DE3906680C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Betriebssteuer­ einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es wurden schon die verschiedensten Vorschläge gemacht, um die Betriebsbedingungen eines Kraftfahrzeuges auf der Grundlage entsprechender Werte von Beschleunigung der Räder des Fahrzeuges zu steuern. Im folgenden sei festgehalten, daß "Rad" die Räder oder Reifen eines Fahrzeuges bezeichnet, "Raddrehbeschleunigung" im folgenden als "Radbeschleunigung" bezeichnet wird und "Raddreh­ geschwindigkeit" im folgenden als "Radgeschwindigkeit" bezeichnet wird. Bekannte Vorschläge umfassen z. B. eine Steuervorrichtung für Fahrten mit konstanter Geschwindigkeit, wobei die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit derart geregelt wird, daß sie sich einer Zielgeschwindigkeit nähert, eine Traktions-Steuervorrichtung, welche den Radschlupf während der Beschleunigung steuert und eine Antiblockiersteuervorrichtung zur Verhinderung von Blockieren der Kraftfahrzeugräder während des Bremsvorganges. Bei derart bekannten Kraftfahrzeug- Betriebssteuervorrichtungen wird die Radbeschleunigung verwendet, um direkt beliebige Änderungen in dem Laufverhalten der Räder auszudrücken. Da die Information, welche den Beschleunigungsgrad ausdrückt, auch direkt anzeigt, inwieweit tatsächlich eine Beschleunigung oder eine Verzögerung vorliegt, können ausgezeichnete Ergebnisse erhalten erhalten werden, indem die Steuerung auf der Grundlage der Radbeschleunigung durchgeführt wird.

Aus der DE 37 24 574 A1 ist eine Einrichtung zur Schlupfsteuerung eines Kraftfahrzeuges bekannt, welche die Schlupfsteuerung eines Fahrzeuges optimiert, um ein Durchdrehen der Räder während der Beschleunigung des Fahrzeuges zu verhindern. Die beschriebene Schlupfsteuerung beeinflußt sowohl die Kraftfahrzeugbremsen als auch das Antriebsmoment des Motors. Um das Regelverhalten der Steuerung auf verschiedene Fahrbedingungen des Fahrzeuges anzupassen, optimiert die beschriebene Steuerung das Steuerverhältnis zwischen dem Betätigen der Bremsen und dem Variieren des Antriebsmomentes, um so Steuerverhältnis an die verschiedenen Fahrbahnbedingungen anzupassen. Um dies zu erreichen, wird vorgeschlagen, Vorrichtungen zum Ändern des Schlupfverhältnisses bereitzustellen, die den Anteil an der Schlupfsteuerung mittels Variation des Antriebsmomentes und den Anteil an der Schlupfsteuerung mittels Bremsbetätigung der Fahrzeugräder variieren.

Eine ähnliche Vorrichtung ist auch in der DE 36 42 008 A1 beschrieben. Die beschriebene Steuervorrichtung steuert automatisch das Antriebsmoment des Fahrzeugs, in dem das Schlupfverhältnis als Steuergröße für die Betätigung der Fahrzeugbremsen und des Antriebsmomentes des Motors verwendet wird. Um die Steuerung des Antriebsmomentes mit einer hohen Effektivität durchzuführen, wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die in der Lage ist zu erkennen, ob sich das Fahrzeug in einem beschleunigenden Zustand hoher Geschwindigkeit oder ob sich das Fahrzeug in einem Zustand geringer Geschwindigkeit auf einer Straßenoberfläche mit einem geringen Reibungskoeffizienten befindet. In Abhängigkeit des jeweils erkannten Zustandes wird das Schlupfverhältnis gesteuert, indem sowohl die Fahrzeugbremsen als auch das Antriebsmoment des Motors beeinflußt wird.

Die EP 02 52 384 A1 beschreibt eine Vorrichtung, welche in der Lage ist, den Schlupfzustand eines vierradangetriebenen Fahrzeugs zu ermitteln. Derartige Vorrichtungen können zur Bestimmung des Schlupfzustandes nicht auf eine abgeschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit zurückgreifen (die für gewöhnlich aus der Geschwindigkeit von mitlaufenden Rädern ermittelt wird), da alle Räder des Fahrzeuges Antriebsräder sind. Gleichwohl ist die Bestimmung des Schlupfzustandes für vierradangetriebene Fahrzeuge insbesondere dann wichtig, wenn sich das Fahrzeug auf schwerem Grund mit einem geringen Reibungskoeffizienten befindet. Die beschriebene Vorrichtung mißt mechanische Vibrationen der Antriebsräder und wertet das Auftreten von Vibrationen oder Oszillationen innerhalb bestimmter Frequenzbereiche als Signal für auftretenden Schlupf.

Für gewöhnlich werden bei derart bekannten Vorrichtungen aufeinanderfolgende Werte von momentanen Radgeschwindigkeiten (d. h. jeweils gemessen während eines sehr kurzen Zeitintervalles) nacheinander erhalten und zeitweise gespeichert und aufeinanderfolgende Werte von momentanen Radbeschleunigungen werden von diesen Werten von momentanen Radgeschwindigkeiten erhalten. Im Falle der Antirutsch-Steuervorrichtung gemäß der JP-OS 60-35 649 wird der jüngst erhaltene Wert der Radgeschwindigkeit als V_x0, die unmittelbar vorher erhaltene Radgeschwindigkeit als V_x1 und das Zeitintervall, während dem V_x0 gemessen wird als ΔT_n und das Zeitintervall zur Messung von V_x1 als ΔT_(n-1) bezeichnet; hieraus ergibt sich dann die momentane Radbeschleunigung V′_W durch die folgende Gleichung:

Die gemessene Radgeschwindigkeit beinhaltet jedoch einen hohen Betrag von hochfrequenten Rauschkomponenten, hervorgerufen durch Vibrationen aufgrund der Straßenoberfläche, d. h. Vibrationen des Fahrzeuges und/oder Einbauteilen, welche die Sensoren zur Messung der Radgeschwindigkeit tragen. Da die momentane Radbeschleunigung auf der Grundlage der gemessenen Radgeschwindigkeit berechnet wird, enthält die berechnete Beschleunigung ebenfalls hohe Beträge von hochfrequenten Rauschanteilen. Dies hat zur Folgen, daß, wenn die Steuerung des Fahrzeuges direkt auf der Grundlage des berechneten momentanen Radbeschleunigungswertes durchgeführt wird, ein Steuerfehler auftreten kann, was zur Folge hat, daß der Steuerprozeß nicht mehr durchgeführt werden kann aufgrund der hochfrequenten Rauschanteile.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die eingangs geschilderten Probleme des Standes der Technik zu umgehen und eine Kraftfahrzeug-Betriebssteuervorrichtung zur Steuerung der Betriebszustände eines Kraftfahrzeuges auf der Grundlage von Radbeschleunigung zu schaffen, bei der ein Filterprozeß mit einem hohen Grad von Genauigkeit durchgeführt wird, um hochfrequente Rausch- oder Störanteile des erhaltenen Wertes der Radbeschleunigung auszuschließen, um somit einen hochgenauen Wert der Radbeschleunigung zu erhalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Um einen effektiven Filterprozeß sicherzustellen, werden gewisse Parameter des Filters, beispielsweise die Eckfrequenz (Cut-Off-Frequency) variabel abhängig von Informationen gehalten, welche den momentanen Zustand des Fahrzeugrades betreffen.

Diese Informationen hinsichtlich der Fahrzeugräder können Radgeschwindigkeitsdaten, Informationen, welche anzeigen, ob die Beschleunigungsmessung momentan an einem angetriebenen oder einem treibenden Rad durchgeführt wird, oder Informationen beinhalten, welche die Dauer der Abtastintervalle betreffen, innerhalb der aufeinanderfolgende Werte von Radgeschwindigkeit erhalten werden. Insbesondere können derartige Informationen verwendet werden, um Sätze von Filterkoeffizienten-Werten auszuwählen, welche eine geeignete Filterung ermöglichen, um höchst effektiv hochfrequente Anteile von den Werten der Beschleunigung auszuschließen, die als Ausgänge von den Filterverarbeitungen erhalten werden.

Der Filtervorgang wird vorzugsweise durch einen digitalen Tiefpaß-Filtervorgang durchgeführt, so daß die Werte der Filterkoeffizienten frei bestimmt werden können, beispielsweise durch ein Computerprogramm. Die Filterparameter, die so modifiziert werden können durch Einstellung der Filterkoeffizienten, umfassen Eckfrequenz in der Verwendung beim Tiefpaß-Filtervorgang, um hochfrequente Rauschanteile auszuschließen, Filtertyp (z. B. Tiefpaßfilter zweiter Ordnung, Tiefpaßfilter dritter Ordnung, Chebyshev-Filterantwort oder Butterworth-Filteranwort etc.). Eine verbesserte Genauigkeit kann dadurch erreicht werden für die Werte von Radbeschleunigung, die in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erhalten werden.

Aufgrund dieser Ausbildung einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Betriebssteuervorrichtung können Filterparameter, wie beispielsweise Eckfrequenz in Abhängigkeit von verschiedensten Zuständen bezüglich des Rades festgesetzt werden. Wenn beispielsweise das Rad in einem festgelegten Hochgeschwindigkeitsbereich dreht, kann die Eckfrequenz auf einen festgelegten hohen Wert gesetzt werden, wohingegen die Radgeschwindigkeit in einem niederen Bereich ist, die Eckfrequenz auf einen geringeren Wert gesetzt werden kann, so daß eine optimale Ausschließung von hochfrequenten Rauschanteilen des sich ergebenden Beschleunigungssignals für beide Geschwindigkeitsbereiche sichergestellt ist. Wenn einmal ein geeigneter Wert der Eckfrequenz auf diese Art und Weise bestimmt worden ist, können dann geeignete Filterkoeffizienten erhalten werden durch Erzeugung dieses Eckfrequenzwertes. Diese Filterkoeffizienten können beispielsweise aus einer Mehrzahl von vorherbestimmten Sätzen von Filterkoeffizienten ausgewählt werden entsprechend den respektiven unterschiedlichen Werten der Eckfrequenz. Somit können Filterparameter ausgewählt werden, um einen optimalen Filtervorgang für den momentanen Zustand eines jeden Rades bereitzustellen. Die Filterverarbeitung von aufeinanderfolgend erhaltenen Werten von momentanen Radbeschleunigungen wird durchgeführt unter Verwendung dieser Koeffizientenwerte, um ein genaues Radbeschleunigungssignal zu erhalten, wobei die erwähnten hochfrequenten Rauschanteile wirksam ausgeschlossen werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit eine verbesserte Genauigkeit der Steuerung eines Kraftfahrzeuges auf der Grundlage der Werte von Radbeschleunigung, die erhalten werden als Ergebnis des Filterprozesses, wobei es nicht nötig ist, den Zustand einer Bremsvorrichtung oder anderer Einrichtungen an dem Fahrzeug zu ändern, um somit die verbesserte Steuergenauigkeit zu erhalten.

Vorteile und zweckmäßige Weiterbildungen der Aufgabenlösung ergeben die Merkmale der Unteransprüche.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt

Fig. 1 in Blockdiagrammdarstellung die grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 schematisch vereinfacht den gesamten Aufbau einer Antirutsch-Steuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 schematisch vereinfacht einen Radgeschwindigkeits- Sensorabschnitt in der Vorrichtung von Fig. 2 für ein Rad des Fahrzeuges;

Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der grundlegenden Prinzipien der Antirutsch-Steuervorrichtung gemäß Fig. 2;

Fig. 5, 6 und 7 Flußdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antirutsch-Steuerung;

Fig. 8 ein Zeitdiagramm für das Flußdiagramm von Fig. 5;

Fig. 9 eine grafische Darstellung zur Erläuterung einer Beziehung zwischen Werten von momentaner Radgeschwindigkeit und einer Zahl m, verwendet in dem Flußdiagramm von Fig. 6;

Fig. 10 und 11 grafische Darstellungen zur Erläuterung wahrer Beschleunigungskomponenten und Rauschkomponenten eines Beschleunigungssignals;

Fig. 12 eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen Filter-Eckfrequenz und Radgeschwindigkeit zur Erläuterung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antirutsch- Steuerung;

Fig. 13, 14 und 15 Flußdiagramme zur Erläuterung der zweiten und der dritten und vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antirutsch- Steuerung;

Fig. 16 ein Blockdiagramm zur Darstellung der grundlegenden Prinzipien einer fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antirutsch-Steuerung;

Fig. 17 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der fünften Ausführungsform;

Fig. 18 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der fünften Ausführungsform; und Fig. 19 die Darstellung einer Abwandlung der fünften Ausführungsform, bei der Werte von Beschleunigungsmeß- Zeitpunkten durch Interpolation von Werten (erhalten durch einen Abtastpunkt-Mittelungsprozeß) bestimmt werden.

Fig. 1 zeigt als Blockdiagramm die grundlegenden Prinzipien einer Ausführungsform einer Kraftfahrzeug- Betriebssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der eine Filter-Eckfrequenz (Cut-Off-Frequency) für eine verbesserte Filteraktivität variierbar ist. Gemäß Fig. 1 weist eine derartige Vorrichtung im wesentlichen eine Radgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung M1 auf, welche ein Radgeschwindigkeitssignal erzeugt (z. B. ein Signal mit aufeinanderfolgenden Werten von momentanen Radgeschwindigkeiten), welches einer Berechnungseinrichtung M 2 zur Berechnung einer momentanen Radbeschleunigung zugeführt wird, um ein momentanes Radbeschleunigungssignal (bestehend aus aufeinanderfolgenden Werten von momentanen Radbeschleunigungen) zu erhalten. Dieses Signal wird einer Filterverarbeitungseinrichtung M 3 übertragen, welche als Tiefpaßfilter arbeitet, um Frequenzkomponenten auszuschließen, die höher als eine Eckfrequenz f_c sind, um ein Beschleunigungssignal zu erhalten für eine Kraftfahrzeug-Betriebssteuereinrichtung M5. Zusätzlich ist eine Setzeinrichtung M4 zum Festsetzen einer Eckfrequenz vorgesehen, um einen geeigneten Wert einer Eckfrequenz für die Filterverarbeitungseinrichtung M3 festzusetzen, welcher die Eckfrequenz ist, die in Abhängigkeit von einer oder mehreren Bedingungen bezüglich des Kraftfahrzeugrades bestimmt wurde, so z. B., ob die Radgeschwindigkeit in einem hohen oder einem niederen Bereich ist, oder ob das Rad ein Antriebsrad oder angetriebenes, d. h. frei mitlaufendes Rad ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche eine Antirutsch-Steuervorrichtung ist, wird nun - weiterhin unter Bezugnahme auf die Zeichnung - näher erläutert.

Eine Antirutsch-Steuervorrichtung funktioniert während des Bremsvorganges eines Fahrzeuges um zu verhindern, daß das oder die Kraftfahrzeugräder blockieren, so daß die Rutsch- oder Schleudergefahr verringert wird.

Fig. 2 ist eine schematisch vereinfachte Darstellung des allgemeinen Aufbaus dieser Vorrichtung, wobei mit dem Bezugszeichen 10 eine elektronische Steuereinheit (ECU = electronic control unit) bezeichnet ist, welche u. a. einen Microcomputer beinhaltet. Mit 20 sind die vier Räder des Fahrzeuges bezeichnet, und mit 30 allgemein ein Bremssystem, welches den Grad der angelegten Bremskraft steuert. Das Bezugszeichen 21 bezeichnet eine jede Achse der Räder 20. Das Bremssystem 30 weist im wesentlichen ein Bremspedal 31, einen Hauptzylinder 32, eine Pumpe 33, einen Akkumulator oder Sammler 34, einen Druckregler 35, einen Bremsenbetätiger 36, einen Radzylinder 37, sowie Bremsscheiben 38 an den entsprechenden Rädern 20 auf. Ein Hydraulikdruck, der von dem Hauptzylinder 32 erzeugt wird, wird jedem der Radzylinder 37 übertragen, wobei die so angelegten entsprechenden Werte der Hydraulikdrücke durch eine Mehrzahl von in der Zeichnung nicht dargestellten elektromagnetischen Ventilen gesteuert wird, was in dem Bremsenbetätiger 36 stattfindet. Obwohl in der Zeichnung nicht dargestellt, ist jeder der Radzylinder 37 mit einem Bremskissen ausgestattet, das den Bremsvorgang durch Reibung ausführt, welche mittels den entsprechenden Bremsscheiben 38 erzeugt wird. Die ECU 10 empfängt als Eingangssignale Signale von einem Satz von vier Radgeschwindigkeitssensoren 51, welche jeweils an den Rädern 20 angeordnet sind. In dieser Ausführungsform umfassen die Räder 20 sowohl Antriebsräder als auch angetriebene oder freilaufende Räder. Signale von einem Bremsenschalter 42 werden ebenfalls der ECU 10 eingegeben. Die ECU 10 führt einen festgelegten Berechnungsvorgang durch, der auf Grundlage dessen die Mehrzahl von elektromagnetischen Ventilen des Bremsenbetätigers 36 so betrieben wird, daß die entsprechenden Werte des Hydraulikdrucks an den Radzylindern 37 der Räder 20 reguliert werden.

Fig. 3 zeigt einen Radgeschwindigkeitssensor 51 für eines der Räder 20. Gemäß Fig. 3 ist der Radgeschwindigkeitssensor 51 aus einem Signalrotor 52 gebildet, der zusammen mit dem Rad dreht, sowie einem magnetischen Aufnehmer 53. Der Signalrotor 52 weist 96 Zähne auf, die äquidistant an seinem Umfang angeordnet sind und das sich ergebende Ausgangssignal von dem Aufnehmer 53 wird durch einen Wellenform-Formschaltkreis 54 übertragen, um somit ein Ausgangssignal zu erhalten, welches im folgenden als Radgeschwindigkeits-Detektionssignal bezeichnet wird und aus einem Zug von Rechteckimpulsen besteht. Dieses Signal wird einem Interrupt-Eingang des Microcomputers in der ECU 10 zugeführt. Als Antwort auf jeden Radgeschwindigkeitsimpuls inkrementiert der Microcomputer einen Zählwert in einem Register, wobei dieser Zählwert verwendet wird, um Werte von momentanen Radgeschwindigkeiten zu erhalten, wie im folgenden noch erläutert wird.

Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 7 erläutert, welche Flußdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise des Microcomputers in der ECU 10 sind. Fig. 4 ist ein Gesamtflußdiagramm des Hauptprogrammes zur Durchführung einer Antirutsch-Steuerung. Die folgende Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf ein einzelnes Rad, es versteht sich jedoch, daß gleiche oder ähnliche Abläufe für jedes der Räder durchgeführt werden. Der Prozeßablauf beginnt, wenn die Energiezufuhr zu der ECU 10 eingeschaltet wird. In einem Schritt 100 wird eine Initialisierung durchgeführt. In einem Schritt 200 wird die Radgeschwindigkeit V_W berechnet. Bei dieser Ausführungsform wird eine Steuerung an jedem der vier Räder 20 durchgeführt, so daß entsprechende Werte der Radgeschwindigkeit V_W für jedes der Räder 20 berechnet werden. In einem Schritt 300 wird die Radbeschleunigung _W berechnet.

In einem Schritt 400 wird entschieden, ob eine Antirutsch- Steuerung begonnen werden kann oder nicht. Diese Entscheidung wird auf der Grundlage einer Anzahl von unterschiedlichen Bedingungen getroffen, beispielsweise, ob der Bremsenschalter 42 erfaßt hat, daß das Bremspedal 41 gedrückt wurde, ob oder ob nicht die Radbeschleunigung _W kleiner ist als ein festgelegter Wert -s, ob ein Rutschfaktor S (erhalten aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V_M durch die Gleichung, die unten angegeben ist) größer als ein festgelegter Wert ist oder nicht, etc. Die erwähnte Gleichung ist:

In einem Schritt 500 werden die entsprechenden Betriebszustände für die elektromagnetischen Ventile des Bremsenbetätigers 36 berechnet auf der Grundlage der Werte von Radgeschwindigkeit V_W und Radbeschleunigung _W, welche in den Schritten 200 und 300 erhalten wurden. Wenn beispielsweise die elektromagnetischen Ventile für die Radzylinder 37 drei unterschiedliche Betriebszustände haben, bei denen der Hydraulikdruck erhöht, abgesenkt oder konstant gehalten wird, dann wird, wenn der Radbeschleunigungswert anzeigt, daß ein Rad zu blockieren beginnt, das entsprechende der elektromagnetischen Ventile in den "reduziere Hydraulikdruck" gesetzt. Wenn daraufhin der normale Rad-Drehzustand wieder erreicht worden ist, wird das Rad wieder in den Modus "erhöhe Hydraulikdruck" gesetzt.

In einem Schritt 600 werden Befehlssignale an den Bremsenbetätiger 36 ausgegeben, um die Betriebszustände, die in dem Schritt 500 erhalten wurden, zu implementieren. Danach werden die Schritte von 200 bis 600 zyklisch wiederholt, um somit das Fahrzeug unter der Kontrolle des Fahrers zu halten, ohne daß ein Blockieren oder Rutschen auftritt.

Die Schritte 500 und 600 gemäß obiger Beschreibung können auf verschiedenste Art und Weise implementiert werden, abhängig von der Konfiguration des Steuersystems. So können beispielsweise im Schritt 500 die Zielwerte von Hydraulikdruck für jeden der Radzylinder 37 berechnet werden, wohingegen im Schritt 600 eine hydraulische Servosteuerung durchgeführt werden könnte, um die einzelnen Drücke für die entsprechenden Radzylinder auf ihren Zielwerten zu halten.

Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm des Prozesses für Radgeschwindigkeits-Pulsberechnung, der während jedem der aufeinanderfolgenden Abtastintervalle ΔT durchgeführt wird, wie folgt: Bei der folgenden Beschreibung erfolgt auch eine Bezugnahme auf das Wellenformdiagramm von Fig. 8. Wenn ein erster Impuls von dem Radgeschwindigkeits- Detektionssignal (von dem Formschaltkreis 54) erzeugt wird, wirkt dieser Puls als ein erster Unterbrechnungspuls (Puls P₁ in Fig. 8) für den Microcomputer der ECU 10. Ein Zählwert eines Registers wird dann um eins inkrementiert von einem Anfangswert von null. Danach erfolgt ein Interrupt und der Zählwert wird jedesmal dann inkrementiert, wenn ein Radgeschwindigkeits-Detektionspuls erzeugt wird. Dies erfolgt aufeinanderfolgend während eines verstreichenden Zeitintervalls ΔT, welches sich von dem ersten der Radgeschwindigkeits-Detektions­ signalpulse (P₁ in Fig. 8) während eines festen Zeitintervalls ΔTs zum nächste Radgeschwindigkeits-Detektions­ signalpuls (P₂ in Fig. 8) erstreckt, der am Ende des Intervalls ΔTs erfolgt. Ein Zählwert Np der Anzahl von Radgeschwindigkeits-Detektionspulsen während ΔT wird somit erhalten. Zusätzlich wird der Wert des verstrichenen Zeitintervalls ΔT gemessen. Wenn der erwähnte Puls P₂ erscheint und somit das verstreichende Zeitintervall ΔT beendet wird, beginnt der Zählvorgang von null aus erneut und der erwähnte Prozeß wird wiederholt, um neue Werte für Np und der Dauer von ΔT zu erhalten.

Dieser Ablauf wird wiederholt durchgeführt während aufeinanderfolgender Intervalle ΔT. Es versteht sich, daß, obwohl ΔTs fest ist, ΔT variiert in einem bestimmten Betrag abhängig von der Radgeschwindigkeit. Somit wird der obige Ablauf zur Erhaltung der Werte N_p und ΔT in Intervallen wiederholt, die nur annähernd gleich ΔTs sind und nicht präzise festgelegt sind.

Fig. 6 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Berechnung, durchgeführt wird, um die Radgeschwindigkeit V_W unter Verwendung aufeinanderfolgender Werte N_p und ΔT zu erhalten entsprechend dem Schritt 200 in Fig. 4. In einem ersten Schritt 201 wird ein Wert der momentanen Radgeschwindigkeit V′_W unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet:

V′_W = K · N_p/ΔT

wobei N_p die Anzahl von Geschwindigkeitsdetektionsimpulsen ist, welche während der verstreichenden Zeit ΔT gezählt wurden und ΔT der Wert der verstrichenen Zeit ist, die wie oben beschrieben erhalten wird. K ist ein Koeffizient. In einem Schritt 202 werden Werte von momentaner Radgeschwindigkeit, die in aufeinanderfolgenden Abläufen des Prozesses gemäß Fig. 6 erhalten wurden, zwischen einen Satz von Registern in dem Microcomputer der ECU 10 ausgetauscht. (Es sei hier festgehalten, daß, obwohl die folgende Beschreibung unter der Annahme erfolgt, daß separate angewählte Register verwendet werden, um entsprechende Werte von momentaner Radgeschwindigkeit und momentaner Beschleunigung zeitweise zu speichern, es gleicherweise möglich wäre, eine andere Art von Speicher, beispielsweise ein RAM des Microcomputers der ECU für diese zeitweise Speicherfunktion zu verwenden.) Die erwähnten Register werden im folgenden als Register V_x0, V_x1 und V_x3 bezeichnet und die entsprechenden Werte, die in diesen Registern nach dem Abschluß des Schrittes 202 gehalten sind, werden ebenfalls mit V_x0′, V_x1′ V_x2, V_x2 und V_x3 bezeichnet. In einem Schritt 202 wird zunächst derWert V_x2 von dem V_x2-Register in das V_x3-Register übertragen, wonach der Wert V_x1 von dem V_x1-Register zum V_x2-Register übertragen wird, der Wert V_x0 vom V_x0-Register in das V_x1-Register und der jüngst erhaltene Wert der momentanen Radgeschwindigkeit V′_W′ der im Schritt 201 berechnet wurde, wird in das V_x0-Register übertragen. Auf diese Art und Weise werden die Werte von V_x0 bis V_x3 für jedes Rad pro Ablauf der Flußsequenz gemäß Fig. 6 entsprechend erneuert.

In einem Schritt 204 wird eine Zahl m erhalten, welche verwendet wird, um die Radgeschwindigkeit V_W zu berechnen. Der Wert von m wird auf der Grundlage des erneuerten Wertes der momentanen Radgeschwindigkeit V′_W ermittelt, der gerade in dem Register V_x0 gespeichert wurde, d. h. auf der Grundlage des neuen Wertes V_x0. Diese Zahl m kann beispielsweise aus einer gespeicherten Tabelle oder einer "memory map" von Beziehungen zwischen Werten von m und Werten der momentanen Radgeschwindigkeit V′_W erhalten werden. Eine derartige tabellen- oder datenfeldartige Beziehung kannn beispielsweise in Form der grafischen Darstellung von Fig. 9 vorliegen. Alternativ kann m als eine vorherbestimmte Funktion f(V_x0) des Wertes V_x0 erhalten werden.

In einem Schritt 205 wird ein Mittelungsprozeß durchgeführt, um unter Verwendung der Zahl m die Radgeschwindigkeit V_W wie folgt zu erhalten:

Auf diese Art und Weise wird ein erneuerter Wert der Radgeschwindigkeit V_W als ein Mittel von m aufeinanderfolgenden berechneten Werten der momentanen Radgeschwindigkeit erhalten.

Der erwähnte Ablauf wurde für ein einzelnes Rad beschrieben. Es ergibt sich jedoch, daß identische Prozesse gleichzeitig für jedes der Fahrzeugräder durchgeführt werden können unter Verwendung eines einzelnen Microcomputers, um aufeinanderfolgende erneuerte Werte der Radgeschwindigkeit für jedes der Räder zu erhalten. In diesem Falle werden die Raddetektionssignale für jedes der Räder entsprechend den Interrupt-Eingängen des Microcomputers zugeführt.

Fig. 7 zeigt in einem Flußdiagramm die Prozeßabläufe zur Durchführung des Schrittes 300 in Fig. 4, um die Beschleunigung _W eines Rades zu ermitteln. Diese Ausführungsform wird für den Fall beschrieben, in dem ein digitaler Filterprozeß verwendet wird. In einem Schritt 301 wird der Wert der momentanen Radgeschwindigkeit V_x1 (erhalten in den Sequenzen von Fig. 6 und 7) und das korrespondierende verstrichene Zeitintervall ΔT_(n-1)′ welches zur Berechnung des Wertes V_{x 1} verwendbar wurde, zusammen mit dem jüngst erhaltenen Wert V_{x 0} der momentanen Radgeschwindigkeit und die entsprechende verstrichene Zeit T_n zusammen mit einem Koeffizienten J verwendet, um die momentane Radgeschwindigkeit ′_W aus der folgenden Gleichung zu erhalten:

In einem Schritt 302 wird der Inhalt eines Satzes von fünf Registern des Microcomputers der ECU 10 ausgetauscht. Von diesen Registern wird ein Satz von drei Registern, die benutzt werden, um aufeinanderfolgend erhaltene Werte von momentanen Radbeschleunigungen zu halten, mit _x2, _x1 und _x0 bezeichnet und die in diesen entsprechenden Registern nach Durchführung eines Schrittes 302 gehaltenen Werte werden als momentane Radbeschleunigungswerte _x2, _x1 und _x0 bezeichnet. Zusätzlich werden zwei Register, die dazu dienen, Werte von Radbeschleunigungen zu halten, welche einem Filterprozeß (wie folgt beschrieben) unterworfen wurden, als Register _w1 und _w2 bezeichnet, und die Werte der Radbeschleunigung in diesen Registern nach Durchführung des Schrittes 302 werden als Werte _{w 1} und _{w 2} bezeichnet. Im Schritt 302 wird die Erneuerung des Inhaltes dieser Register wie folgt durchgeführt: der Wert der momentanen Radbeschleunigung in dem _x1-Register wird in das _x2-Register übertragen, der Wert in dem _x0-Register wird in das _x1-Register übertragen und der neue Wert der momentanen Radbeschleunigung (berechnet im Schritt 301) wird in das _x0-Register übertragen. Zusätzlich wird der Wert der (digital gefilterten) Radbeschleunigung in dem _{w 1}-Register in der _{w 2}-Register übertragen und der jüngst berechnete Wert der Radbeschleunigung _W (erhalten vom digitalen Filterprozeß im unmittelbar vorher abgelaufenen Prozeß dieser Folge) wird in das _{w 1}-Register übertragen. Wie im Falle der Berechnung der aufeinanderfolgenden Werte der Radgeschwindigkeit _W werden erneuerte Werte _W der Radbeschleunigung aufeinanderfolgend in Abtastintervallen, die im wesentlichen gleich ΔTs sind, berechnet.

In einem Schritt 303 wird entschieden, ob der momentan durchgeführte Prozeß für ein Antriebsrad des Fahrzeugs ist oder nicht. Bei einem herkömmlichen Fahrzeug (d. h. ein Zweiradantrieb) kann diese Entscheidung durch den Microcomputer der ECU 10 auf der Grundlage der Zustände von Flags gemacht werden, welche für jedes der vier Räder 20 gesetzt werden. Alternativ kann diese Entscheidung auf der Grundlage von Radbeschleunigungsvorgängen oder -prozessen gemacht werden, die in einer festen Sequenz für aufeinanderfolgende der Räder 20 durchgeführt werden. Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist jedoch genauso gut bei einem Fahrzeug mit zeitweiligem Vierradantrieb anwendbar, wobei bestimmte Räder manchmal mit der Fahrzeugtransmission gekoppelt werden können und als Antriebsräder dienen und zu anderen Zeitpunkten nur als frei mitlaufende Räder dienen. In diesem Fall kann der Microcomputer unterscheiden, ob ein Rad in dem angetriebenen oder einem getriebenen Zustand ist auf der Grundlage eines Austausch- oder Umschaltvorganges, der durchgeführt wird, um von Vierradantrieb auf Zweiradantrieb umzuschalten, d. h. durch Erkennung eines Signals, das von einem Schalter erzeugt wird, der betätigt wird, um von Vierradantrieb auf Zweiradantrieb umzuschalten und umgekehrt.

Wenn das Rad, an dem momentan der Prozeß durchgeführt wird, als ein Antriebsrad beurteilt wird, geht der Ablauf zu einem Schritt 304 weiter. Wenn beurteilt wird, daß kein Antriebsrad vorliegt, geht der Prozeß zu einem Schritt 305. Im Schritt 304 wird ein vergleichsweise niederer Wert der Eckfrequenz f_c1 für eine digitale Filterverarbeitung gesetzt, der nachfolgend den momentanen Radbeschleunigungswerten V′_W angelegt wird, um die Radbeschleunigung _W zu erhalten. Im Schritt 305 wird ein vergleichsweise hoher Wert der Eckfrequenz f_c2 < f_c1 für den digitalen Filterprozeß gesetzt.

Die angenäherte Beziehung zwischen den hochfrequenten Rauschanteilen, der Fahrzeugbeschleunigung und der Eckfrequenz f_c ist in Fig. 10 dargestellt für die Fälle von getriebenem Rad (durchgezogene Linie) und leerlaufendem Rad (gestrichelte Linie). Die dichten Verteilungen der wahren Beschleunigungskomponenten des momentanen Beschleunigungssignals (des Signales bestehend aus den aufeinanderfolgenden Digitalwerten der Momentanbeschleunigung erhalten im Schritt 301 von Fig. 7 in aufeinanderfolgenden Abtastintervallen) werden, wie gezeigt, auf einen Tiefenfrequenzbereich beschränkt. Da ein Antriebsrad eines Fahrzeuges mit der Fahrzeugtransmission, d. h. Antriebswelle, Getriebe etc. verbunden ist, hat ein Antriebsrad einen viel höheren Wert einer Rotationsträgheit wie in leerlaufendes Rad. Dies hat zur Folge, daß, wie in Fig. 10 dargestellt, hochfrequente Rauschkomponenten des Antriebsrades mit hoher Amplitude in einem tieferen Frequenzbereich auftreten wie im Falle eines leerlaufenden Rades. Deshalb ist es vorteilhaft, die Eckfrequenz des Filterprozesses so zu setzen, daß diese hochfrequenten Komponenten auf einen relativ niederen Wert (f_c1) ausgeschlossen werden, wenn die Beschleunigungsberechnung für ein Antriebsrad durchgeführt wird und auf einen relativ hohen Wert (f_c2) für den Fall eines leerlaufenden Rades ausgeschlossen wird. Dies stellt sicher, daß ein Maximalpegel der wahren Beschleunigungskomponenten von dem Filter durchgelassen wird (im Falle eines leerlaufenden Rades) und eine ausreichende Rauschausschließung für den Fall eines Antriebsrades erfolgt.

Im Schritt 306 wird ein Satz von Werten für digitale Tiefpaß-Koeffizienten a_i, b_j berechnet, wobei i = 0, 1, 2 und j = 1, 2 ist. Diese Filterkoeffizientenwerte werden auf der Grundlage eines angenommenen Wertes der Abtastperiode für digitale Filterverarbeitung (d. h. Periode für aufeinanderfolgenden Erhalt von erneuerten Werten von momentanen Radbeschleunigungen, was das Intervall ΔT ist) berechnet und auf der Grundlage der Eckfrequenz, die in den Schritten 304 und 305 gesetzt wurde. Diese Filterkoeffizientenwerte können aus einer Datenmappe erhalten werden, welche in einem Speicher des Microcomputers der ECU 10 gespeichert ist und liefert entsprechende Eckfrequenzwerte g(f_c) an entsprechende vorbestimmte Sätze von Werten für die Filterkoeffizienten (a_i, b_j). Alternativ können diese Filterkoeffizientenwerte als Funktionen des Eckfrequenzwertes erhalten werden. Durch Änderung der Werte der Filterkoeffizienten (a_i, b_j) auf diese Art und Weise können die digitalen Filtercharakteristiken frei geändert werden.

Wie erwähnt, ist der Wert ΔT und somit der Wert der Abtastperiode für den Filterprozeß nicht festgelegt. Wie jedoch aus Fig. 8 hervorgeht, ist, wenn die Radgeschwindigkeit ausreichend hoch ist (so daß die Periode der Raddetektionsimpulse wesentlich kleiner als ΔTs ist) die Abtastperiode im wesentlichen konstant, um eine ausreichende Filtergenauigkeit sicherzustellen und ist hierbei annähernd gleich ΔTs.

Im Schritt 307 wird ein Tiefpaß-Digitalfilterprozeß durchgeführt, um die Radbeschleunigung _W zu erhalten unter Verwendung der Werte von momentaner Radbeschleunigung, die momentan noch in den Registern _xo, _x1, und _x2 gehalten sind, und der Werte von Radbeschleunigung, die in den Registern _w1 und _w2 gehalten sind und der Werte für die Filterkoeffizienten a_i, b_j), die im Schritt 306 erhalten wurden. Dieser digitale Filterprozeß findet in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung statt, um einen erneuerten Wert für die Radbeschleunigung _W zu erhalten:

_W = a₀ · _x0 + a₁ · _x1 + a₂ · _x2 + b₁ · _w1 + b₂ · _w2

Somit wird bei der beschriebenen ersten Ausführungsform der digitale Tiefpaß-Filterprozeß durch den Microcomputer der ECU 10 durchgeführt, wobei dieser Filterprozeß softwaremäßig frei steuerbar ist, so daß die Filterparameter wie die Eckfrequenz mittels eines Programms frei änderbar sind. Auf diese Art kann eine Beschleunigungsverarbeitung für jedes der vier Räder eines Fahrzeuges unter Verwendung eines einzigen Microcomputers durchgeführt werden und die Werte der Eckfrequenzen zur Verwendung in den durchgeführten Filterprozessen, um Beschleunigungswerte für die entsprechenden Räder zu erhalten, werden abhängig davon variiert, ob das betreffende Rad ein Antriebsrad oder ein freilaufendes Rad ist, um die Filterwirksamkeit zu verbessern.

Bei der beschriebenen Ausführungsform werden Radgeschwindigkeitssensoren als Einrichtung zur Erfassung der Radgeschwindigkeit verwendet, wohingegen die im Schritt 301 von Fig. 7 durchgeführte Verarbeitung eine Einrichtung bildet zur Berechnung von Werten der momentanen Radbeschleunigung; Schritt 307 in Fig. 7 stellt eine Einrichtung zur Durchführung des Filterprozesses dar und die Kombination der Verarbeitungsschritte 303 bis 306 (A in Fig. 7) bildet eine Einrichtung zum Festsetzen der Filtereckfrequenz. Zusätzlich bilden die Schritte 500 und 600 in Fig. 4 eine Einrichtung zur Steuerung des Fahrzeuglaufes.

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben, welche ebenfalls als Antirutsch- Steuervorrichtung verwendbar ist und wobei die Eckfrequenz zur Verwendung in dem digitalen Filterprozeß variabel in Abhängigkeit der Radgeschwindigkeit gemacht ist. Gemäß Fig. 11 werden, mit steigender Radgeschwindigkeit, Dichtigkeitsverteilungsbereiche der wahren Beschleunigungsfrequenzkomponenten und der hochfrequenten Rauschkomponenten in dem Radbeschleunigungssignal frequenzmäßig nach oben angehoben. Dies aufgrund der Tatsache, daß ein Impulszugsignal, dessen Frequenz sich mit der Radgeschwindigkeit ändert, verwendet wird, um den Wert der Radgeschwindigkeit zu detektieren. Wenn somit die Radgeschwindigkeit V_W höher wird, werden Pulsbreite und Pulsperiode des Pulszugsignales entsprechend kürzer. Somit steigt bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 12 dargestellt, der Wert der Eckfrequenz f_c, der zum Tiefpaßfiltern der momentanen Radbeschleunigung ′_W verwendet wird an, wenn die Radgeschwindigkeit V_W anwächst.

Fig. 13 ist ein Flußdiagramm des Berechnungsprozesses, der in der zweiten Ausführungsform abläuft, um die Radbeschleunigung _W zu erhalten, wobei der Berechnungsprozeß den Schritt 300 in dem Hauptprogramm gemäß Fig. 4 entspricht. Vor diesem Programmablauf wird ein erneuerter Wert der Radgeschwindigkeit V_W erhalten durch den gleichen Prozeß wie in der ersten Ausführungsform. Im ersten Schritt 301 in Fig. 13 wird die Berechnung eines neuen Wertes der momentanen Radbeschleunigung ′_W durchgeführt, wie im Schritt 301 von Fig. 7, der bereits für die erste Ausführungsform beschrieben wurde, wobei ein Schritt 302 durchgeführt wird, um die in den Registern _x0 bis _x2 und _w1′, _w2 gehaltenen Werte zu erneuern, wie im Schritt 302 von Fig. 7. Im nächsten Schritt 313 dieser zweiten Ausführungsform wird jedoch der erneuerte Wert der Radgeschwindigkeit V_W mit einem festgelegten ersten Referenzgeschwindigkeitswert V 1 verglichen.

Wenn im Schritt 313 festgestellt wird, daß die Radgeschwindigkeit V_W kleiner ist als der erste Referenzgeschwindigkeitswert V 1, geht der Ablauf zu einem Schritt 314 weiter. Im Schritt 314 wird ein Wert einer Eckfrequenz f_CL für die digitale Tiefpaßfilterprozedur bestimmt, welche für einen niederen Bereich der Radgeschwindigkeit (vgl. Fig. 11) geeignet ist. Wenn im Schritt 313 festgestellt wird, daß die Radgeschwindigkeit V_W nicht unterhalb der ersten Referenzgeschwindigkeit V 1 liegt, geht der Ablauf zum Schritt 315 weiter.

Im Schritt 315 wird die Radgeschwindigkeit V_W mit einem festgelegten zweiten Referenzgeschwindigkeitswert V 2 verglichen. Wenn im Schritt 315 festgestellt wird, daß die Radgeschwindigkeit V_W kleiner ist als die zweite Referenzgeschwindigkeit V2, geht der Prozeß weiter zu einem Schritt 316, in dem ein Wert der Eckfrequenz f_CL für den digitalen Tiefpaß-Filterprozeß gesetzt wird, der geeignet ist für einen mittleren Bereich der Radgeschwindigkeit (d. h. ein Bereich zwischen V1 und V2). Wenn im Schritt 315 festgestellt wird, daß die Radgeschwindigkeit V_W nicht unter der zweiten Referenzgeschwindigkeit V2 liegt, geht der Prozeß weiter zu einem Schritt 317, in dem ein Wert für die Eckfrequenz f_CH für den digitalen Tiefpaßfilterprozeß gesetzt wird, der geeignet ist für einen hohen Bereich der Radgeschwindigkeit.

In einem Schritt 318 werden digitale Tiefpaßfilter- Koeffizienten (a_i, b_j), wobei i = 0, 1, 2 und j = 1, 2 in Abhängigkeit von dem Wert der Eckfrequenz f_c erhalten, welche im Schritt 313, 314 oder 317 erhalten wurde. Diese Koeffizientenwerte können von einer gespeicherten Datentabelle erhalten werden, welche Eckfrequenzwerte beinhaltet, um die Koeffizientenwerte zu setzen oder können unter Verwendung einer festgelegten Funktion berechnet werden.

Im nächsten Schritt 307 wird ein neuer Wert der Radbeschleunigung _W durch digitale Filterverarbeitung unter Verwendung der Filterkoeffizientenwerte vom Schritt 318 in gleicher Weise wie die Schritte 307 gemäß Fig. 7 ermittelt.

Somit wird bei der zweiten Ausführungsform ein Eckfrequenzwert f_c für den digitalen Filterprozeß der momentanen Radbeschleunigung ′_W in Abhängigkeit davon bestimmt, ob die Radgeschwindigkeit in einem unteren, einem mittleren oder einem hohen Bereich ist. Im Ergebnis kann ein Filterprozeß durchgeführt werden, um einen hohen Grad von Rauschausschließung und somit einer verbesserten Genauigkeit für den Wert der Radbeschleunigung _W zu erhalten, unabhängig der momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeugs.

Es sei hier festgehalten, daß es möglich ist, eine noch höhere Verbesserung der digitalen Filterwirksamkeit zur Ausschließung hochfrequenter Rauschanteile zu erhalten, wenn die Merkmale der ersten Ausführungsform mit denen der zweiten Ausführungsform kombiniert werden, beispielsweise dadurch, daß die Eckfrequenz f_c für den digitalen Filterprozeß in Abhängigkeit vom Wert der Radgeschwindigkeit und weiterhin in Abhängigkeit davon, ob das Rad ein Antriebsrad oder ein freilaufendes Rad ist, bestimmt wird.

Weiterhin werden in der beschriebenen zweiten Ausführungsform zwei Referenzgeschwindigkeiten für Entscheidungsvorgänge herangezogen. Wenn jedoch eine größere Anzahl von Referenzgeschwindigkeiten und entsprechenden Entscheidungsvorgängen verwendet wird, kann ein noch höherer Grad von Wirksamkeit zur Rauschausschließung mittels eines Filtervorganges erreicht werden.

Weiterhin wäre es möglich, anstelle einer Radgeschwindigkeit einen Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit zu verwenden, um diesen mit einer festgelegten Referenzgeschwindigkeit zu vergleichen. Mit anderen Worten, die Fahrzeuggeschwindigkeit kann geschätzt werden (durch eine Computerberechnung) auf der Grundlage von Radgeschwindigkeitswerten der entsprechenden Räder und diese Fahrzeuggeschwindigkeit kann dann nachfolgend mit zwei Referenzgeschwindigkeitswerten V 1 und V 2 verglichen werden. In diesem Falle ist es für das System nötig, aus den Relativgeschwindigkeiten der entsprechenden Räder korrekt zu beurteilen, ob jede Radgeschwindigkeit tatsächlich der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, d. h., es muß festgestellt werden, ob ein Rad zu einem gewissen Grad auf der Fahrbahnoberfläche rutscht oder nicht.

Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben, bei der der Prozeß der Radbeschleunigungs- Berechnung dadurch durchgeführt wird, daß die Reihenfolge n der digitalen Tiefpaßfilter-Verarbeitung, wobei n eine ganzzahlige Zahl größer als null ist, geändert wird, z. B. in dem eine Tiefpaßfilterung zweiter Ordnung (n = 2) oder eine Tiefpaßfilterung dritter Ordnung (n = 3) in Abhängigkeit von der Radgeschwindigkeit V_W ausgewählt wird. Die Periode des Impulszugsignals der Geschwindigkeitsabtastung (erzeugt wie bereits unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert) ändert sich in Abhängigkeit von dem Wert der Radgeschwindigkeit V_W, d. h. wächst an, wenn die Radgeschwindigkeit abnimmt. Somit verlängert sich auch die Abtastperiode aufeinanderfolgender Radgeschwindigkeits-Meßvorgänge, die auf diesem Pulszugsignal basieren, ebenfalls abhängig von einer Verringerung der Radgeschwindigkeit. Aus diesem Grund wird eine Rückkopplungssteuerung abhängig von der Radbeschleunigung _W(n) während des Filterprozesses durchgeführt, wodurch die Genauigkeit in der Antwort der Radbeschleunigungs­ berechnung auf plötzliche Änderungen in der Beschleunigung verschlechtert werden kann. Aus diesem Grund wird in der dritten Ausführungsform die Reihenfolge n der digitalen Filterprozesse klein gemacht, wenn die Radgeschwindigkeit gering ist, um hierdurch ein befriedigendes Ansprechverhalten sicherzustellen. Während des Zustandes einer hohen Radgeschwindigkeit kann ein befriedigendes Ansprechen erzielt werden, selbst wenn ein hoher Wert von n vorliegt, so daß in diesem Fall der Wert von n relativ hoch gemacht wird (da ein Filter hoher Ordnung eine bessere Ausschließung von hochfrequentem Rauschen erzeugt). Auf diese Weise erfolgt ein befriedigendes Filter-Ansprechverhalten und ein befriedigendes Rauschausschließen kann sowohl für hohe als auch niedrige Bereiche der Radgeschwindigkeit sichergestellt werden.

Fig. 14 ist ein Flußdiagramm des Berechnungsprozesses der Radbeschleunigung dieser Ausführungsform, wobei der Berechnungsprozeß der Radgeschwindigkeit (Fig. 6) unmittelbar vorher durchgeführt wurde, wie in den vorherigen Ausführungsformen. Die Verarbeitung im Schritt 301 ist identisch zu den entsprechenden Schritten der ersten und zweiten Ausführungsform, so daß auf eine nochmalige Beschreibung verzichtet wird. Der nächste Schritt 322′ ist ähnlich dem Schritt 322 der ersten und zweiten Ausführungsform, unterscheidet sich jedoch hiervon dahingehend, daß ein zusätzlicher Wert einer vorher erhaltenen momentanen Radgeschwindigkeit in einem _x3-Register gespeichert ist und ein zusätzlicher Wert einer vorher erhaltenen Radbeschleunigung in einem _w3-Register gespeichert ist, um eine digitale Filtercharakteristik dritter Ordnung möglich zu machen, wenn diese nötig ist.

In einem Schritt 323 wird die Radgeschwindigkeit V_W mit einer ersten Referenzgeschwindigkeit V 1 verglichen und wenn V_W kleiner als V 1 ist, geht das Programm zum Schritt 324 weiter. Im Schritt 324 wird der Filterkoeffizient a₀ auf 1 gesetzt und Filterkoeffizienten a₁, a₂, b₁ und b₂ werden auf null gesetzt. Auf diesem Weg wird der jüngst erhaltene Wert der momentanen Radbeschleunigung _x0 als neuer Wert der Radbeschleunigung _W in dem digitalen Filterprozeßschritt 330 erhalten. Wenn im Schritt 323 festgestellt wird, daß V_W nicht kleiner als V1 ist, geht der Ablauf zu einem Schritt 325, in dem die Radgeschwindigkeit V_W mit einem zweiten Referenzgeschwindigkeitswert V2 (V2 < V1) verglichen wird und wenn V_W kleiner als V2 ist, geht der Prozeß zum Schritt 326 weiter. Im Schritt 326 werden die Filterkoeffizienten wie folgt gesetzt: a₀ = a₁ = a₂ = 1/3 und b₁ = b₂ = 0. Im Ergebnis wird der Wert der Radbeschleunigung _W, der zuvor im Schritt 330 erhalten wurde, zum Durchschnitt des jüngst erhaltenen Wertes der momentanen Radbeschleunigung _x0, des unmittelbar vorher erhaltenen Wertes _x1 und des Wertes _x2′, der vor _x1 erhalten wurde.

Wenn im Schritt 325 herausgefunden wird, daß V_W nicht kleiner als V2 ist, geht der Prozeß zum Schritt 327 weiter, in dem die Radgeschwindigkeit V_W mit einem dritten Referenzgeschwindigkeitswert V2 (V3 < V2) verglichen wird und wenn V_W kleiner als V3 ist, geht der Prozeß zu einem Schritt 328 weiter. Im Schritt 328 werden die Filterkoeffizienten (a_i, b_j) als entsprechende Werte gesetzt, die eine Tiefpaßfiltercharakteristik zweiter Ordnung erzeugen.

Wenn im Schritt 327 herausgefunden wird, daß V_W nicht kleiner V3 ist, geht der Prozeß zu einem Schritt 329 weiter, in dem die Filterkoeffizienten (a_i, b_j) als entsprechende Werte gesetzt werden, welche eine Tiefpaßfilter­ charakteristik dritter Ordnung erzeugen.

Im nächsten Schritt 330 wird wie in der ersten und zweiten Ausführungsform die Radbeschleunigung _W unter Verwendung der Werte von Filterkoeffizienten (a_i, b_j) berechnet, die in den Schritten 324, 326, 328 oder 329 gesetzt wurden.

Die digitalen Filterkoeffizientenwerte für (a_i, b_j), die im Schritt 328 oder 329 gesetzt wurden, werden zuvor für die entsprechenden Geschwindigkeitsbereiche ermittelt und in einem Speicher des Microcomputers der ECU 10 gespeichert.

Somit wird bei der dritten Ausführungsform die Ordnungszahl n des digitalen Tiefpaßfilterprozesses abhängig vom Anwachsen der Radgeschwindigkeit V_W anwachsend höher gemacht. Dies stellt eine befriedigende Filterantwort im niederen Bereich der Radgeschwindigkeit sicher, während Hochfrequentärrauschkomponenten von dem schließlich erhaltenen Wert der Radbeschleunigung _W optimal ausgeschlossen werden und gleichzeitig eine befriedigende Filterantwort in einem hohen Bereich der Radgeschwindigkeit erzielt werden kann.

Wie in der zweiten Ausführungsform wäre es möglich, einen Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit zu ermitteln und diesen zu Vergleichszwecken mit Referenzgeschwindigkeitswerten heranzuziehen, um die entsprechenden Geschwindigkeitsbereiche bei der dritten Ausführungsform zu bestimmen.

Obwohl weiterhin die dritte Ausführungsform für sich alleine verwendet werden kann, ist es möglich, verbesserte Ergebnisse in der dritten Ausführungsform zu erhalten, wenn diese mit der ersten und zweiten Ausführungsform kombiniert wird, d. h., wenn die Filtereckfrequenz abhängig von Radgeschwindigkeiten und abhängig von dem Zustand des Rades (angetrieben oder freilaufend) geändert wird zusätzlich dazu, daß die Filterreihenfolge, wie beschrieben, bestimmt wird.

Im folgenden wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der der Prozeß der Radbeschleunigungs-Berechnung durch Variierung der Frequenz­ charakteristik des digitalen Tiefpaßfilter-Prozesses abhängig von der Radgeschwindigkeit V_W durchgeführt wird. Wie bereits beschrieben, ist es vorzuziehen, das Ansprechverhalten des Filterprozesses (d. h. die Genauigkeit der Antwort auf verschiedene Änderungen aufeinanderfolgender momentaner Radbeschleunigungswerte) für den hohen Geschwindigkeitsbereich des Betriebes zu verstärken und Stabilität und wirksame Rauschausschließung beim Filtern in dem niederen Geschwindigkeitsbereich des Betriebes zu verstärken. Um diese beiden Forderungen beide zu erfüllen wird gemäß der vierten Ausführungsform eine Chebyshev-Charakteristik für den digitalen Tiefpaßfilter-Prozeß während eines Betriebes im niederen Geschwindigkeitsbereich und eine Butterworth- Charakteristik für den Filterprozeß im hohen Geschwindigkeitsbereich verwendet. Bei einer Chebyshev-Charakteristik liegt ein gewisser Betrag von Welligkeit (ripple) im Durchlässigkeitsbereich der Filterfrequenzcharakteristik vor. Es kann jedoch eine scharfe Eckfrequenz dieser Charakteristik und somit ein ausgezeichnetes Ausschließen von hochfrequenten Rauschanteilen erhalten werden. Andererseits ist bei der Butterworth-Charakteristik die Frequenzcharakteristik des Filters innerhalb des Durchlässigkeitsbereiches im wesentlichen flach, so daß eine bessere Stabilität erhalten werden kann.

Ein Flußdiagramm zur Beschleunigungsberechnung bei der vierten Ausführungsform kann dadurch erhalten werden, daß der Bereich A in Fig. 7 (die Schritte 303 bis 306) durch den Inhalt von Fig. 15 ersetzt werden. Im Schritt 343 von Fig. 15 wird die Radgeschwindigkeit V_W mit einer Referenzgeschwindigkeit Vs verglichen. Wenn herausgefunden wird, daß V_W < Vs ist, geht der Prozeß weiter zu einem Schritt 344. Im Schritt 344 werden die digitalen Filterkoeffizienten (a_i, b_j) auf entsprechende Werte gesetzt, welche eine Chebyshev-Charakteristik für das digitale Tiefpaßfilter bilden. Wenn sich herausstellt, daß V_W nicht kleiner als Vs ist, geht der Prozeß zu einem Schritt 345, in dem die digitalen Filterkoeffizienten (a_i, b_j) auf entsprechende Werte gesetzt werden, welche eine Butterworth-Charakteristik für das digitale Tiefpaßfilter bilden.

Die vierte Ausführungsform wurde für den Fall beschrieben, in dem einer von zwei unterschiedlichen Typen von Tiefpaßfilter-Charakteristiken auf der Grundlage einer einzelnen Referenzgeschwindigkeit ausgewählt wird. Es wäre jedoch gleichermaßen möglich, eine erhöhte Genauigkeit der Steuerung dadurch zu erhalten, daß zwei Werte von Referenzgeschwindigkeiten verwendet werden und weiterhin die Möglichkeit geschaffen wird, für das digitale Tiefpaßfilter eine Bessel-Frequenzcharakteristik auszuwählen, welche eine höhere Stabilität als die Butterworth- Charakteristik bietet. In diesem Fall kann die Chebyshev-Charakteristik für einen tiefen Bereich der Radgeschwindigkeit ausgewählt werden, die Butterworth- Charakteristik für einen mittleren Bereich von Radgeschwindigkeit und die Bessel-Charakteristik für einen hohen Bereich der Radgeschwindigkeit.

Wie in der zweiten Ausführungsform wäre es möglich, einen Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit zu ermitteln und diesen für einen Vergleich mit einer Referenzgeschwindigkeit heranzuziehen, um die entsprechenden hohen und tiefen Geschwindigkeitsbereiche bei der vierten Ausführungsform zu bestimmen.

Obwohl weiterhin die vierte Ausführungsform für sich alleine verwendet werden kann, ist es möglich, verbesserte Ergebnisse zu erhalten, wenn sie mit der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform kombiniert wird.

Bei den bisher beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein digitaler Filterprozeß verwendet, der durch ein Computer-Programm, d. h. durch Software steuerbar ist. Es wäre möglich, jede dieser Ausführungsformen durch Verwendung eines digitalen Filters in Hardware-Form zu implementieren oder einen Analogfilter zu verwenden. Betrachtungen hinsichtlich der Einfachheit der Änderung der Filterparameter abhängig davon, ob der Prozeß durchgeführt wird für ein Antriebsrad oder ein freilaufendes Rad oder abhängig davon wie Radgeschwindigkeit etc. sind, ist ein digitales Filter, das durch Software steuerbar ist, vorzuziehen.

Ein digitales Filter hat Vorteile gegenüber einem analogen Filtertyp dahingehend, daß Filterfunktionen realisierbar sind, die bislang praktisch nicht möglich waren, wobei weiterhin eine hohe Stabilität zusammen mit geringen Herstellungskosten erzielbar ist. Wenn jedoch ein digitales Filter verwendet wrird für eine Signalverarbeitung wie in der ersten bis vierten Ausführungsform, bei denen die Abtastperiode des Eingangssignals (d. h. die Periode, innerhalb der aufeinanderfolgende Werte von momentanen Radbeschleunigungen erhalten werden) nicht fest ist, können Probleme auftauchen. Speziell ist es eine Vorausbedingung bei der Verwendung eines digitalen Filters, daß die Abtastperiode im wesentlichen konstant ist. Wenn ein Eingangssignal verarbeitet wird, dessen Abtastperiode nicht konstant ist, wird ein Fehler in den durch den Filterprozeß erhaltenen Ergebnissen auftauchen, wobei die Größe dieses Fehlers abhängig von einem Anwachsen der Abweichung der Abtastperiode des Eingangssignals von einer korrekten Abtastperiode abweicht, was abhängig ist von den Werten der Filterkoeffizienten. Wie erwähnt, wird der Wert der Abtastperiode ΔT im wesentlichen konstant gleich ΔTs sein, wenn die Radgeschwindigkeit ausreichend hoch ist. Wenn jedoch die Radgeschwindigkeit auf einen Wert abfällt derart, daß die Periode der Raddetektionsimpulse vergleichbar mit dem Wert ΔTs ist, fluktuiert die Abtastperiode ganz erheblich. Eine fünfte Ausführungsform wird nun im folgenden beschrieben, bei der dieses Problem dadurch gelöst wird, daß die Werte der digitalen Filterkoeffizienten abhängig von Änderungen der Abtastperiode geändert werden. Wenn dies jedoch dadurch versucht werden würde, daß dies durch eine direkte Verwendung aufeinanderfolgender Werte der Periode ΔT implementiert wird, würden sich praktische Probleme ergeben. Beispielsweise illustriert in Fig. 17 die oberste Wellenform den Fall, in dem nur ein Geschwindigkeitsabtastimpuls innerhalb jeder Abtastperiode ΔT auftritt, so daß große Variationen in der Abtastperiode vorhanden sind. Es ergibt sich, daß unter derartigen Bedingungen, wenn beispielsweise die Periode für die Raddetektionsimpulse zwischen einem Wert etwas größer als ΔTs und etwas kleiner als ΔTs schwanken, eine hohe Änderung unmittelbar in dem Wert für die Abtastperiode ΔT auftritt.

Eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben, bei der der Fehlbetrag enthalten in dem Ausgangssignal des digitalen Filterprozesses auf einen Wert reduziert werden kann, der ausreichend klein ist und somit ignoriert werden kann trotz etwaiger Änderungen in der Abtastfrequenz des Filterausgangssignals, indem aufeinanderfolgende neue Werte der Abtastperiode erhalten werden, von denen jeder durch einen Interpolationsprozeß einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Abtastperioden ermittelt wird, so daß Mittelwerte von Abtastperioden erhalten werden, welche nicht die erwähnten plötzlichen hochamplituden Änderungen im Wert beinhalten, wenn die Periode der Raddetektionsimpulse vergleichbar mit der Abtastperiode ΔT ist. Fig. 16 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung der grundlegenden Prinzipien dieser Ausführungsform. Die Funktion ist wie folgt: eine Einrichtung 400 zur momentanen Radbeschleunigungs­ detektion ermittelt Werte von momentanen Radbeschleunigungen ′_W. In dieser Ausführungsform wird die Einrichtung zur Detektion der momentanen Radbeschleunigung durch Radgeschwindigkeitssensoren und eine ECU realisiert. Der Zeitpunkt, zu dem jede Radbeschleunigung ′_W erhalten wird (der Zeitpunkt zum Ende der entsprechenden Abtastperiode ΔT) wird in einer Detektionsvorrichtung 401 für den momentanen Radbeschleunigungsdetektionszeitpunkt gespeichert, die in dieser Ausführungsform bestimmte Register beinhaltet. Auf einer Mehrzahl dieser gespeicherten Detektionszeitpunkte führt eine Abtastperioden- Mittelungsvorrichtung 404 einen Mittelungsprozeß an den Abtastperioden der momentanen Radbeschleunigung ′_W durch. Als nächstes wird ein digitaler Filterprozeß durch ein digitales Filter 406 an den aufeinanderfolgend erhaltenen Werten der momentanen Radbeschleunigung durchgeführt, sich erstreckend von dem kürzlich erhaltenen Wert, wie in den vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die digitalen Filterkoeffizienten durch eine Setzvorrichtung 405 festgesetzt werden. In dieser Ausführungsform wird die Abtastperioden-Mittellungsvorrichtung 404 durch Betriebsabläufe eines Mikrocomputers in der ECU 10 realisiert. Es wäre gleichermaßen möglich, einen eigenen Prozessor für diesen Zweck zu verwenden. Die Werte der momentanen Radbeschleunigung ′_W, die durch die Detektionseinrichtung 400 erfaßt werden, werden in den entsprechenden Registern einer Speichereinrichtung 402 für die momentane Radbeschleunigung abgelegt (d. h. die _{x 0}-Register etc. der vorhergehenden Ausführungsformen). Ein digitaler Filterprozeß wird von dem digitalen Filter auf der Grundlage der gespeicherten aufeinanderfolgend erhaltenen Werte der momentanen Radbeschleunigung durchgeführt unter Verwendung von Filter­ koeffizient-Werten, die auf Abtastperiodenwerte basieren, die von dem Mittelungsprozeß der Abtastperiode erhalten worden sind.

Somit wird bei dieser Ausführungsform ein Mittelungsprozeß durchgeführt an der Abtastperiode eines Signals, welches keine feste Abtastperiode hat und digitale Filterkoeffizienten werden in Abhängigkeit von den Ergebnissen dieses Mittelungsprozesses festgesetzt, wodurch ein digitaler Filterprozeß an dem Eingangssignal durchgeführt werden kann. Dies hat zum Ergebnis, daß das Ausgangssignal (welches die Radbeschleunigung V_W anzeigt), das durch den digitalen Filterprozeß erhaltbar ist, einen vernachlässigbar kleinen Fehlerbetrag beinhaltet.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform wird nun im Detail unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm von Fig. 17 erläutert, (wobei angenommen wird, daß ein niederer Wert der Radgeschwindigkeit vorliegt und pro Intervall ΔT nur ein Radgeschwindigkeits-Detektionsimpuls auftritt), sowie anhand des Flußdiagrammes von Fig. 18.

Gemäß Fig. 17 wird ein fester Wert eines Zeitintervalls ΔTs (beschrieben unter Bezugnahme auf Fig. 8) festgesetzt zur Verwendung beim Zählen der Radgeschwindigkeits- Detektionsimpulse, um aufeinanderfolgende Zählwerte Np der Radgeschwindigkeits-Detektionsimpulse zu erhalten, welche sich abhängig von aufeinanderfolgenden Werten der momentanen Radgeschwindigkeit ändern. Wie bereits unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben, ist das Zeitintervall, welches von einer steigenden Flanke eines Radgeschwindigkeits-Detektionsimpulses (der als erster Unterbrechungsimpuls eines Pulszählintervalls dient) bis zur fallenden Flanke des nächsten Radgeschwindigkeitsimpulses nach dem Verstreichen des Zeitintervalls ΔTs ein Impulsmeßzeitintervall ΔT_n, während dem eine Anzahl von Radgeschwindigkeits-Detektionsimpulsen Np gezählt wird. Ein Zeitpunkt in der Mitte des Impulsmeß-Zeitintervalls ΔT_n wird zunächst bestimmt, wobei dieser Punkt im folgenden als Radgeschwindigkeits-Meßzeitpunkt T_V(n) bezeichnet wird. Ein Abtastintervall_{t sv(n)} für die momentane Radgeschwindigkeit V′_W wird dann als Differenz zwischen dem Radgeschwindigkeits-Zeitmeßpunkt t_V(n) und dem unmittelbar vorhergehenden Radgeschwindigkeits- Meßzeitpunkt t_V(n-1) erhalten. Der Zeitpunkt in der Mitte des Abtastintervalls Δt_sv(n) wird dann bestimmt, wobei dieser Punkt als momentaner Radbeschleunigungs-Meßzeitpunkt t_g(n) bezeichnet wird. Ein Abtastintervall Δt_sg(n) für die momentane Radbeschleunigung ′_W wird dann als Zeitdifferenz zwischen T_g(n) und dem vorher erhaltenen Wert t_g(n-1) erhalten. Aufeinanderfolgende Werte der obigen Zeitpunktwerte werden in aufeinanderfolgenden Intervallen ΔT ermittelt und zeitweise gespeichert bis sie für Berechnungszwecke benötigt werden, was in der Zeichnung nicht dargestellten Registern erfolgt. Der Mittelwert von zwei aufeinanderfolgenden dieser momentanen Radbeschleunigungs-Abtastintervalle wird dann aus der folgenden Gleichung erhalten und der sich ergebende Wert wird als Abtastperioden-Wert zur Ermittlung der Filterkoeffizienten in einem digitalen Filterprozeßschritt verwendet, der durchgeführt wird, um einen Wert der Radbeschleunigung entsprechend dem Zeitintervall Δ_Tn (d. h. Filterprozeß, bei dem der Beschleunigungswert _x0 im Schritt 307 dem Intervall ΔT_n′ entspricht, der Wert von _x1 ΔT_n-1 entspricht etc.) zu erhalten:

Das Flußdiagramm des beschriebenen Ablaufes ist in Fig. 18 dargestellt. In Fig. 18 sei angenommen, daß die Radgeschwindigkeit bereits ermittelt wurde und somit sind nur die darauffolgenden Abläufe dargestellt. Die Schritte, die identisch zu Fig. 13 sind, sind mit entsprechenden den Bezugszeichen versehen und eine nochmalige Beschreibung erfolgt nicht.

In einem Schritt 350, der unmittelbar nach dem Schritt 302 des Verschiebens der Beschleunigungswerte in den _x2-Registern etc. folgt, wird T_G(n) berechnet. Genauer gesagt, der Mittelwert von Start- und Endzeitpunkten T_(n) und T_(n+1) des Impulsmeßzeitintervalls ΔT_n gemäß Fig. 17 wird berechnet, um somit den Zeitpunkt t_V(n) der momentanen Radbeschleunigungs-Zeitpunktmessung zu erhalten. Der Durchschnitt wird dann aus t_V(n) und T_V(n+1) (der auf gleiche Weise wie t_V(n) erhalten wurde) ermittelt, um den Zeitpunkt t_G(n+1) der momentanen Radbeschleunigungsmessung zu ermitteln. Es wäre jedoch ebenfalls möglich, den Durchschnitt von t_V(n) und t_V(n+2) zu verwenden und diesen Durchschnittswert als Zeitpunkt t_G(n+1) der momentanen Radbeschleunigungsmessung zu verwenden. Dies würde ermöglichen, daß die Berechnung von t_G(n+1) wesentlich verkürzt wird, so daß die Gesamtberechnungszeit, die nötig ist, ebenfalls verkürzt werden kann.

In einem Schritt 351 wird der soeben berechnete Wert t_G(n) in einem Register T 1 gespeichert und der Wert t_G(n-1) der vorher berechnet und in dem Register T 1 gespeichert wurde, wird in ein Register T 2 übertragen, wohingegenn der Wert t_G(n-2) der vor t_G(n-1) berechnet wurde und im Register T 2 gespeichert wurde in ein Register T3 übertragen wird.

In einem Schritt 352 wird die Abtastperiode ΔT_SG(n) von dem momentanen Radbeschleunigungs-Meßzeitpunkt t_g(n), der berechnet und gespeichert wurde, hergeleitet und berechnet.

Im Schritt 353 wird der Durchschnitt aus der Abtastperiode Δt_SG(n, die gerade im Schritt 352 berechnet wurde und dem Wert Δt_G(n-1), die vorher berechnet wurde, ermittelt und dieser Durchschnittswert wird die neue Abtastperiode Δt′_SG(n).

Im Schritt 354 wird der neue Wert der Abtastperiode Δt′_SG(n) aus dem Schritt 353 verwendet, um die entsprechenden Werte der digitalen Filterkoeffizienten (a_i, b_j) festzusetzen. Die Werte dieser Filterkoeffizienten (a_i, b_j) können unter Verwendung einer Tabelle erhalten werden, die in dem Computerspeicher abgelegt ist, beispielsweise einer sogenannten memory map, welche festgelegte Sätze von Filterkoeffizientenwerten mit Werten von Δt′_SG(n) in Beziehung setzt. Alternativ können festgelegte Funktionen verwendet werden, um die entsprechenden Werte der Filterkoeffizienten (a_i, b_j) in Übereinstimmung mit dem Wert Δt′_SG(n) zu berechnen. Eine Filterverarbeitung der momentanen Geschwindigkeitswerte von den _x0-Registern etc. wird dann im Schritt 307 durchgeführt.

Obwohl aus Gründen der Einfachheit der Beschreibung festgehalten wurde, daß die Zeitpunkte t_Gn etc. vorübergehend in Registern gespeichert sind, sei hierunter natürlich verstanden, daß Datenwerte entsprechend diesen Zeitpunkten gespeichert werden. Mit anderen Worten, Referenzzeitpunkte werden zyklisch von einem internen Taktsignal des Computers der ECU 10 definiert und die oben erwähnten Zeitpunkte werden entsprechend vertreten als Werte von verstrichenen Zeiten relativ zu diesen Referenzzeitpunkten.

Bei dieser fünften Ausführungsform wird ein neuer Wert der Beschleunigungs-Abtastperiode Δt′_SG(n) durch Inter­ polationsberechnungen unter Verwendung der Start- und Endzeitpunkten der tatsächlichen Abtastperioden erhalten und verwendet um die Werte der Filterkoeffizienten, die jedesmal dann verwendet werden, wenn ein erneuerter Wert der Radbeschleunigung _W durch den Filterprozeß im Schritt 307 berechnet wird, zu bestimmen, d. h. die Werte der Filterkoeffizienten (a_i, a_j) werden abhängig von der neuen Abtastperiode aufgestellt und dann in diesem Filterverarbeitungsschritt verwendet. Diese Prozedur führt zu einer verbesserten Genauigkeit für den Wert der Radbeschleunigung V_W, der durch den Filterprozeß erhaltbar ist. Zusätzlich hierzu wird die Interpolation durchgeführt, um neue Werte momentaner Radbeschleunigung zu erhalten, zusätzlich zur Interpolation von aufeinanderfolgenden Beschleunigungsmeßzeitpunkten t_G(n), um neue Werte der Abtastperiode Δt′_SG(n) zu erhalten, wobei die Filterkoeffizienten wie für die fünfte Ausführungsform beschrieben bestimmt werden, so daß ein noch größerer Grad von Genauigkeit des Filterprozesses erhaltbar ist. Dies wird nun für eine sechste Ausführungsform beschrieben, die ansonsten identisch mit der eben beschriebenen fünften Ausführungsform ist.

Bei der fünften Ausführungsform werden neue Werte der Abtastperiode Δt′_SGn aufeinanderfolgend berechnet, um jeden der ΔT_n-Pulsmeßintervalle zu ersetzen. Da jedoch diese neuen Werte der Abtastperiode unterschiedlich hinsichtlich Zeit, Verlauf und Zeitdauer von den entsprechenden ursprünglichen ΔT-Werten sind, entsprechen sie nicht exakt und präzise den momentanen Radbeschleunigungswerten, die in dem Filterprozeßschritt 307 verwendet werden. Eine sechste Ausführungsform wird nun erläutert, bei der dieses Problem dadurch gelöst wird, daß ein Interpolationswert der momentanen Radbeschleunigung berechnet wird, der während des Filterprozeßschrittes 307 anstelle des Wertes in dem _x1-Register gehalten ist. Die Inhalte der Register _x0 bis _x2 werden den als Werte _n, _n-1 und _n-2 der momentanen Radbeschleunigung bezeichnet. Bei der sechsten Ausführungsform gemäß der Fig. 19 wird vor Durchführung des Filterprozeßschrittes 307 ein Beschleunigungsmeßzeitpunkt t′_G(n-1) abhängig von dem neuen Wert der Abtastperiode Δt′_SGn ermittelt, wie in der fünften Ausführungsform. Die Beziehung zwischen diesem neuen Zeitpunkt t′_SG(n) und den Punkten t_G(n-2), t_G(n-1) und t_G(n) ist in Fig. 19 dargestellt. Wie gezeigt, ist t′_G(n-1) ein Punkt in der Mitte zwischen den zwei Punkten t_G(n-2) und t_G(n). Der Wert der momentanen Radbeschleunigung ′_n-1, der dem Beschleunigungsmeßzeitpunkt t′_G(n-1) entspricht, wird dann unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet:

Ein digitaler Tiefpaßfilterprozeß wird auf gleiche Weise wie in den vorhergehenden Ausführungsformen, z. B. wie im Schritt 307 von Fig. 18 durchgeführt. Jedoch wird bei der sechsten Ausführungsform der neue Wert der momentanen Radbeschleunigung ′_n-1 aus der obigen Gleichung während des digitalen Filterprozesses im Schritt 307 anstelle des Wertes (d. h. _n-1) in dem _x1-Register verwendet.

Somit wird bei der beschriebenen sechsten Ausführungsform ein neuer Wert der Abtastperiode Δt′_SG(n) (und entsprechende Start-/Endzeitpunkte) berechnet und ein interpolierter neuer Wert des Beschleunigungsmeßzeitpunktes t′_G(n-1) wird berechnet, wobei der neue Wert der momentanen Radbeschleunigung ′_n-1 durch Interpolation berechnet wird unter Verwendung dieser Zeitpunkte und vorher erhaltener Werte der momentanen Radbeschleunigung aus entsprechenden Registern. Ein digitaler Filterprozeß wird durchgeführt, um einen erneuerten Wert der Radbeschleunigung _W wie in den vorhergehenden Ausführungsformen zu erhalten, wobei die Filterkoeffizient-Werte abhängig von dem Interpolationswert der Abtastperiode wie in der fünften Ausführung bestimmt werden, wobei jedoch der Interpolationswert ′_n-1 anstelle des Wertes aus dem _x1-Register verwendet wird. Eine verbesserte Genauigkeit des Filterprozesses kann hierdurch erhalten werden.

Es soll hier bemerkt werden, daß die erläuterten fünften und sechsten Ausführungsformen nicht auf die Anwendung eines Kraftfahrzeug-Radbeschleunigungssystems beschränkt sind, sondern auch auf andere Anwendungsfälle genauso gut anwendbar sind, wie beispielsweise Steuerung des Betriebs eines Roboters etc., wo es vorteilhaft ist, digitale Filter anzuwenden, um die Verarbeitung eines Signals durchzuführen, welches keine feste Abtastperiode hat.

Weiterhin können die fünfte oder sechste Ausführungsform mit einer oder mehrer der ersten bis vierten Ausführungsform der Antirutsch-Steuervorrichtung kombiniert werden, so daß eine noch größere Genauigkeit der digitalen Filterverarbeitung und somit eine erhöhte Präzision hinsichtlich der Radbeschleunigung _W erhalten werden kann.

Die folgende Tabelle 1 ist ein Beispiel eines Satzes von Filterkoeffizientenwerten und entsprechender Werte von Eckfrequenzen zur Speicherung in einem Mikrocomputer- Speicher und verwendet zum Setzen von geeigneten Koeffizientenwerten abhängig vom benötigten Wert der Eckfrequenz, beispielsweise wie im Fall der ersten und zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Tabellenwerte gelten für eine Abtastperiode von 5 ms, d. h. dem angenäherten Wert der Abtastperiode, wenn das feste Zeitintervall ΔTs auf 5 ms gesetzt ist.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme ihrer Anwendungsmöglichkeiten für eine Antirutsch-Steuervorrichtung eines Kraftfahrzeuges beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch gleich gut für andere Fahrzeug­ steuerzwecke anwendbar, beispielsweise eine Steuervorrichtung für die Traktion, wobei die Steuerung auf Werte der Radbeschleunigung basiert.

Claims (12)

1. Kraftfahrzeug-Betriebssteuervorrichtung mit:
Detektionseinrichtungen (51, 52, 53, 54; M1) zur Detektion von Raddrehgeschwindigkeiten und zur Erzeugung von Daten, die die Raddrehgeschwindigkeit anzeigen;
Einrichtungen (10; M2, M3, M4, M5) zur Steuerung eines Betriebszustandes eines Kraftfahrzeuges auf der Grundlage der Raddrehgeschwindigkeitsdaten; dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuerung des Betriebszustandes zusätzlich auf der Grundlage von Raddrehbeschleunigungssignalen erfolgt; und durch
Einrichtungen (10; M2, M3, M4, M5) für die Erzeugung der Raddrehbeschleunigungssignale für jedes der Räder (20) des Kraftfahrzeuges, wobei die Raddrehbeschleunigungssignaleinrichtungen aufweisen:
Berechnungseinrichtungen (10; M2) der momentanen Raddrehbeschleunigung, zum Berechnen aufeinanderfolgender Werte von momentanen Raddrehbeschleunigungen aus den Raddrehgeschwindigkeitsdaten und zur Erzeugung eines momentanen Raddrehbeschleunigungssignales, welches die aufeinanderfolgenden Werte anzeigt;
Filterverarbeitungseinrichtungen (10; M3, M4), zur Verarbeitung des momentanen Raddrehbeschleunigungssignales, um hochfrequente Komponenten in dem momentanen Raddrehbeschleunigungssignal im wesentlichen auszuschließen, die oberhalb einer festgelegten Filtereckfrequenz sind, um hierdurch ein Raddrehbeschleunigungssignal zu erhalten, welches den Wert der Drehbeschleunigung des Rades anzeigt; und
Setzeinrichtungen (10; M4), zum Setzen der Filtereckfrequenz abhängig von einem speziellen Zustand des Rades.

2. Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder (20) Antriebsräder und freilaufende Räder umfassen, wobei die Setzeinrichtungen (10; M4) derart arbeiten, daß die Eckfrequenz auf einen ersten festgelegten Wert gesetzt wird, wenn die Raddrehbeschleunigung für ein Antriebsrad berechnet wird und auf einen zweiten festgelegten Wert gesetzt wird, wenn die Raddrehbeschleunigung für ein freilaufendes Rad berechnet wird, wobei der erste festgelegte Wert kleiner ist als der zweite festgelegte Wert.

3. Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Setzeinrichtungen (10; M4) für die Eckfrequenz derart ausgelegt sind, daß ein relativ hoher Wert der Eckfrequenz gesetzt wird, wenn die Raddrehgeschwindigkeit relativ hoch ist und ein relativ niedriger Wert der Eckfrequenz gesetzt wird, wenn die Raddrehgeschwindigkeit relativ niedrig ist.

4. Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionseinrichtungen (51, 52, 53, 54; M1) für die Raddrehgeschwindigkeiten für jedes der Räder aufweisen: Sensoreinrichtungen (51, 53, 54; M1) zur Erzeugung eines Impulszugsignales mit Rechteckwellenform, deren Periode sich abhängig von der Geschwindigkeit des Rades (20) ändert;
Berechnungseinrichtungen (10) für die momentane Raddrehgeschwindigkeit, zur Berechnung aufeinanderfolgender Werte (V′w) der momentanen Drehgeschwindigkeit des Rades, wobei jeder der momentanen Raddrehgeschwindigkeitswerte auf der Grundlage einer Anzahl (N_p) von Impulsen des Impulszugsignales berechnet wird, welche innerhalb eines verstrichenen Zeitintervalles ΔT auf der Grundlage der folgenden Beziehung aufscheinen: V′w = K · N_p/ΔTwobei K eine Konstante ist; und
Berechnungseinrichtungen (10) zur Berechnung eines Wertes einer Raddrehgeschwindigkeit V_w als Mittelwert von m aufeinanderfolgenden momentanen Raddrehgeschwindigkeitswerten, wobei m eine ganze Zahl ist.

5. Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ganzzahlige Zahl m ein Wert ist, der abhängig von dem unlängst erhaltenen Wert (V′w) der m aufeinanderfolgenden momentanen Raddrehgeschwindigkeitswerte erhalten wurde.

6. Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Setzeinrichtungen (10; M4) für die Eckfrequenz aufweisen:
eine Koeffizientenspeichereinrichtung (10) zur Speicherung einer Mehrzahl von Sätzen von Filterkoeffizienten (a_i, b_j), welche einer Mehrzahl von Werten der Eckfrequenz entsprechen; und
Setzeinrichtungen (306; 318; 324, 326, 328, 329; 344, 345; 405; 354) zum Setzen eines der gespeicherten Sätze, der abhängig von einem benötigten Wert der Eckfrequenz ausgewählt wird, als Koeffizienten in den Filterverarbeitungseinrichtungen (10; M3, M4).

7. Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung periodisch eine Prozeßsequenz durchführt, mittels der ein erneuter Wert der momentanen Raddrehgeschwindigkeitswerte und ein erneuter Wert der Raddrehbeschleunigungssignale sequentiell erhalten wird, und wobei während jeder Prozeßsequenz die Filtereinrichtungen (10; M3, M4) einen Prozeß auf der Grundlage des ausgewählten Satzes von Filterkoeffizienten (a_i, b_j) durchführen, um einen erneuten Wert der Raddrehbeschleunigung (_W) aus der folgenden Beziehung _W = a₀·_x0 +a₁·_x1 + a₂·_x2 + b₁·_w1 + b₂·_w2zu erhalten, wobei _x0 ein Wert der momentanen Raddrehbeschleunigung ist, ermittelt aus der momentanen Durchführung der Prozeßsequenz, _x1 ein Wert der momentanen Raddrehbeschleunigung ist, ermittelt aus einem Ablauf der Prozeßsequenz unmittelbar vor der von _x0, _x2 ein Wert der momentanen Raddrehbeschleunigung ist, ermittelt durch einen Ablauf der Prozeßsequenz unmittelbar vor der von _x1, _w1 ein Wert der Raddrehbeschleunigung ist, ermittelt in einer unmittelbar vorher stattfindenden Durchführung der Prozeßsequenz und _w2 ein Wert der Raddrehbeschleunigung ist, ermittelt in einem Ablauf der Prozeßsequenz unmittelbar vor der von _w1.

8. Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Setzeinrichtungen (10; M4) für die Eckfrequenz einen Satz von Koeffizienten (a_i, b_j) aus den Speichereinrichtungen (10) derart auswählten, daß ein n₁-Ordnungsfiltertyp für die Filterverarbeitungseinrichtungen erzielt wird, wenn die Raddrehgeschwindigkeit in einem festgelegten relativ hohen Bereich ist, und zur Auswahl eines zweiten der Sätze von Koeffizienten aus den Speichereinrichtungen (10), so daß ein n₂-Ordnungsfiltertyp für die Filterverarbeitungseinrichtungen erzielt wird, wenn die Raddrehgeschwindigkeit in einem festgelegten relativ tiefen Bereich ist, wobei die Ordnung n₁ höher ist als die Ordnung n₂.

9. Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Setzeinrichtungen (10; M4) für die Eckfrequenz einen Satz von Koeffizienten (a_i, b_j) aus den Speichereinrichtungen (10) auswählen, daß ein Chebyshev-Filtertyp für die Filterverarbeitungseinrichtungen erzielt wird, wenn die Raddrehgeschwindigkeit in einem festgelegten relativ niedrigen Bereich ist, und zur Auswahl eines zweiten der Sätze von Koeffizienten aus den Speichereinrichtungen (10), so daß ein Butterworth- Filtertyp für die Filterprozeßeinrichtungen erzielt wird, wenn die Raddrehgeschwindigkeit in einem festgelegten relativ hohen Bereich ist.

10. Kraftfahrzeug-Betriebssteuervorrichtung mit:
Raddrehgeschwindigkeitsdetektionseinrichtungen (51, 52, 53, 54, M1), zur Detektion aufeinanderfolgender Werte von momentanen Raddrehgeschwindigkeiten während entsprechender Raddrehgeschwindigkeitsabtastperioden und zur Ableitung eines Raddrehgeschwindigkeitswertes aus den momentanen Raddrehgeschwindigkeitswerten, wobei die Abtastperioden sich abhängig von der Raddrehgeschwindigkeit ändern;
Einrichtungen (10; M2, M3, M4, M5) zur Steuerung eines Betriebszustandes eines Kraftfahrzeuges mit der Hilfe von Signalen, die auf den Raddrehgeschwindigkeitswerten basieren; gekennzeichnet durch
Einrichtungen (10; M2, M3, M4, M5) für die Erzeugung von Raddrehbeschleunigungssignalen für jedes der Räder (20) des Kraftfahrzeuges, wobei die Raddrehbeschleunigungssignaleinrichtungen aufweisen:
Berechnungseinrichtungen (301) zur Berechnung aufeinanderfolgender Werte von momentanen Raddrehbeschleunigungen aus den Raddrehgeschwindigkeitsdaten und zur Erzeugung eines momentanen Raddrehbeschleunigungssignales, welches die aufeinanderfolgenden Werte anzeigt;
Abtastperiodenableitungsvorrichtungen (403) zum Ableiten von aufeinanderfolgenden Beschleunigungsabtastperiodenwerten aus aufeinanderfolgenden Werten der Raddrehgeschwindigkeitsabtastperioden;
Abtastperiodenmittlungsprozeßeinrichtungen (404) zur Ermittlung eines Mittelwertes aus den aufeinanderfolgenden Beschleunigungsabtastperiodenwerten;
Filterverarbeitungseinrichtungen (406) zur Verarbeitung des momentanen Raddrehbeschleunigungssignales, um hochfrequente Komponenten in dem momentanen Raddrehbeschleunigungssignal im wesentlichen auszuschließen, die oberhalb einer festgelegten Filtereckfrequenz sind, um hierdurch ein Raddrehbeschleunigungssignal zu erhalten, welches einen Wert der Beschleunigung des Rades anzeigt;
Filterkoeffizientenspeichereinrichtungen (10) mit einer Mehrzahl von Filterkoeffizienten (a_i, b_j) darin gespeichert, welche einer Mehrzahl von Werten der Beschleunigungsabtastperioden entsprechen; und
Filterkoeffizientensetzeinrichtungen (405) zum aufeinanderfolgenden Auswählen von Sätzen von gespeicherten Filterkoeffizienten, welche für die Filterverarbeitungseinrichtungen (406) gesetzt werden, abhängig von den Werten der Raddrehbeschleunigungsabtastperiode.

11. Kraftfahrzeug-Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch:
erste Interpolationsvorrichtungen zum Ableiten von interpolierten Meßzeitpunkten aus den momentanen Raddrehbeschleunigungssignalen, in Übereinstimmung mit dem Mittelwert aus den Raddrehbeschleunigungsabtastperioden; und
zweiten Interpolationsvorrichtungen zum Ableiten von interpolierten Werten aus den momentanen Raddrehbeschleunigungssignalen, basierend auf den interpolierten Meßzeitpunkten aus den ersten Interpolationsvorrichtungen.

12. Kraftfahrzeug-Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 11, in der die zweiten Interpolationsvorrichtungen die Interpolation der momentanen Raddrehbeschleunigungswerte in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung durchführt: wobei _n die gegenwärtige momentane Raddrehbeschleunigung bezeichnet, _n-1 die unmittelbar vorangegangene Raddrehbeschleunigung bezeichnet, _n-2 die momentane Raddrehbeschleunigung bezeichnet, die unmittelbar vor _n-1 aufgetreten ist, Δt_SGn einen Abtastperiodenwert bezeichnet, der durch den Mittlungsprozeß erhalten wurden, Δt_SGn eine gegenwärtige Abtastperiode bezeichnet und Δt_SG(n-1) eine unmittelbar vorangegangene Abtastperiode, t′_G(n-1) einen interpolierten Meßzeitpunkt bezeichnet und t_G(n-1) einen tatsächlichen Meßzeitpunkt.