-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sicherheitsüberwachung eines Antriebs in einem Kraftfahrzeug sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.
-
Stand der Technik
-
Um eine ungewollte (positive wie negative) Beschleunigung eines Kraftfahrzeugs, z.B. verursacht durch einen Software- oder Hardware-Fehler im Motor- oder Getriebesteuergerät, zu verhindern, kann eine momentenbasierte oder beschleunigungsbasierte 3-Ebenen-Überwachung bzw. Monitoring vorgesehen sein. Die 3-Ebenen-Überwachung löst eine Fehlerreaktion aus, wenn das ermittelte Motormoment bzw. die ermittelte Kraftfahrzeugbeschleunigung nicht plausibel sind und/oder ein zulässiger Grenzwert für das ermittelte Motormoment bzw. die ermittelte Kraftfahrzeugbeschleunigung überschritten wird. Bei der Fehlerreaktion kann es sich z.B. um ein Abschalten einer Kraftstoffversorgung und/oder um eine Drehzahlbegrenzung des Antriebs des Kraftfahrzeugs handeln.
-
Bei einer beschleunigungsbasierten 3-Ebenen-Überwachung kann z.B. durch Auswertung eines Soll-Moments eine erwartete bzw. Soll-Fahrzeugbeschleunigung bestimmt werden. Ferner wird eine Ist-Fahrzeugbeschleunigung, z.B. mit Hilfe eines Beschleunigungssensors, des Kraftfahrzeugs bestimmt. Auf einen Fehlerfall wird durch Vergleich der Ist-Fahrzeugbeschleunigung mit der Soll- Fahrzeugbeschleunigung geschlossen, z.B. wenn die Ist-Fahrzeugbeschleunigung die Soll-Fahrzeugbeschleunigung um ein bestimmtes Maß übersteigt. Jedoch erlaubt eine derartige beschleunigungsbasierte Überwachung wie in der
DE 10 2011 075 609 A1 bei Fahrsituationen mit einem Haftungsabriss aufgrund geringer Änderungen der Beschleunigungswerte keine zuverlässige Erfassung in der Art, dass z.B. die Ist-Fahrzeugbeschleunigung die Soll-Fahrzeugbeschleunigung um ein bestimmtes Maß übersteigt. Dies ist z.B. dann der Fall, wenn das Kraftfahrzeug mit 2/3 der maximal auf dem Kreisbahnradius möglichen, konstanten Querbeschleunigung bei konstanter Geschwindigkeit und konstantem Lenkradwinkel auf einer Fahrbahn mit Niedrigreibwert (µr ∼ 0,3) bewegt wird (diese Situation kann insbesondere bei schlechter Witterung wie Schnee oder Regen auftreten) und dann aufgrund z.B. eines Moment- oder Fahrpedalfehlers das maximale Antriebsmoment bereitgestellt wird. Dies kann ein Durchdrehen der Antriebsräder bzw. der Antriebsachsen zur Folge haben, was zu einem Verlassen der Fahrspur durch Über- bzw. Untersteuern führen kann.
-
Aus der
DE 103 54 654 A1 ist ein Verfahren zur Sicherheitsüberwachung eines Antriebs in einem Fahrzeug bekannt, bei dem bei fehlerhaft angezeigtem Kupplungszustand ein Fehlersignal erzeugt wird. Dieses Fehlersignal kann dabei mittels einer voreingestellten Zeitdauer entprellt werden.
-
Aus der
DE 197 22 148 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem zur Traktionskontrolle ein gewünschter Radschlupfwert bestimmt wird, der dann zur Steuerung des Radschlupfes herangezogen wird.
-
Aus der
DE 10 2013 218 504 ist ein Verfahren zum Überwachen eines Antriebs bekannt, bei dem eine Beschleunigung überwacht wird, um eine Zulässigkeit eines Betriebszustandes des Antriebs zu ermitteln.
-
Aus der
DE 101 33 011 A1 ist ein Verfahren zum Erkennen einer fehlerhaften Regelung bzw. Anregelung eines ASR-Systems bei Verwendung eines Notrades bekannt.
-
Es besteht daher Bedarf an einem verbesserten Verfahren zur Sicherheitsüberwachung eines Antriebs in einem Kraftfahrzeug.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zur Sicherheitsüberwachung eines Antriebs in einem Kraftfahrzeug sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
-
Bei dem Verfahren zur Sicherheitsüberwachung eines Antriebs in einem Kraftfahrzeug wird in einem ersten Schritt bestimmt, ob ein Fehlerfall vorliegt, bei dem ein ungewollter Schlupfwert an zumindest einer der Antriebsachsen des Kraftfahrzeugs vorliegt, d.h. ob sich die Räder der Antriebsachse gemessen an der tatsächlichen Fortbewegungsgeschwindigkeit signifikant zu schnell oder zu langsam drehen.
-
Sobald Antriebs- oder Bremskräfte auf ein Rad übertragen werden, stellt sich ein geringer, von null verschiedener Schlupfwert ein. Dieser hängt von der Geschwindigkeit und den übertragenen Kräften ab. Wird das Rad so stark beschleunigt oder gebremst, dass die maximale Haftreibungskraft überschritten wird, wächst der Schlupf, bis es zu einem unkontrollierten Durchdrehen (Schleudern) bzw. Rutschen/Blockieren (Gleiten) der Rädern kommen kann.
-
In einem weiteren Schritt wird zumindest ein Fehlerreaktionsparameter eines Steuergeräts des Kraftfahrzeugs angepasst, wenn ein ungewollter Schlupfwert bestimmt wurde, wobei der zumindest ein Fehlerreaktionsparameter eine Antwortzeitdauer des Steuergeräts zur Ausgabe eines Fehlersignals verändert. Somit erfolgt auf das Vorliegen eines ungewollten Schlupfwerts hin ein mittelbares oder unmittelbares Anpassen der Antwortzeitdauer. Durch das Anpassen des zumindest einen Fehlerreaktionsparameters wird gezielt in diesem Fall die Sensitivität der Fehlererkennung erhöht. Somit kann ein Fehler auch dann erfasst werden, wenn bei Fahrsituationen mit einem Haftungsabriss nur geringe Änderungen der Beschleunigungswerte auftreten, wie dies z.B. in der eingangs geschilderten Kurvenfahrsituation der Fall ist. Dadurch, dass erfasst wird, ob ein von dem Führer des Kraftfahrzeugs gewollter oder ungewollter Schlupfwert an zumindest einer Antriebsachse vorliegt, wird die Sensitivität der Fehlererkennung speziell bei ungewollt durchdrehenden oder blockierenden Antriebsrädern oder Antriebsachsen verbessert und die Toleranz der Fehlererkennung bei Fahrsituationen mit gewollt durchdrehenden Antriebsrädern oder Antriebsachsen erhöht.
-
Im Fehlerfall wird dann zweckmäßigerweise eine Fehlerreaktion eingeleitet, d.h. bei positivem Schlupfwert eine Drehmomentreduzierung und/oder Drehzahlbegrenzung und bei negativem Schlupfwert eine Drehmomentfreischaltung der Antriebsachse (z.B. durch Öffnen einer Kupplung).
-
Gemäß einer Ausführungsform wird zur Bestimmung, ob ein Fehlerfall vorliegt, eine Fahrzeuglängsbeschleunigung mit einer von einer Achsbeschleunigung (d.h. die sich aus der Rotationsbeschleunigung der Antriebsachse und der Geometrie (Radgröße usw.) ergebende Längsbeschleunigung) abhängigen Größe verglichen und auf einen ungewollten Schlupfwert geschlossen, wenn die Fahrzeuglängsbeschleunigung - in der praktischen Umsetzung vorzugsweise um mehr als einen vorgebbaren Schwellwert - von der Größe abweicht. Ist die Fahrzeuglängsbeschleunigung kleiner als die Größe, bedeutet dies einen positiven Schlupf, also die Antriebsachse dreht zu schnell. Ist die Fahrzeuglängsbeschleunigung größer als die Größe, bedeutet dies einen negativen Schlupf, also die Antriebsachse dreht zu langsam. Die Fahrzeuglängsbeschleunigung kann z.B. messtechnisch, z.B. mittels eines Beschleunigungssensors, ermittelt werden, während die Achsbeschleunigung z.B. aus der Achsdrehzahländerung abgeleitet werden kann. Die Größe kann insbesondere die Achsbeschleunigung selbst sein.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform geht in die Größe auch eine Steigungsbeschleunigung (verursacht durch die Hangabtriebskraft) des Kraftfahrzeugs ein. Hierzu wird die Fahrzeuglängsbeschleunigung mit einer Differenz aus der Achsbeschleunigung und der maximalen Steigungsbeschleunigung als Größe verglichen und auf einen ungewollten Schlupfwert geschlossen, wenn die Fahrzeuglängsbeschleunigung von der Größe - in der praktischen Umsetzung vorzugsweise um mehr als einen vorgebbaren Schwellwert - abweicht. Somit kann durch die Korrektur um die maximale Steigungsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs die Erfassung des Fehlerfalls weiter verbessert werden. Die Steigungsbeschleunigung kann beispielsweise aus einer mittels eines Neigungssensors gemessenen Neigung bestimmt werden.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Bestimmung der Achsbeschleunigung eine Achsgeschwindigkeit, d.h. Drehzahl, der zumindest einen Antriebsachse ausgewertet. So wird auf messtechnisch einfache Art die Achsbeschleunigung bestimmt, z.B. durch nummerisches Differenzieren der Achsgeschwindigkeit. Alternativ oder zusätzlich können auch andere physikalische Bewertungsgrößen, wie z.B. Drehmoment, Kraft, Energie und/oder Leistung direkt oder indirekt erfasst und ausgewertet werden.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird auf einen ungewollten Schlupfwert geschlossen, wenn eine von der Fahrzeuglängsbeschleunigung abhängige Größe größer als ein maximal zulässiger oder kleiner als ein minimal zulässiger Beschleunigungsgrenzwert des Kraftfahrzeugs ist. Der maximal zulässige Beschleunigungswert entspricht dem Längsbeschleunigungswert, der unter Berücksichtigung des momentanen Betriebszustands (im Wesentlichen vorgegeben durch die Fahrpedalstellung) maximal vom Antrieb geliefert werden kann. Der minimal zulässige Beschleunigungswert entspricht dem Längsbeschleunigungswert, der unter Berücksichtigung des momentanen Betriebszustands (im Wesentlichen vorgegeben durch die Fahrpedalstellung) minimal vom Antrieb zu erwarten ist. Die Größe kann insbesondere die Fahrzeuglängsbeschleunigung selbst sein.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird als die von der Fahrzeuglängsbeschleunigung abhängige Größe die Summe aus der Fahrzeuglängsbeschleunigung und einer Trägheitsbeschleunigung des Antriebs verwendet. Unter der Trägheitsbeschleunigung wird die sich aus Drehmoment und Trägheitsmoment des Antriebs ergebende Winkelbeschleunigung verstanden. Sie beschreibt die interne Beschleunigung des Antriebs, also insbesondere die Änderung der Motordrehzahl(en) und der Raddrehzahlen. Sie wird beispielsweise mit Hilfe numerischer Differenzierung dieser Drehzahlen bestimmt. Wenn das Drehmoment des Antriebs aufgrund von Niedrigreibwert nicht in eine Längsbeschleunigung übertragen werden kann, erhöht bzw. verringert sich dieser rotatorische Anteil im Vergleich zur Längsbeschleunigung viel stärker. Durch die zusätzliche Erfassung und Berücksichtigung der Trägheitsbeschleunigung wird ein Fahrerwunschmoment berücksichtigt, das sich nur in einer Veränderung der Antriebsdrehzahlen und nicht in einer Veränderung der tatsächlichen translatorischen Fahrzeuglängsbeschleunigung niederschlägt.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine Bewertungsgröße für den Fehlerfall bestimmt und das Fehlersignal wird in Abhängigkeit von der Bewertungsgröße ausgegeben. Die Ausgabe des Fehlersignals kann dementsprechend in Abhängigkeit von der Schwere des Fehlers, die durch die Bewertungsgröße ausgedrückt wird, beschleunigt oder verzögert werden. Es führt zu einer Erhöhung der Sicherheit, wenn das Fehlersignal desto schneller ausgegeben wird, je stärker der Schlupfwert von einem Referenzwert (Schlupfwert=0) abweicht.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zur Bestimmung der Bewertungsgröße eine Summe aus der Fahrzeuglängsbeschleunigung und der Trägheitsbeschleunigung gebildet. Somit wird eine mögliche Gesamtbeschleunigung des Kraftfahrzeugs berücksichtigt, was die Sicherheit erhöht.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zur Bestimmung der Bewertungsgröße der maximal zulässige bzw. der minimal zulässige Beschleunigungsgrenzwert verwendet. Der Beschleunigungsgrenzwert wird z.B. durch Subtraktion mit der Summe aus der Fahrzeuglängsbeschleunigung und der rotatorischen Beschleunigung verglichen. Somit wird nur bei Überschreiten des maximal zulässigen Beschleunigungsgrenzwerts bzw. bei Unterschreiten des minimal zulässigen Beschleunigungsgrenzwerts auf einen Fehlerfall geschlossen, was die Genauigkeit der Erfassung des Fehlerfalls verbessert.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Schwellwert für die Bewertungsgröße in Abhängigkeit von dem Fehlerreaktionsparameter bestimmt, wobei bei Überschreiten des Schwellwerts durch die Bewertungsgröße die Ausgabe des Fehlersignals erfolgt. Somit wird im Fehlerfall bzw. im Falle eines Haftungsabrisses die Höhe des Schwellwerts für die Bewertungsgröße herabgesetzt, was die Antwortzeitdauer des Steuergeräts bis zur Ausgabe des Fehlersignals nochmals verkürzt.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Faktor für die Bewertungsgröße in Abhängigkeit von dem Fehlerreaktionsparameter bestimmt. Es führt zu einer weiteren Erhöhung der Sicherheit, wenn das Fehlersignal in Abhängigkeit von der um einen Faktor verstärkten Bewertungsgröße ausgegeben wird.
-
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
-
Auch die Implementierung des Verfahrens in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
-
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
-
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
-
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
-
Figurenliste
-
- 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Signalplan einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
-
Ausführungsform(en) der Erfindung
-
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Signalplans einer Sicherheitsfunktion gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, die in einem Steuergerät 2, wie z.B. einem Motorsteuergerät, eines Kraftfahrzeugs implementiert ist. Die Sicherheitsfunktion ist für den Fall eines positiven Schlupfwerts, d.h. durchdrehender Räder beschrieben. Der Fall en eines negativen Schlupfwerts, d.h. blockierender Räder, ergibt sich durch entsprechende Anpassung der Vergleichsglieder.
-
Das Steuergerät 2 ist als Recheneinheit des Kraftfahrzeugs zur Sicherheitsüberwachung eines Antriebs des Kraftfahrzeugs ausgebildet und erzeugt im Fehlerfall ein Fehlersignal F.
-
Ein Fehlerfall liegt z.B. vor, wenn das Kraftfahrzeug mit 2/3 der maximal auf dem Kreisbahnradius möglichen, konstanten Querbeschleunigung bei konstanter Geschwindigkeit und konstantem Lenkradwinkel auf einer Fahrbahn mit Niedrigreibwert (µr ~ 0,3) bewegt wird und dann aufgrund z.B. eines Moment- oder Fahrpedalfehlers das maximale Antriebsmoment bereitgestellt wird. Folge kann ein Haftungsabriss sein, aufgrund dessen das Kraftfahrzeug seine Fahrspur verlässt. Dabei wird unter einem Haftungsabriss ein ungewolltes Durchdrehen zumindest einer Antriebsachse des Kraftfahrzeugs als eine Möglichkeit für einen ungewollten Schlupfwert verstanden.
-
Die dargestellte Sicherheitsfunktion im Steuergerät 2 weist fünf Eingangsanschlüsse und einen Ausgangsanschluss auf.
-
Der erste Eingangsanschluss ist für eine Achsbeschleunigung a_axle von zumindest einer Antriebsachse des Kraftfahrzeugs, der zweite Eingangsanschluss ist für eine Steigungsbeschleunigung a_slope des Kraftfahrzeugs, der dritte (doppelt ausgeführte) Eingangsanschluss ist für einen Messwert einer tatsächlichen Fahrzeuglängsbeschleunigung a_Iaengs in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs, der vierte (doppelt ausgeführte) Eingangsanschluss ist für eine Trägheitsbeschleunigung a_rot des Antriebs des Kraftfahrzeugs und der fünfte (doppelt ausgeführte) Eingangsanschluss ist für einen maximal zulässigen Beschleunigungsgrenzwert a_zul_max des Kraftfahrzeugs vorgesehen.
-
Die Achsbeschleunigung a_axle kann beispielsweise durch Maximalwertbildung der mittels Differenzierung der Raddrehzahl gewonnen gemittelten Rotationsbeschleunigung je Achse ermittelt werden, bspw. gemäß
V/H: vorne/hinten
R/L: rechts/links
-
Die Steigungsbeschleunigung a_slope des Kraftfahrzeugs kann aus einer mittels eines Neigungssensors gemessenen Neigungswinkel α bestimmt werden, bspw. gemäß:
g: Erdbeschleunigung
-
Die tatsächliche Fahrzeuglängsbeschleunigung a_Iaengs in Fahrtrichtung kann mittels eines Beschleunigungssensors ermittelt werden.
-
Die Trägheitsbeschleunigung a_rot des Antriebs des Kraftfahrzeugs kann aus der Differenzierung der Motordrehzahl und der Raddrehzahlen sowie ggfs. weiterer drehender Antriebskomponenten bestimmt werden.
-
Der maximal zulässige Beschleunigungsgrenzwert a_zul_max des Kraftfahrzeugs kann aus der Fahrpedalstellung und dem zeitlichen Gradienten der Fahrpedalstellung bestimmt werden. Vorteilhafterweise werden zusätzlich positive und/oder negative Drehmomentanforderungen durch wirkende Fahrerassistenzsysteme (ESP, ASR, ACC, ...) in die Bestimmung einbezogen.
-
Der Ausgangsanschluss des Steuergeräts 2 ist zur Ausgabe des Fehlersignals F ausgebildet, wenn ein Fehlerfall vorliegt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Fehlersignal F ein binäres Signal mit logisch HIGH im Fehlerfall und logisch LOW im Nicht-Fehlerfall.
-
Die Sicherheitsfunktion weist ferner einen ersten Subtrahierer 4, einen ersten Vergleicher 6, ein UND-Glied 8, einen ansteuerbaren Wechselschalter 10, einen ersten Addierer 12, einen zweiten Vergleicher 14, einen zweiten Addierer 16, einen zweiten Subtrahierer 18, einen Maximalwertbestimmer 20 und einen Integrator 22 auf.
-
Dem ersten Subtrahierer 4 werden als Eingangsgrößen die Achsbeschleunigung a_axle und die Steigungsbeschleunigung a_slope des Kraftfahrzeugs zugeführt. Er liefert als Ausgangsgröße eine Differenz diff_a_s.
-
Die Differenz diff_a_s wird wie die Fahrzeuglängsbeschleunigung a_Iaengs als Eingangsgröße dem ersten Vergleicher 6 zugeführt, der als Ausgangssignal ein Signal logisch HIGH bereitstellt, wenn die Differenz diff_a_s größer als die Fahrzeuglängsbeschleunigung a_Iaengs ist. Andernfalls wird ein Signal logisch LOW bereitgestellt.
-
Dem ersten Addierer 12 werden als Eingangsgrößen die Fahrzeuglängsbeschleunigung a_Iaengs und die rotatorische Beschleunigung a_rot des Antriebs des Kraftfahrzeugs zugeführt, der als Ausgangsgröße eine Summe a_sum aus der Fahrzeuglängsbeschleunigung a_Iaengs und der Trägheitsbeschleunigung a_rot bereitstellt.
-
Die Summe a_sum wird wie der maximal zulässige Beschleunigungsgrenzwert a_zul_max dem zweiten Vergleicher 14 als Eingangsgrößen zugeführt, der als Ausgangssignal ein Signal logisch HIGH bereitstellt, wenn die Summe a_sum größer als der maximal zulässige Beschleunigungsgrenzwert a_zul_max ist. Andernfalls wird ein Signal logisch LOW bereitgestellt.
-
Die beiden logischen Signale des ersten Vergleichers 6 und des zweiten Vergleichers 14 werden als Eingangsgrößen dem UND-Glied 8 zugeführt, das als Ausgangssignal ein Signal logisch HIGH bereitstellt, wenn die beiden logischen Signal HIGH sind. Andernfalls wird ein Signal logisch LOW bereitgestellt.
-
Das logische Ausgangssignal des UND-Gliedes 8 wird als ein Ansteuersignal AS dem ansteuerbaren Wechselschalter 10 zugeführt. Ist das logische Ausgangssignal des UND-Gliedes 8 logisch HIGH, wird ein an einem Anschluss 26 anliegender Wert für eine schnelle Antwort des Steuergeräts 2 zur Ausgabe des Fehlersignals F ausgewählt und dem Integrator 22 zugeführt. Ist hingegen das logische Ausgangssignal des UND-Gliedes 8 logisch LOW, wird ein an einem Anschluss 24 anliegender Wert für eine langsame Antwort des Steuergeräts 2 zur Ausgabe des Fehlersignals F ausgewählt und dem Integrator 22 zugeführt.
-
Der Integrator 22 ist dazu ausgebildet, ein Eingangssignal aufzuintegrieren und den aufintegrierten Wert (Integratorwert) auszugeben. Der Integratorwert wird nach unten auf den an einem Eingang MN anliegenden Wert und nach oben auf einen an einem Eingang MX anliegenden Wert begrenzt. Ferner weist der Integrator 22 einen wählbaren Verstärkungsfaktor K auf, mit dem das Eingangssignal des Integrators 22 verstärkt wird. Sobald der Integratorwert den am Eingang MX anliegenden Wert erreicht, gibt der Integrator das Fehlersignal F aus.
-
Ferner werden dem zweiten Addierer 16 als Eingangsgrößen die Fahrzeuglängsbeschleunigung a_laengs und die Trägheitsbeschleunigung a_rot des Antriebs des Kraftfahrzeugs zugeführt, der als Ausgangsgröße dementsprechend wieder die Summe a_sum bereitstellt.
-
Die Summe a_sum und der maximal zulässige Beschleunigungsgrenzwert a_zul_max werden als Eingangsgrößen dem zweiten Subtrahierer 18 zugeführt, der als Ausgangsgröße die Bewertungsgröße G bereitstellt.
-
Die Bewertungsgröße G wird als Eingangsgröße dem Maximalwertbestimmer 20 zugeführt, der negative Werte der Bewertungsgröße G unterdrückt oder herausfiltert. Positive Ausgangssignale werden als positive Bewertungsgröße x als Eingangsgröße dem Integrator 22 zugeführt.
-
Im Betrieb wird in einem ersten Schritt die Fahrzeuglängsbeschleunigung a_laengs gemessen, z.B. mit einem Beschleunigungssensor. Ferner wird die Achsbeschleunigung a_axle bestimmt, z.B. durch Erfassen der Achsgeschwindigkeit bzw. -drehzahl mit anschließender Differenzierung. Ferner wird die Steigungsbeschleunigung a_slope, die Trägheitsbeschleunigung a_rot und der maximal zulässige Beschleunigungsgrenzwert a_zul_max bestimmt bzw. eingelesen.
-
In einem weiteren Schritt werden dem ersten Subtrahierer 4 die Achsbeschleunigung a_axle und die maximale Steigungsbeschleunigung a_slope des Kraftfahrzeugs zugeführt. Er liefert als Ausgangsgröße die Differenz diff_a_s, die wie die Fahrzeuglängsbeschleunigung a_Iaengs dem ersten Vergleicher 6 zugeführt wird, der als Ausgangssignal ein Signal logisch HIGH bereitstellt, wenn die Differenz diff_a_s größer als die Fahrzeuglängsbeschleunigung a_laengs ist. Somit wird ein Signal logisch HIGH bereitgestellt, wenn eine oder mehrere Antriebsachsen des Kraftfahrzeugs durchdrehen.
-
Ferner wird im Betrieb in einem weiteren Schritt dem ersten Addierer 12 die Fahrzeuglängsbeschleunigung a_Iaengs und die Trägheitsbeschleunigung a_rot des Antriebs des Kraftfahrzeugs zugeführt. Er liefert als Ausgangsgröße eine Summe a_sum. Die Summe a_sum wird wie der maximal zulässige Beschleunigungsgrenzwert a_zul_max dem zweiten Vergleicher 14 zugeführt, der als Ausgangssignal ein Signal logisch HIGH bereitstellt, wenn die Summe a_sum größer als der maximal zulässige Beschleunigungsgrenzwert a_zul_max ist. Somit wird ein Signal logisch HIGH bereitgestellt, wenn eine oder mehrere Antriebsachsen des Kraftfahrzeugs ungewollt durchdrehen.
-
Ferner werden im Betrieb in einem weiteren Schritt die beiden logischen Signale mit dem UND-Glied 8 verknüpft, sodass ein Signal am Ausgang des UND-Glieds 8 nur im Falle eines ungewollten Durchdrehens zumindest einer Antriebsachse des Kraftfahrzeugs vorliegt. Das logische Ausgangssignal des UND-Gliedes 8 wird als Ansteuersignal AS dem ansteuerbaren Wechselschalter 10 zugeführt, sodass bei einem logischen Ausgangssignal logisch HIGH des UND-Gliedes 8 ein Fehlerreaktionsparameters y für eine schnelle Antwort des Steuergeräts 2 zur Ausgabe des Fehlersignals F ausgewählt und dem Integrator 22 zugeführt wird, der zu einer Herabsetzung des Schwellwert des Integrators 22 führt, um ein Bereitstellen des Fehlersignals F an dem Ausgangsanschluss auszulösen.
-
Des Weiteren werden im Betrieb die Summe a_sum und der maximal zulässige Beschleunigungsgrenzwert a_zul_max dem zweiten Subtrahierer 18 zugeführt, der als Ausgangsgröße eine Bewertungsgröße G bereitstellt, die dem Maximalwertbestimmer 20 zugeführt wird. Der Maximalwertbestimmer 20 unterdrückt bzw. filtert negative Werte der Bewertungsgröße G 20 heraus und liefert als Ausgangssignal die positive Bewertungsgröße x, die als Eingangsgröße dem Integrator 22 zuführt wird. Die Bewertungsgröße x drückt die Schwere des Fehlers aus, d.h. im gezeigten Beispiel das Ausmaß der ungewollten Beschleunigung einschließlich eines ungewollten Durchdrehens.
-
Der Integrator 22 integriert die positive Bewertungsgröße x auf. Im vorliegenden Beispiel wird der Integratorwert nach unten auf den Wert MN = 0 und nach oben auf den Wert MX = y begrenzt. Erreicht der Integrator die obere Grenze, wird das Fehlersignal F ausgegeben. In Abhängigkeit davon, ob als obere Grenze der an dem Anschluss 26 anliegende Wert für eine schnelle Antwort oder der an dem Anschluss 24 anliegende Wert für eine langsame Antwort an MX anliegt, läuft der Integrator schneller oder langsamer in die Sättigung und gibt das Fehlersignal F aus.
-
Zur Veränderung der Antwortzeitdauer T kann alternativ oder zusätzlich der Verstärkungsfaktor K in Abhängigkeit von dem Fehlerreaktionsparameter variiert werden, insbesondere wird K für eine schnelle Reaktion vergrößert und für eine langsame Reaktion verkleinert.
-
Zur Veränderung der Antwortzeitdauer T kann alternativ oder zusätzlich auch der Fehlerreaktionsparameter in Abhängigkeit von der Bewertungsgröße vorgegeben werden. Zweckmäßigerweise wird dementsprechend der Fehlerreaktionsparameter so vorgegeben, dass eine umso höhere Bewertungsgröße zu einer umso kürzeren Antwortzeitdauer T führt.
-
Durch die Erfindung wird die Sensitivität der Fehlererkennung bei ungewollt durchdrehenden Antriebsrädern oder Antriebsachsen verbessert. Gleichzeitig wird die Toleranz der Fehlererkennung bei Fahrsituationen ohne Haftungsabriss und bei Fahrsituationen mit gewollt durchdrehenden Antriebsrädern oder Antriebsachsen erhöht. Das Verfahren kann außerdem zum Erfassen von blockierten Antriebsrädern oder Antriebsachsen, z.B. aufgrund eines blockierenden Getriebes oder aufgrund zu hoher verzögernder Momente eines Elektroantriebs in analoger Weise verwendet werden.
