zur Bildung des Gradienten der Drehzahl der abgekoppelten Rader aufweist.

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Fig.

3

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>200 <200

<U0

<85

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l.Gang

v <15km/h ^{0,7g 0,55g 0,28g 0J7g 0,08g} OAg

Q n g

l.Gang

v >15km/h ^{0,5g 0.43g 0,28g 0,17g 0,08g}

s

t

2. Gang 0.3g 0,22g 0,17g 0,13g 0,06g 0,3g

u

f

3. Gang _{0,2g 0,1}

7g 0,13g 0,08g _{0,05 g 0,22g}

e

^4. Gang _{0,13g 0,10 g 0,08g 0,05g 0,03g} 0,Hg

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