DE102008003874A1 - Input signals providing method for regulating force induced in wheels of vehicle i.e. rail-mounted vehicle, involves determining temporal course of speed signal based on wheel speed signal to determine slip, acceleration and delay values - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bereitstellen von Eingangssignalen einer Regelungseinheit zum Regeln einer in Räder eines Fahrzeugs eingeleiteten Kraft, bei dem
- – wenigstens ein Sensor eine Raddrehzahl unter Gewinnung eines Raddrehzahlsignals erfasst,
- – eine Auswerteeinheit das Raddrehzahlsignal aufnimmt und auf Grundlage mindestens eines Raddrehzahlsignals mindestens ein Geschwindigkeitssignal bestimmt und Ausgangssignale berechnet,
- – und bei dem die Regelungseinheit zumindest einen Teil der Ausgangssignale empfängt und auf der Grundlage der Ausgangssignale und eines Regel-Algorithmus die Regelung durchführt.
- At least one sensor detects a wheel speed while obtaining a wheel speed signal,
- An evaluation unit receives the wheel speed signal and determines at least one speed signal based on at least one wheel speed signal and calculates output signals,
- - And in which the control unit receives at least a portion of the output signals and on the basis of the output signals and a control algorithm performs the control.
Ein
solches Verfahren ist aus der
Bei dem offenbarten Verfahren führt ein fehlerhafter Sensor eines Rades zu einer fehlerhaften Berechnung des Schlupfs anderer Räder, so dass sich der Fehler derart fortsetzen kann, dass mehrere Räder blockieren oder im schwerwiegendsten Falle zu einem unnötigen Bremskraftverlust führt.at The disclosed method results in a faulty sensor a wheel to a faulty calculation of the slip of others Wheels, so that the mistake can continue like this, that several wheels are blocking or in the most serious Trap leads to an unnecessary loss of braking power.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bereitstellen von Eingangssignalen einer Regelungseinheit zum Regeln einer in Räder eines Fahrzeugs eingeleiteten Kraft bereitzustellen, welches im Fall eines fehlerhaften, die Radumdrehung erfassenden Sensors eine verbesserte Kontrolle des Fahrverhalten ermöglicht.Of the Invention is based on the object, a method for providing of input signals of a control unit for controlling an in To provide wheels of a vehicle-initiated force, which in the case of a faulty, the Radumdrehung grasping Sensor allows improved control of driving behavior.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Auswerteeinheit auf Grundlage mindestens eines Raddrehzahlsignals den zeitlichen Verlauf mindestens eines Geschwindigkeitssignals bestimmt und allein aus dem zeitlichen Verlauf des Geschwindigkeitssignals iterativ mindestens einen Schlupf-Wert und mindestens einen Beschleunigungs-Grenzwert und/oder Verzögerungs-Grenzwert bestimmt.The Object is according to the invention in a method of the type mentioned solved in that the evaluation based on at least one wheel speed signal the temporal Course determined at least one speed signal and alone from the time course of the speed signal iteratively at least one slip value and at least one acceleration limit value and / or delay limit determined.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dafür vorgesehen einen ungünstigen, dass heißt bezogen auf die Radbeschleunigung oder -Radverzögerung zu geringen Kraftschluss zwischen den Rädern des Fahrzeugs und dem Untergrund zu erkennen und durch Eingriff in die Regelung der Bremskraft ein Blockieren der Räder zu verhindern und/oder durch Eingriff in die Regelung der Antriebskraft ein Durchdrehen des Rades zu verhindern. Auf diese Weise sind die jeweiligen Beschleunigungsstrecken verkürzt und Schäden an den Rädern vermieden. Ungünstige Kraftschlüsse zwischen einem Rad und dem Untergrund können beispielsweise anhand des Schlupfs oder der Beschleunigung des Rades erkannt werden. So wird beispielsweise auf ein Blockieren oder Durch drehen der Räder geschlossen, wenn diese Größen bestimmte Grenzwerte erfüllen. Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um ein schienengebundenes Fahrzeug handeln. Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt der Gedanke zugrunde, dass eine verbesserte Kontrolle des Fahrverhaltens ermöglicht ist, wenn sich die Schlupf-Bestimmung eines Rades nicht zwangsläufig auf die Schlupf-Bestimmung anderer Räder auswirkt. Dies wird erfindungsgemäß durch einen anderen Ansatz der Schlupfbestimmung ermöglicht. Hierbei erfolgt eine Schlupfbestimmung auf Grundlage eines einzelnen Geschwindigkeitssignals. Bei dem Geschwindigkeitssignal kann es sich beispielsweise um ein Umdrehungsgeschwindigkeitssignal oder um ein Winkelgeschwindigkeitssignal oder um ein Frequenzsignal handeln. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird beispielsweise die Geschwindigkeit eines einzelnen Rades ermittelt und aus dem ermittelten Geschwindigkeitssignal auf den Schlupf des Rades geschlossen. Referenzsignale zur Schlupfbestimmung sind daher überflüssig geworden. Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der zeitliche Verlauf eines Geschwindigkeitssignals genügend Informationen enthält um einen Schlupf zu bestimmen und darüber hinaus auf einen Blockierzustand oder Schleuderzustand des Rades zu schließen. Der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren iterativ bestimmte Beschleunigungs- und/oder Verzögerungs-Grenzwert hat näherungsweise die physikalische Bedeutung einer maximal übertragbaren Verzögerung oder Beschleunigung der Räder auf das Fahrzeug und ist somit auch ein Maß für den Übergang eines stabilen Radbewegungszustand in einen Blockierzustand oder Schleuderzustand des Rades bzw. der Räder. Der Beschleunigungs- und/oder Verzögerungs-Grenzwert kann somit auch bezeichnet werden mit translatorischem Verzögerungsgrenzwert oder translatorischem Beschleunigungsgrenzwert. Der Beschleunigungs- und/oder Verzögerungs-Grenzwert könnte auch bezeichnet werden mit übertragbarem Beschleunigungs- und/oder Verzögerungs-Grenzwert.The method according to the invention is intended to detect an unfavorable, that is referred to the wheel acceleration or wheel deceleration too low frictional connection between the wheels of the vehicle and the ground and to prevent by engaging in the regulation of the braking force blocking of the wheels and / or by engagement in the regulation of the driving force to prevent wheelspin. In this way, the respective acceleration sections are shortened and damage to the wheels avoided. Unfavorable frictions between a wheel and the ground can be detected, for example, based on the slip or the acceleration of the wheel. For example, it is concluded that the wheels are locked or rotated when these quantities meet certain limit values. The vehicle may be, for example, a rail vehicle. The method according to the invention is based on the idea that an improved control of the driving behavior is made possible if the slip determination of one wheel does not necessarily affect the slip determination of other wheels. This is made possible by another approach of the slip determination according to the invention. In this case, a slip determination takes place on the basis of a single speed signal. The speed signal may be, for example, a rotational speed signal or an angular velocity signal or a frequency signal. According to the inventive method, for example, the speed of a single wheel is determined and closed from the determined speed signal on the slip of the wheel. Reference signals for slip determination have therefore become superfluous. The method according to the invention is based on the finding that the time profile of a speed signal contains sufficient information to determine a slip and moreover to conclude a blocking state or spin state of the wheel. The acceleration and / or deceleration limit determined iteratively in the method according to the invention has approximately the physical meaning of a maximum transferable deceleration or acceleration of the wheels on the vehicle and thus is also a measure of the transition of a stable Radbewegungszustand in a blocking state or spin state of the wheel or the wheels. The acceleration and / or deceleration limit value can thus also be referred to as translational deceleration limit value or translational acceleration limit value. The acceleration and / or deceleration limit could also be termed transmittable acceleration and / or deceleration limit.
Der zeitliche Verlauf des Geschwindigkeitssignals wird auf Grundlage der Radumdrehungssignale ermittelt, entweder von der Auswerteeinheit oder direkt von einem Sensor. Die Auswerteeinheit bestimmt den Schlupf und den mindesten einen Beschleunigungs-Grenzwert und/oder Verzögerungs-Grenzwert iterativ. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich auf ein beliebiges Geschwindigkeitssignal anwenden, welches beispielsweise von der Rad-Umdrehungsgeschwindigkeit oder Winkelgeschwindigkeit oder Umdrehungsfrequenz eines einzelnen Rades abgeleitet ist oder diesem entspricht, so dass der Schlupf eines Rades allein aus den Radumdrehungssignalen dieses Rades bestimmt wird. Erfindungsgemäß ist es aber auch möglich ein anderes zweckmäßiges Geschwindigkeitssignal zu ermitteln. Beispielsweise kann es sich bei dem Geschwindigkeitssignal um einen vom Mittelwert der Raddrehzahlsignale aller Räder des Fahrzeugs abgeleitetes Geschwindigkeitssignal handeln.Of the temporal course of the speed signal is based on the Radumdrehungssignale determined either by the evaluation or directly from a sensor. The evaluation unit determines the slip and the at least one acceleration limit and / or delay limit iteratively. The inventive method leaves to apply to any speed signal which for example, from the wheel rotation speed or angular speed or revolution frequency of a single wheel is derived or corresponds to this, so that the slip of a wheel alone from the Radumdrehungssignale this wheel is determined. According to the invention but it is also possible another useful To determine the speed signal. For example, it may be at the speed signal, one from the average of the wheel speed signals all wheels of the vehicle derived speed signal act.
Es kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit den Schlupf-Wert als Ausgangssignal bereitstellt, wobei die Regelungseinheit zumindest einen Teil der Ausgangssignale empfängt und diesen als Schlupf-Wert in den Regel-Algorithmus einbindet.It can be advantageously provided that the evaluation unit the slip value as output signal, wherein the control unit at least receives some of the output signals and this as a slip value into the rule algorithm.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Regelungseinheit eine Gleitschutzregelungseinheit zur Durchführung von Regelungs-Eingriffen in die Bremskraftregelung der Fahrzeug-Bremsanlage.According to one advantageous embodiment is the control unit an anti-slip control unit for carrying out control interventions in the braking force control of the vehicle brake system.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Regelungseinheit eine Schleuderschutzregelungseinheit zur Durchführung von Regelungs-Eingriffen in die Antriebskraftregelung der Fahrzeug-Antriebsanlage.According to one Another advantageous embodiment is the control unit a skid control unit for performing Control interventions in the drive force control of the vehicle drive system.
Den weiteren Ausführungen seien generelle Angaben zur Auswerteeinheit und zur Regelungseinheit vorangestellt. Sowohl die Auswerteeinheit als auch die Regeleinheit führen logische Operationen durch, im Falle der Auswerteeinheit beispielsweise zur Berechnung eines Geschwindigkeitssignals auf Grundlage der empfangenen Radumdrehungssignale und zur Berechnung von Ausgangssignalen, im Falle der Regelungseinheit zur Durchführung des Regel-Algorithmus und zur Initiierung von Regelungs-Eingriffen, beispielsweise in die Bremskraftregelung der Bremsanlage des Fahrzeugs. Hierzu können die Auswerteeinheit und die Regelungseinheit Hard- und Softwarekomponenten aufweisen. Die Auswerteeinheit und die Regelungseinheit können als eigenständige Geräte ausgebildet sein oder zu einem Gerät zusammengefasst sein. Im letzteren Falle können Hard- und Softwarekomponenten der beiden Einheiten auch ineinandergreifen oder identisch sein. Die Hard- und Softwarekomponenten können zentral oder dezentral angeordnet sein, d. h. über mehrere miteinander kommunizierende Geräte verteilt sein. Die Ausgangssignale der Auswerteeinheit müssen somit nicht zwangsläufig von einem zu einem anderen Gerät übergeben werden, sondern können auch als Zwischenwerte innerhalb einer Software an einen Regel-Algorithmus übergeben werden. Die Auswerteeinheit kann Ausgangssignale für unterschiedliche Regelungseinheiten, beispielsweise eine Gleitschutzregelungseinheit und eine Schleuderschutzregelungseinheit bereitstellen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel könnte die Regelungseinheit eine Kombination einer Gleitschutz- und Schleuderschutzregelungseinheit sein. Für die einzelnen Räder des Fahrzeugs kann je eine eigene Regelungseinheit oder eine eigene Regelungs-Teileinheit vorgesehen sein. Der Regel-Algorithmus, auf dessen Grundlage die Regelungseinheit Eingriffe in die Regelung der in die Räder des Fahrzeugs eingeleiteten Kraft durchführt, kann eine auf der Hardware der Regelungseinheit implementierte Software sein.The Further details are general information on the evaluation unit and preceded by the regulatory unit. Both the evaluation unit as well as the rule unit perform logical operations, in the case of the evaluation unit, for example, to calculate a Speed signal based on the received wheel revolution signals and for calculating output signals, in the case of the control unit to perform the rule algorithm and to initiate of control interventions, for example in the braking force control the brake system of the vehicle. For this purpose, the evaluation unit and the control unit have hardware and software components. The evaluation unit and the control unit can as stand-alone devices to be trained or too be summarized a device. In the latter case can Hardware and software components of the two units also interlock or be identical. The hardware and software components can central or decentralized, d. H. over several be distributed with each other communicating devices. The output signals the evaluation unit does not necessarily have to be be passed from one device to another, but can also be used as intermediate values within a software be passed to a rule algorithm. The evaluation unit can output signals for different control units, For example, an anti-skid control unit and a skid control unit provide. According to a further embodiment the control unit could be a combination of an anti-skid and anti-skid control unit. For the individual Wheels of the vehicle can each have their own control unit or a separate control subunit be provided. The rule algorithm, on the basis of which the regulatory unit interferes with the scheme the force introduced into the wheels of the vehicle, can be implemented on the hardware of the control unit software be.
Die Regelungseinheit entscheidet anhand an ihr übergebener Ist-Werte, wie beispielsweise eines Ist-Schlupfes oder einer Ist-Beschleunigung, über die Notwendigkeit eines Eingriffs in die Regelung sowie über die Art des Eingriffs. Beispielsweise kann die Regelungseinheit eine Gleitschutzregelungseinheit sein, so dass bei hohen Radschlupfzuständen oder hohen Verzögerungswerten durch einen Eingriff in die Bremskraftregelung der Bremsanlage ein Entlüften der Bremszylinder, d. h. Druckabbau in den Bremszylindern, erzwungen und ein Wegdriften der Räder verhindert wird. Beispielsweise kann die Art und Weise des Eingriffes ein pulsartiges Entlüften der Bremszylinder vorsehen. Hierbei kann die Gleitschutzregelungseinheit über einen Impulsgenerator in Wirkverbindung mit einem Gleitschutzventil stehen. Weitere Arten eines Eingriffs in die Bremskraftregelung der Bremsanlage können beispielsweise ein Halten eines Bremsdrucks bewirken.The Control unit decides based on handed over to her Actual values, such as an actual slip or an actual acceleration over the need to interfere with the scheme and the Type of intervention. For example, the control unit a Be anti-skid control unit, so that at high Radschlupfzuständen or high deceleration values by interfering with the Braking force control of the brake system bleeding the brake cylinder, d. H. Pressure reduction in the brake cylinders, forced and a drifting away the wheels is prevented. For example, the Art way of engaging a pulse - like venting the Provide brake cylinder. Here, the anti-skid control unit via a pulse generator operatively connected to an antiskid valve stand. Other types of intervention in the braking force control For example, the brake system can hold a Effect brake pressure.
Der von der Auswerteeinheit aus dem zeitlichen Verlauf einer einzelnen ermittelten Geschwindigkeit bestimmte Schlupf-Wert und der mindestens eine Beschleunigungs-Grenzwert und/oder Verzögerungs-Grenzwert kann von der Auswerteeinheit zur Bestimmung weiterer Größen verwendet werden und/oder als Ausgangssignal bereitgestellt werden, so dass der derart bestimmte Schlupf-Wert beispielsweise als momentaner Ist-Wert für den Schlupf in den Gleitschutzalgorithmus einfließt. Überschreitet dieser Ist-Wert eine Eingriffsschwelle, kann dies einen Eingriff in die Bremskraftsteuerung der Bremsanlage des Fahrzeugs auslösen. Dies hängt davon ab, ob der Gleitschutzalgorithmus einen solchen Eingriff von der Vorlage einer oder mehrerer Bedingungen abhängig macht. Steht die Auswerteeinheit mit zwei getrennten Regelungseinheiten in Wirkverbindung, beispielsweise mit einer Gleitschutzregelungseinheit und einem Schleuderschutzregelungseinheit, kann die Auswerteeinheit einen Schlupf-Wert als Aus gangssignal für beide Regelungseinheiten bereitstellen. Die Auswerteeinheit könnte aber auch aus dem zeitlichen Verlauf des Geschwindigkeitssignals zwei Schlupf-Werte bestimmen. Beispielsweise könnte der eine Schlupf-Wert auf Werte kleiner/gleich Null beschränkt sein und als Ausgangssignal für eine Gleitschutzregelungseinheit bereitgestellt sein und der andere Schlupf-Wert auf Werte größer/gleich Null beschränkt sein und als Ausgangssignal für eine Schleuderschutzregelungseinheit bereitgestellt sein.The slip value determined by the evaluation unit from the time profile of an individual determined speed and the at least one acceleration limit value and / or deceleration limit value can be used by the evaluation unit to determine further variables and / or be provided as an output signal, so that the For example, such determined slip value flows into the antiskid algorithm as the instantaneous actual value for the slip. If this actual value exceeds one Engagement threshold, this may trigger an intervention in the braking force control of the brake system of the vehicle. This depends on whether the anti-skid algorithm makes such intervention dependent on the presentation of one or more conditions. If the evaluation unit is in operative connection with two separate control units, for example with an antiskid control unit and a skid control unit, the evaluation unit can provide a slip value as an output signal for both control units. However, the evaluation unit could also determine two slip values from the time profile of the speed signal. For example, one slip value could be limited to values less than or equal to zero and provided as an output for an antislip control unit and the other slip value be limited to values greater than or equal to zero and provided as an output for an antiskid control unit.
Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass die Auswerteeinheit auf der Grundlage von Raddrehzahlsignalen eines ersten Rades den zeitlichen Verlauf eines Geschwindigkeitssignals des ersten Rades bestimmt und aus dem zeitlichen Verlauf dieses Geschwindigkeitssignals iterativ mindesten einen Schlupf-Wert bestimmt und als Ausgangssignal bereitstellt, wobei die Regelungseinheit zumindest einen Teil dieses Ausgangssignals empfängt und als Ist-Schlupf des ersten Rades in den Regel-Algorithmus einbindet.It can also be considered advantageous that the evaluation unit based on wheel speed signals of a first wheel temporal course of a speed signal of the first wheel determined and iteratively from the time course of this speed signal determines at least one slip value and provides it as an output signal, wherein the control unit at least part of this output signal receives and as actual slip of the first wheel in the rule algorithm integrates.
Der derart bestimmte Schlupf-Wert ist nicht durch Radumdrehungssignale anderen Räder beeinflusst. Da die Schlupfbestimmung nur auf Radumdrehungssignalen des zugehörigen Rades fußt, kann sich eine fehlerhafte Messung der Radumdrehung nicht auf die Schlupfbestimmung eines anderen Rades auswirken.Of the such determined slip value is not due to wheel rotation signals other wheels influenced. Since the slippery determination only based on wheel rotation signals of the associated wheel, can not be a faulty measurement of Radumdrehung on the Slip determination of another wheel impact.
Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass die Radumdrehungssignale des ersten Rades von genau einem Sensor erfasst sind.It can also be considered advantageous that the Radumdrehungssignale of the first wheel are detected by exactly one sensor.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass die Auswerteeinheit aus dem zeitlichen Verlauf eines Geschwindigkeitssignals iterativ mindestens eine Eingriffsschwelle bestimmt und als Ausgangssignal bereitstellt, wobei die Regelungseinheit zumindest einen Teil der Ausgangssignale empfängt und dieses als Eingriffsschwelle in den Regel-Algorithmus einbindet.A further advantageous embodiment of the invention can provide that the evaluation unit from the time course of a speed signal iteratively determines at least one intervention threshold and as an output signal the control unit at least part of the Receives output signals and this as an intervention threshold into the rule algorithm.
Üblicherweise sind in einem Gleitschutz- oder Schleuderschutz-Algorithmus fest vorgegebene Eingriffsschwellen hinterlegt – bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird hingegen Eingriffsschwellen aus dem zeitlichen Verlauf eines Geschwindigkeitssignals bestimmt und damit entsprechend dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel eine adaptive Anpassung der Eingriffsschwellen an den aktuellen Kraftschluss ermöglicht. Hierbei kann die Auswerteeinheit aus dem zeitlichen Verlauf eines einzelnen Geschwindigkeitssignals iterativ eine oder auch mehrere Eingriffsschwellen bestimmen. Beispielsweise kann es sich bei der Eingriffsschwelle um einen Radverzögerungsgrenzwert oder um einen Radbeschleunigungsgrenzwert handeln. Die adaptive Anpassung der Eingriffsschwelle an den aktuellen Kraftschluss ermöglicht verkürzte Bremswege.Usually are stuck in an antislip or skid protection algorithm given intervention thresholds - in the inventive Procedure, however, intervention thresholds from the time course a speed signal determined and thus according to the inventive embodiment an adaptive adaptation of the intervention thresholds to the current one Traction allows. Here, the evaluation unit from the time course of a single speed signal iteratively determine one or more intervention thresholds. For example For example, the intervention threshold may be a wheel deceleration limit or a wheel acceleration limit. The adaptive Adjustment of the intervention threshold allows the current traction shortened braking distances.
Vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit aus dem zeitlichen Verlauf eines Geschwindigkeitssignals einen Schlupf-Wert mittels eines iterativ integrierenden Rechenalgorithmus bestimmt, wobei der Schlupf-Wert durch zeitliche Integration über einen Term bestimmt wird, und der Term eine Differenz aufweist, die gebildet ist aus einer durch Differentiation des Geschwindigkeitssignals ermittelten Beschleunigungssignals minus einem Grenzwert, wobei der Grenzwert iterativ anpassbar ist.Favorable It can be provided that the evaluation unit from the temporal Course of a speed signal using a slip value an iteratively integrating computational algorithm determines, where the slip value through temporal integration over one Term is determined, and the term has a difference formed is from one by differentiation of the speed signal determined acceleration signal minus a limit, wherein the limit is iteratively adaptable.
Der Grenzwert kann ein Beschleunigungs-Grenzwert oder ein Verzögerungsgrenzwert sein.Of the Threshold can be an acceleration limit or a deceleration limit be.
Zum besseren Verständnis sei angemerkt, dass der Schlupf eines Rades wie folgt definiert ist: For a better understanding, it should be noted that the slip of a wheel is defined as follows:
Hierbei ist vRad die Geschwindigkeit des Rades und vFahrzeug die Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Mit der Übertragung einer Kraft vom Rad auf den Untergrund (z. B. Schiene) ist zwangsläufig ein Schlupf verbunden. Bei einem Verzögerungsvorgangs des Fahrzeugs ist der Schlupf negativ, im Fall eines Beschleunigungsvorganges des Fahrzeugs ist der Schlupf positiv. Erfindungsgemäß lässt sich ein absoluter Schlupf-Wert sabs und ein relativer Schlupf-Wert srel allein aus dem zeitlichen Verlauf eines einzelnen Geschwindigkeitssignals bestimmen gemäß folgender Formeln: Where v Rad is the speed of the wheel and v vehicle is the speed of the vehicle. The transmission of a force from the wheel to the ground (eg rail) inevitably causes slippage. In a deceleration operation of the vehicle, the slip is negative, in the case of an acceleration operation of the vehicle, the slip is positive. According to the invention, an absolute slip value s abs and a relative slip value s rel alone can be determined from the time profile of a single speed signal according to the following formulas:
Der zeitliche Verlauf des Beschleunigungssignals a(t) wird durch zeitliche Ableitung des Geschwindigkeitssignals v(t) bestimmt.Of the temporal course of the acceleration signal a (t) is determined by temporal Derivation of the speed signal v (t) determined.
Der Grenzwert av_Gw wird iterativ angepasst und ist deshalb zeitabhängig. Die iterative Anpassung des Grenzwertes erfolgt auf Grundlage des zeitlichen Verlaufs des Geschwindigkeitssignals v(t) unter Verwendung des Schlupf-Werts und gewährleistet, dass sabs näherungsweise dem Zähler von sdef entspricht beziehungsweise srel näherungsweise sdef entspricht.The limit value a v_Gw is adjusted iteratively and is therefore time-dependent. The iterative adjustment of the limit value takes place on the basis of the time profile of the speed signal v (t) using the slip value and ensures that s abs approximately corresponds to the counter of s def or s rel approximately corresponds to s def .
Der Grenzwert av_Gw kann ein stets negativer Verzögerungs-Grenzwert oder ein stets positiver Beschleunigungsgrenzwert sein.The limit value a v_Gw can always be a negative deceleration limit value or an always positive acceleration limit value.
Hierzu kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass für den Grenzwert ein Startwert gesetzt ist und der Grenzwert von diesem Startwert ausgehend innerhalb eines zulässigen Intervalls iterativ erhöht oder erniedrigt wird.For this can be advantageously provided that for the limit a starting value is set and the limit of this starting value starting iteratively within an allowable interval increased or decreased.
Das zulässige Intervall wird durch physikalisch sinnvolle Werte begrenzt.The permissible interval is determined by physically meaningful values limited.
Ein maximaler Verzögerungs-Grenzwert av_Gw_max kann einem Fahrzeug-Verzögerungswert entsprechen, welcher unter extrem schlechten Kraftschlussbedingungen für eine Gefällebremsung im größten Streckengradienten erreicht wird.A maximum deceleration limit a v_Gw_max may correspond to a vehicle deceleration value which is achieved under extremely poor traction conditions for deceleration braking in the longest path gradient.
Ein minimaler Verzögerungs-Grenzwert av_Gw_min kann einem Fahrzeug-Verzögerungswert entsprechen, welcher unter guten Kraftschlussbedingungen für eine Steigungsbremsung im größten Streckengradienten bei höchsten Bremskraftanforderungen erreicht wird.A minimum deceleration threshold a v_Gw_min may correspond to a vehicle deceleration value achieved under good traction conditions for pitch braking in the longest range gradient at maximum braking force requirements.
Der Startwert des Grenzwertes av_Gw kann beispielsweise av_Gw_min entsprechen.The starting value of the limit value a v_Gw can correspond, for example, to a v_Gw_min .
Der minimale Beschleunigungs-Grenzwert av_Gw_min kann einem Fahrzeug-Beschleunigungswert entsprechen, welcher unter extrem schlechten Kraftschlussbedingungen für eine Steigungsbeschleunigung im größten Streckengradienten erreicht wird.The minimum acceleration limit a v_Gw_min may correspond to a vehicle acceleration value which is achieved under extremely poor traction conditions for a gradient acceleration in the largest path gradient.
Der maximale Beschleunigungs-Grenzwert av_Gw_max kann einem Fahrzeug-Beschleunigungswert entsprechen, welcher unter guten Kraftschlussbedingungen für eine Gefällebeschleunigung im größten Streckengradienten bei höchsten Antriebsanforderungen erreicht wird.The maximum acceleration limit a v_Gw_max may correspond to a vehicle acceleration value which is achieved under good traction conditions for a gradient acceleration in the longest path gradient at highest drive requirements.
Vorteilhafter Weise kann weiter vorgesehen sein, dass der Grenzwert av_Gw mittels zweier Anpassbedingungen iterativ erhöht oder erniedrigt wird.Advantageously, it can further be provided that the limit value a v_Gw is increased or decreased iteratively by means of two fitting conditions.
Beispielsweise
wird der Betrag eines Verzögerungs-Grenzwertes |av_Gw| genau dann erniedrigt, wenn der zur Überprüfung
der Bedingung auf Werte kleiner/gleich Null begrenzte Schlupf bei
einem der folgenden beiden Bewegungszustände während
eines Verzögerungsvorganges keine negativen Werte, sondern
den Wert null aufweist, wobei die beiden Bewegungszustände
dadurch charakterisiert sind, dass (a(t) – av_Gw(t)) und
r(t) beide negativ oder beide positiv sind. Trifft die Bedingung
zu, wird der Verzögerungs-Grenzwert beispielsweise so lange
betragsmäßig erniedrigt, bis die Bedingung nicht
mehr vorliegt (siehe beispielsweise
Der
Betrag eines Verzögerungs-Grenzwertes |av_Gw|
wird beispielsweise genau dann erhöht, wenn während
eines Verzögerungsvorganges ein Beschleunigungsmaximum
auftritt, welches einen negativeren Wert als der Verzögerungs-Grenzwert
av_Gw(t) aufweist. Die Anhebung kann beispielsweise
solange erfolgen, bis die Beschleunigung a(t) den Verzögerungs-Grenzwert
av_Gw(t) betragsmäßig übersteigt
oder der Wert av_Gw_max erreicht ist (siehe
beispielsweise
Die beiden Anpassbedingungen gewährleisten, dass srel(t) näherungsweise sdef(t) entspricht. Physikalisch sinnlose Schlupf werte während der beiden genannten Bewegungszustände werden ausgeschlossen.The two fitting conditions ensure that s rel (t) is approximately equal to s def (t). Physically senseless slippage values during the two mentioned states of motion are excluded.
Ist der Grenzwert ein Beschleunigungs-Grenzwert, wird dieser mittels zweier Anpassbedingungen iterativ erhöht oder erniedrigt, wobei die zwei Anpassbedingungen beispielsweise analog zu den zwei Anpassbedingungen des Verzögerungs-Grenzwerts gewählt sind.is the limit value is an acceleration limit, this is by means of iteratively increases or decreases two fitting conditions, for example, the two fitting conditions are analogous to the two Adjustment conditions of the delay limit selected are.
So wird der Betrag des Beschleunigungs-Grenzwertes |av_Gw| genau dann erniedrigt, wenn der zur Überprüfung der Bedingung auf Werte größer/gleich Null begrenzte Schlupf bei einem der folgenden beiden Bewegungszustände während eines Beschleunigungsvorganges keine positiven Werte, sondern den Wert null aufweist, wobei die beiden Bewegungszustände dadurch charakterisiert sind, dass (a(t) – av_Gw(t)) und r(t) beide negativ oder beide positiv sind. Trifft die Bedingung zu, wird der Beschleunigungs-Grenzwert beispielsweise so lange betragsmäßig erniedrigt, bis die Bedingung nicht mehr vorliegt oder der Wert av_Gw_min erreicht ist. Bei einem Wechsel von einem Abbremsvorgang zu einem Beschleunigungsvorgang oder umgekehrt kann der Verzögerungs-Grenzwert zu einem Beschleunigungs-Grenzwert oder umgekehrt wechseln. Beispielsweise, indem das Vorzeichen des Grenzwertes vertauscht wird und die iterative Bestimmung des Schlupf-Wertes kontinuierlich weitererfolgt.Thus, the amount of the acceleration limit | a v_Gw | if and only if the slip limited to values greater than or equal to zero for checking the condition has no positive values during one of the following two states of motion during an acceleration process, but the value zero, the two states of motion being characterized in that (a (t ) - a v_Gw (t)) and r (t) are both negative or both positive. If the condition applies , the acceleration limit value is, for example, reduced in terms of amount until the condition is no longer present or the value a v_Gw_min is reached. In a change from a deceleration to an acceleration process or vice versa, the deceleration limit may change to an acceleration limit or vice versa. For example, by the sign of the limit value is reversed and the iterative determination of the slip value continuously proceeds.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass die Auswerteeinheit den Grenzwert als Ausgangssignal bereitgestellt und die Regelungseinheit zumindest einen Teil der Ausgangssignale empfängt und dieses in mindestens eine Eingriffsschwelle des Regel-Algorithmus einbindet.A further advantageous embodiment of the invention can provide the evaluation unit provides the limit value as an output signal and the control unit at least a part of the output signals receives and this in at least one intervention threshold of the rule algorithm.
Die Eingriffsschwelle kann identisch mit dem Verzögerungsgrenzwert av_Gw sein oder sich beispielsweise von diesem durch eine Konstante unterscheiden. Die Eingriffsschwelle kann eine Eingriffsschwelle für die Beschleunigung a(t) sein. Indem der Verzögerungsgrenzwert av_Gw iterativ angepasst wird, ist eine adaptive Anpassung der Eingriffsschwelle an den aktuellen Kraftschluss ermöglicht. Der Verzögerungs-Grenzwert hat näherungsweise die physikalische Bedeutung einer maximal übertragbaren Verzögerung auf das Fahrzeug und ist somit auch ein Maß für eine Radverzögerung, die den Übergang eines stabilen Radbewegungszustands in einen Blockierzustand des Rades kennzeichnet. Aufgrund der adaptiven Anpassung der Eingriffsschwelle an den aktuellen Kraftschluss werden unnötige Eingriffe in die Regelung der in die Räder des Fahrzeugs eingeleiteten Kraft vermieden und notwendige Eingriffe rechtzeitig erkannt.The intervention threshold may be identical to the deceleration limit a v_Gw or, for example, differ from it by a constant. The intervention threshold may be an intervention threshold for the acceleration a (t). By iteratively adjusting the deceleration limit a v_Gw , an adaptive adaptation of the intervention threshold to the current traction is enabled. The deceleration threshold has approximately the physical meaning of a maximum transmittable deceleration on the vehicle and thus is also a measure of a wheel deceleration that characterizes the transition of a stable wheel motion state to a locked state of the wheel. Due to the adaptive adaptation of the intervention threshold to the current adhesion, unnecessary intervention in the regulation of the force introduced into the wheels of the vehicle is avoided and necessary interventions are recognized in good time.
Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass die Auswerteeinheit auf Grundlage mindestens eines Raddrehzahlsignals den zeitlichen Verlauf mindestens eines Geschwindigkeitssignals bestimmt und allein aus dem zeitlichen Verlauf des Geschwindigkeitssignals iterativ mindestens einen Steuerzustands-Wert bestimmt und als Ausgangssignal bereitstellt, wobei die Regelungseinheit zumindest einen Teil des Ausgangssignals empfängt und in den Regel-Algorithmus einbindet.It can also be considered advantageous that the evaluation unit based on at least one wheel speed signal the temporal Course determined at least one speed signal and alone from the time course of the speed signal iteratively determined at least one control state value and as an output signal the control unit at least part of the Output signal and incorporated in the rule algorithm.
Die
iterative Bestimmung eines Steuerzustands-Werts aus dem zeitlichen
Verlauf eines Geschwindigkeitssignals v(t) ist beispielsweise durch
Bestimmung der folgenden Zwischengrößen ermöglicht:
Durch
Bestimmung der ersten Ableitung von v(t) (Beschleunigungssignal
a(t)) und der zweiten Ableitung von v(t) (Rucksignal r(t)) und eines
iterativ an den aktuellen Kraftschluss angepassten Grenzwertes av_Gw(t) ist ein Steuerungszustands- Wert durch
(sign(a(t) – av_Gw(t))); sign(r(t)))
gegeben. Während des zeitlichen Verlaufs des Geschwindigkeitssignals
v(t) kann der Steuerzustand 8 unterschiedliche Werte annehmen, da
die Vorzeichenfunktion sign() die Werte 1, –1,0 annehmen
kann. Die Auswerteeinheit kann den Steuerzustands-Wert als Ausgangssignal
bereitstellen und die Regelungseinheit kann diesen empfangen und
als Steuerzustand in den Regel-Algorithmus einbinden.The iterative determination of a control state value from the time profile of a speed signal v (t) is made possible, for example, by determining the following intermediate variables:
By determining the first derivative of v (t) (acceleration signal a (t)) and the second derivative of v (t) (jerk signal r (t)) and a iteratively adapted to the current adhesion limit value a v_Gw (t) is a control state Value by (sign (a (t) -a v_Gw (t))); sign (r (t))). During the time course of the speed signal v (t), the control state 8 can assume different values, since the sign function sign () can assume the values 1, -1.0. The evaluation unit can provide the control state value as an output signal and the control unit can receive this and integrate it as a control state in the control algorithm.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass die Auswerteeinheit auf Grundlage mindestens eines Raddrehzahlsignals den zeitlichen Verlauf mindestens eines Geschwindigkeitssignals bestimmt und allein aus dem zeitlichen Verlauf des Geschwindigkeitssignals iterativ einen Führungsgrößen-Wert bestimmt und als Ausgangssignal bereitstellt, wobei die Regelungseinheit zumindest einen Teil des Ausgangssignals empfängt und in den Regel-Algorithmus einbindet.A advantageous embodiment of the invention can provide that the Evaluation unit based on at least one wheel speed signal the time course of at least one speed signal determined and solely from the time course of the speed signal iteratively determines a reference variable value and as an output signal, wherein the control unit receives at least a portion of the output signal and in incorporates the rule algorithm.
Der
Führungsgrößen-Wert ermöglicht
es der Regelungseinheit die Räder in einen stabilen Bereich
zurückzuführen, in welchem kein Gleiten der Räder
vorliegt. Ein solcher Führungsgrößen-Wert
kann allein aus einem Geschwindigkeitssignal v(t) iterativ bestimmt
werden, indem beispielsweise folgende Zwischengrößen bestimmt
werden:
Bestimmung der ersten Ableitung von v(t) (Beschleunigungssignal
a(t)) und der zweiten Ableitung von v(t) (Rucksignal r(t)) und eines
iterativ an den aktuellen Kraftschluss angepassten Grenzwerts av_Gw(t).The command value allows the control unit to return the wheels to a stable area where there is no sliding of the wheels. Such a reference variable value can be iteratively determined solely from a speed signal v (t), for example by determining the following intermediate variables:
Determining the first derivative of v (t) (acceleration signal a (t)) and the second derivative of v (t) (jerk signal r (t)) and an iteratively adapted to the current adhesion limit value a v_Gw (t).
Aus diesen drei Größen lässt sich ein Vektors f = ((a(t) – av_Gw(t)), r(t)) bestimmen. Dieser Vektor pendelt bei einem stabilen Bewegungszustand um die Y-Achse, welche die X-Achse bei av_Gw(t) schneidet. Ein hieraus bestimmter Führungsgrößen-Wert kann von den Polarkoordinaten des Vektors abhängen.From these three quantities a vector f = ((a (t) - a v_Gw (t)), r (t)) can be determined. This vector oscillates around the Y-axis in a stable state of motion, which intersects the X-axis at a v_Gw (t). A command value determined from this can depend on the polar coordinates of the vector.
Der Führungsgrößen-Wert kann beispielsweise gegeben sein durch FFührungsgröße = w(φ)·|f| mit einer Bewertungsfunktion w(φ). Ein derart definierter Führungsgrößen-Wert ist iterativ (in diesem Fall wegen der iterativen Bestimmung von av_Gw) aus v(t) bestimmt und ermöglicht der Regelungseinheit eine Führung des Bewegungszustandes zurück in einen stabilen Bereich.The reference variable value can be given, for example, by F reference variable = w (φ) · | f | with a weighting function w (φ). Such a defined command value is determined iteratively (in this case because of the iterative determination of a v_Gw ) from v (t) and allows the control unit to guide the state of motion back into a stable region.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figur der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wirkende Bauteile verweisen.Further expedient refinements and advantages of the invention are the subject of the description of exemplary embodiments the invention with reference to the figure of the drawing, wherein the same References to like components.
Dabei zeigt diethere show the
Die
Die entlang der Y-Achse verschoben dargestellten Ableitungen zeigen den Verlauf des Beschleunigungssignals und des Rucksignals über der Zeit. Obwohl ein Verzögerungsvorgang vorliegt, nimmt die Beschleunigung oder der Ruck durchaus auch positive Werte an (a > a0, r > r0). Mit Hilfe des Vorzeichens des Beschleunigungssignals und des Rucksignals lassen sich die dargestellten Funktionen in vier Quadranten einteilen.The derivatives shown shifted along the Y-axis show the course of the acceleration signal and the jerk signal over time. Although there is a deceleration process, the acceleration or jerk also takes on positive values (a> a 0 , r> r 0 ). Using the sign of the acceleration signal and the jerk signal, the functions shown can be divided into four quadrants.
Die
Zweck der Darstellung ist es, die Bedingung für eine betragsmäßige Absenkung eines iterativ zu bestimmenden Verzögerungs-Grenzwertes aRad_Gw(t) zu verdeutlichen.The purpose of the representation is to clarify the condition for an absolute reduction of an iteratively determined deceleration limit a Rad_Gw (t).
Hierzu ist die Funktion a(t), die Funktion (a(t) – aRad_Gw(t)) und der durch differenzieren von a(t) bestimmte Radruck r(t) sowie der mittels der Formel SRad = ∫(a(t) – aRad_Gw(t))dt bestimmte absolute Schlupf dargestellt, wobei zur Überprüfung der Bedingung der Schlupf auf Werte kleiner/gleich Null begrenzt wird. Der Verzögerungs-Grenzwert aRad_Gw(t) wird betragsmäßig abgesenkt, sobald sgn(SRad(t)) = 0 und sign(a(t) – aRad_Gw(t)) = sign(r(t)). Diese Bedingung ist im vorliegenden Beispiel erfüllt in der mit 3. bezeichneten Zeitspanne, so dass der Verzögerungs-Grenzwert nach Eintritt in die Zeitspanne 3. betragsmäßig abgesenkt wird. Die Absenkung kann beispielsweise so lange erfolgen, bis die Bedingung nicht mehr zutrifft. Durch das Absenken des Verzögerungs-Grenzwertes bei Vorliegen der Bedingung wird der mittels des anpassbaren Verzögerungs-Grenzwert bestimmte Schlupf SRad = ∫(a(t) – aRad_Gw(t))dt an physikalisch sinnvolle Schlupfwerte angepasst.For this purpose, the function a (t), the function (a (t) -a Rad_Gw (t)) and the determined by differentiating a (t) Radruck r (t) as well as by means of the formula S Rad = ∫ (a ( t) - a Rad_Gw (t)) dt certain absolute slip is shown, wherein for checking the condition of the slip is limited to values less than or equal to zero. The deceleration limit a Rad_Gw (t) is reduced in magnitude as soon as sgn (S Rad (t)) = 0 and sign (a (t) -a Rad_Gw (t)) = sign (r (t)). This condition is fulfilled in the present example in the time period designated by 3., so that the delay limit value is lowered in amount after entering the time period 3rd The lowering can, for example, take place until the condition no longer applies. By lowering the deceleration limit value when the condition is present, the slip S Rad = ∫ (a (t) -a Rad_Gw (t)) determined by means of the adaptable deceleration limit value is adapted to physically meaningful slip values .
Die
Der Betrag des Verzögerungs-Grenzwertes |aRad_Gw| wird erhöht, wenn ein Beschleunigungsmaximum auftritt, welches einen negativeren Wert als der Verzögerungs-Grenzwert aRad_Gw aufweist. Die Anhebung kann beispielsweise solange erfolgen, bis das Beschleunigungssignal a(t) den Verzögerungs-Grenzwert aRad_Gw betragsmäßig übersteigt oder der Wert av_Gw_max erreicht ist. Beschleunigungsmaxima während eines Abbremsvorganges treten beispielsweise bei einem pulsartigen Abbremsvorgang auf, beispielsweise wenn eine Gleitschutzregelungseinheit bei hohen Bremskräften pulsartig in die Bremskraftsteuerung der Bremsanlage eingreift. Die beiden Anpassbedingungen gewährleisten, dass srel näherungsweise sdef entspricht. Physikalisch sinnlose Schlupfwerte während der beiden genannten Bewegungszustände werden ausgeschlossen.The amount of the deceleration limit | a Rad_Gw | is increased when an acceleration maximum occurs which has a more negative value than the deceleration limit a Rad_Gw . The increase can be carried out, for example, until the acceleration signal a (t) exceeds the limit limit value a Rad_Gw or the value a v_Gw_max is reached. Acceleration maxima during a braking process occur, for example, in a pulse-like braking process, for example, when a Gleitschutzregelungseinheit intervenes at high braking forces pulse-like in the braking force control of the brake system. The two fitting conditions ensure that s rel is approximately equal to s def . Physically senseless slip values during the two mentioned states of motion are excluded.
Die
Dem Addierer ist ein Maximal-Begrenzer nachgeschaltet, welcher den Ausgangswert „sign(Radschlupf)" auf die beiden Werte null oder minus eins beschränkt. Nach dem Ende eines Schlupfbegrenzungseingriffs und bei gültiger Raddrehzahl wird der Ausgangswert „sign(Radschlupf)" mittels des Schalters auf den Wert null zurückgesetzt.the Adder is followed by a maximum limiter, which has the output value "sign (wheel slip)" limited to the two values zero or minus one. To the end of a slip limiting intervention and valid Wheel speed is the output value "sign (Radschlupf)" means of the switch reset to zero.
Die
Der
Ausgangswert „Relativer Radschlupf" entspricht näherungsweise
dem Betrag des Schlupfs, da:
Die
Die
Die
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 19834167 B4 [0002] DE 19834167 B4 [0002]
Claims (15)
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