DE3909588A1 - Verfahren zur bestimmung des bremsmoments eines fahrzeuges - Google Patents

Description

Stand der Technik

Es ist bekannt, das Bremsmoment an den Rädern eines Fahrzeugs zur Antiblockierregelung auszuwerten (EP-A2-02 27 574). Es ist ebenfalls bekannt, das Bremsmoment direkt am Rad zu messen (EP-A2-02 27 574) z. B. mittels Dehnungsmeßstreifen (DE-OS-22 33 493). Diese direkte Meßmethode hat sich wegen ihrer Anfälligkeit jedoch nicht durchgesetzt.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht einen anderen Weg zur Ermittlung der Bremsmomente der Fahrzeugräder. Es ist bekannt, daß das Bremsmoment in guter Näherung proportional dem Bremsdruck ist. Kritisch dabei ist, daß die Proportionalitätskonstante nicht bekannt ist, und sich ändert und ebenfalls ermittelt werden muß. Die Erfindung schlägt ein in einfacher Weise durchführbares Bestimmungsverfahren für die Proportionalitätskonstante C _P vor, was eine einfache Ermittlung des Bremsmoments zur Folge hat. Die für die Bestimmung benötigten Meßwerte sind in einfacher Weise und ohne Probleme zu ermitteln.

Zu der Lösung gemäß der Erfindung kommt man durch folgende Überlegungen und Berechnungen:

Unter Vernachlässigung von Hysterese und anderen Nebeneffekten kann von einem linearen Zusammenhang zwischen Bremsmoment und Bremsdruck ausgegangen werden. Bei baugleichen Bremsen an allen Rädern (i = 1 . . . 4) gilt in guter Näherung

M _Bi = C _P · P _i, (1)

i = 1 . . . 4

Dabei steht M _Bi für Bremsmoment, P _i für Bremsdruck und C _P für den gesuchten Proportionalitätsfaktor.

Wie im folgenden gezeigt wird, kann dieser Proportionalitätsfaktor über die Dauer eines Bremsvorgangs oder eines Teils davon automatisch bestimmt werden, sofern Sensoren für Bremsdrücke und Radgeschwindigkeiten vorhanden sind.

Die laufende Ermittlung des Proportionalitätsfaktors kann zusätzlich auch zur Überwachung der Bremsen oder auch der Drucksensoren herangezogen werden.

Ausgangspunkt der Betrachtung ist die Differentialgleichung des Fahrzeugs. Wirken nur Bremskräfte, so lautet diese

wobei m die Fahrzeugmasse, _F die Fahrzeugbeschleunigung, m _i die Reibwerte an den vier Rädern und F _Zi die entsprechenden Radaufstandskräfte (i = 1 . . . 4) bezeichnen.

Die Differentialgleichungen der einzelnen Räder lauten mit den Radträgheitsmomenten R _Ri , den Radradien r, den Radbeschleunigungen V _Ri, den Bremsdrücken P _i und dem Proportionalitätsfaktor zwischen Bremsdruck und Bremsmoment C _P

Werden diese Gleichungen nach den Bremskräften μ _i · F _Zi aufgelöst und in Gleichung (2) eingesetzt, so ergibt sich

Diese Gleichung wird für R _R = const. und C _P = const. vom Zeitpunkt t 1 bis zum Zeitpunkt t 2 integriert:

oder

Bezeichnet der Zeitpunkt t 1 den Beginn und t 2 das Ende des gesamten Bremsvorgangs, oder eines herausgegriffenen Teils so, kann die Fahrzeuggeschwindigkeit zu diesen Zeitpunkten mit der entsprechenden Radgeschwindigkeit gleichgesetzt werden:

V _F(t 1) = V _R(t 1); V _F(t 2) = V _R(t 2) (7)

Dabei steht V _R für eine der vier Radgeschwindigkeiten oder gegebenenfalls auch für den Mittelwert aus allen Radgeschwindigkeiten.

Löst man Gleichungen (6) nach C _P auf, so kommt man unter Berücksichtigung von (7) auf die gesuchte Beziehung:

Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, nicht jeder neu ermittelte Wert für C _P sofort weiterverarbeitet, sondern zuerst eine Mittelwertbildung über mehrere Bremsungen bzw. eine Tiefpaßfilterung vorgenommen.

Figurenbeschreibung

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. In der Zeichnung sind vier Sensoren 1 bis 4 für die Radgeschwindigkeiten V₁ bis V₄ und vier Sensoren 5 bis 8 für die Radbremsdrücke P₁ bis P₄ vorgesehen. Ein Taktgeber 9 wird durch das an einer Klemme 10 auftretende Bremslichtsignal in Betrieb gesetzt. Er steuert Tore 11 so, daß die zu Bremsbeginn (t 1) und am Bremsende t 2 vorhandenen Radgeschwindigkeiten V₁ bis V₄ zu einem Rechner 12 gelangen. Dieser bildet neben den Differenzen (V _Ri (t 1) - V _Ri (t 2)) noch jeweils den algebraischen Mittelwert _R (t 1) bzw. _R (t 2) aus vier Geschwindigkeiten und verwendet diese Mittelwerte als Geschwindigkeitswerte V _R (t 1) bzw. V _R (t 2). Mit Hilfe der an den Klemmen 13 eingegebenen Konstanten r, R _Ri und m läßt sich damit der Klammerausdruck der Gleichung (8) berechnen.

Der Taktgeber 9 steuert außerdem Tore 14, die während der Zeit t 1 bis t 2 laufend die Meßwerte des Sensors 5 bis 8 zum Rechner 12 gelangen lassen. Im Rechner 12 werden für die Drücke an den Rädern die Integrale über die Zeit t 1 bis t 2 und danach die Summe der Integrale aller Räder gebildet. Damit kann C _P berechnet und an einer Klemme 14 ausgegeben werden. Vorzugsweise werden jedoch in dem Rechner auch die Produkte M _Bi = C _P · P _i gebildet und an den Klemmen 15 zur Weiterleitung z. B. an eine Auswerteschaltung eines ABS ausgegeben. Vorzugsweise enthält der Rechner 12 auch noch einen Mittelwertsbildner, in dem eine Mittelung über mehrere in aufeinander folgenden Bremsphasen ermittelte Proportionalitätsfaktoren C _P erfolgt.

Claims (3)

1. Verfahren zur Bestimmung des Bremsmoments M _Bi wenigstens eines Fahrzeugrads, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Bremsintervall zwischen t 1 und t 2 die Bremsdrücke P _i an den Rädern des Fahrzeugs und die Radgeschwindigkeiten V _R (t 1) und V _R (t 2) am Anfang und Ende des Bremsintervalls gemessen werden, daß daraus die Proportionalitätskonstante C _P nach Maßgabe der Beziehung ermittelt wird, und daß in der Folge aus den jeweiligen Bremsdrücken P _i und der ermittelten Proportionalitätskonstante C _P das wenigstens eine Bremsmoment ermittelt wird, wobei m die Fahrzeugmasse, r der Reifenradius, R _Ri das Radträgheitsmoment, und V _R eine der Radgeschwindigkeiten oder ein Mittelwert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß C _P durch Mittelwertbildung über mehrere C _P-Ermittlungen gewonnen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ermittelte C _P über ein Tiefpaßfilter geführt wird.