DE4208000C2 - Verfahren zum Erkennen einer falschen Zähnezahl eines induktiven Sensors - Google Patents

Description

Zur Ermittlung der Radgeschwindigkeiten für ein Antiblockier- und/oder Antriebsschlupfregelsystem werden Zahnräder (Impulsräder) als Teil eines magnetischen Sensors verwendet. Jeder Übergang von Zahn zu Lücke und umgekehrt erzeugt einen Impuls. Aus dem zeitlichen Abstand der Impulse berechnet ein elektronisches Steuergerät die Geschwindigkeit des Rades.

Die berechnete Geschwindigkeit ist direkt proportional zur Anzahl der Zähne des Impulsrades.

Aus den Geschwindigkeiten der vier Räder wird die Fahrzeug­ geschwindigkeit ermittelt.

Ist an einem Rad versehentlich ein Impulsrad mit zu vielen Zähnen montiert worden, führt dies zu einer zu hoch berechneten Rad­ geschwindigkeit und damit, unter Umständen, zu einer zu hoch berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit. Das kann dazu führen, daß an den anderen Rädern Schlupf berechnet wird, der physikalisch nicht vorhanden ist, wodurch an diesen Rädern der Bremsdruck verringert wird. Die Folge ist eine deutliche Unterbremsung des Fahrzeugs.

Bekannte Lösungen überwachen die Geschwindigkeiten der einzelnen Räder über lange Filterzeiten (im Minutenbereich). Bei anhaltender Abweichung zwischen den Rädern wird das System nach Ablauf der Filterzeit abgeschaltet.

Die DE 40 10 127 C2 zeigt ein Verfahren zur Ermittlung eines abgeleiteten Drehzahlwertes für die Hinterraddrehzahlen ei­ nes Fahrzeuges, mittels dem überprüft werden kann, ob ein falsches Bauteil (Impulsrad, Hinterachsdifferential) einge­ setzt wurde. Hierzu werden bei Vorliegen einer schlupffreien Verbindung zwischen der Vorderachsachtriebswelle und der Hinterachsantriebswelle wenigstens eine der gemessenen Vor­ derraddrehzahlen mit einer von einem Drehzahlsensor ermit­ telten Hinterraddrehzahl ins Verhältnis gesetzt wird und auf diese Weise ein Faktor bestimmt. Dieser Faktor wird mit ei­ nem vorgebbaren Wert verglichen und bei Abweichung außerhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes wird geschlossen, dass ein falsches Bauteil eingebaut wurde.

Ebenso zeigt die nicht vorveröffentlichte DE 41 14 047 A1 ein Verfahren zur Erkennung eines falsch verbauten Polrades dadurch, dass bei einer stationären Geradeausfahrt die Ab­ weichung der gemessenen Drehzahlsignale mit der Fahrzeugge­ schwindigkeit ermittelt wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, mög­ lichst frühzeitig den Einbau eines falschen Bauteils zur Er­ fassung der Raddrehzahlen zu detektieren.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Überwachung erkennt ein falsches Impulsrad schon beim Anfahren, nicht erst nach einer langen Filterzeit.

Durch den Vergleich des schnellsten Rades mit dem seitengleichen Rad werden Kurveneinflüsse auf die Radgeschwindigkeiten, die sich aus der Kurven- und Fahrzeuggeometrie ergeben, ausgeschlossen.

Die Überwachung wird erst wirksam, wenn das langsamste Rad über eine Schwelle v_u kommt. Da v_u < v_g = 0 ist, wird die Überwachung bei einem defekten Drehzahlfühler (v_rad bleibt auf v_g) nicht aktiv und es wird nicht fälschlicherweise auf falsches Impulsrad erkannt.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm.

In Fig. 1 sind mit 1 und 2 den angetriebenen Rädern eines Kraftfahr­ zeugs zugeordnete Sensoren mit 1 und 2 und den nicht angetriebenen Rädern zugeordnete Sensoren mit 3 und 4 bezeichnet. Diese sind an ein Steuergerät 5 eines Antiblockierregelsystems angeschaltet, das Bremsdrucksteuerventile 6 zur Vermeidung von blockierten Rädern ansteuert.

Zur Überwachung der Sensorsignale dient das in den folgenden Absätzen erläuterte Blockschaltbild. In der Praxis wird diese Über­ wachung im Steuergerät 5 und gegebenenfalls in Form eines Rechner­ programms integriert sein.

In einem Auswahlblock 7 wird die geringste Radgeschwindigkeit v_min aus den Radgeschwindigkeiten v₁ bis v₄ ausgewählt. Ist diese größer als eine vorgegebene untere Schwelle v_u und kleiner als eine obere Schwelle v_o, so passiert das v_min-Signal die Blöcke 8 und 9 und öffnet in der Zeit T, die das v_min-Signal benötigt, um von v_u nach v_o zu beschleunigen, ein Und-Gatter 10, wodurch hochfrequente Impulse eines Impulsgenerators 11 in einen Zähler 12 eingezählt werden können. Am Ende der Zeit T steht ein der Zeit T entsprechendes Zählerergebnis im Zähler 12 zur Verfügung.

Parallel dazu wählt ein Block 13 aus den Radgeschwindigkeiten v₁ bis v₄ die größte Geschwindigkeit aus und gibt ein Signal zu einem weiteren Auswahlblock 14, der aus den Radgeschwindigkeiten v₁ bis v₄ die zu v_max gehörende, seitengleiche Geschwindigkeit v_s auswählt. Ein Block 15 bildet das Verhältnis v_max/v_s und Blöcke 16 und 17 lassen das Verhältnissignal v_max/v_s durch, wenn und solange Verhältnisgrenzwerte f_min über- und f_max unterschritten sind. Das durchkommende Verhältnissignal bewirkt, daß Impulse des Impulsgebers 11 vom Und-Gatter 18 durchgelassen und in einem Zähler 19 gezählt werden. Am Ende der Zeit T steht im Zähler 19 ein einer Zeit T' entsprechendes Ergebnis, das anzeigt, für welche Zeit inner­ halb von T ein Verhältnissignal v_max/v_s zum Und-Gatter 18 durch­ kann.

In einem Block 20 wird festgestellt, ob T' größer als ein vor­ gegebener Anteil z. B. 75% von T ist. Ist dies der Fall und der Block 13 sagt, daß v_max von einem nicht angetriebenen Rad stammt, dann wird von einem Und-Gatter 21 ein Fehlersignal erzeugt, das eine Warnlampe 22 ansteuert und über eine Leitung 23 ein Abschaltsignal für das ABS-Steuergerät 5 erzeugt.

Stammt das v_max-Signal von einem angetriebenen Rad, so wird ein Und-Gatter 24 durchlässig, das ein Info-Signal erzeugt, das über eine Leitung 26 dem ABS-Steuergerät 5 zugeführt wird. Im ABS-Steuergerät kann dann die Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnung so beeinflußt werden, daß sich das falsche Impulsrad nicht schädlich auswirkt. V_u kann z. B. bei 6 km/h liegen, v_o bei 10 km/h, f_min bei 1,5 und f_max bei 3 km/h.

Die Überwachung funktioniert im einzelnen wie folgt:
Die Überwachung ist beim Anfahren zwischen v_u und v_o aktiv (Blöcke 7 bis 9). Liegt das langsamste Rad noch unter v_u, so wird noch nicht überwacht und die Zeitzähler 12 und 19 sind gelöscht.

Wenn die Überwachung läuft, wird im Zähler 12 die Zeit T gemessen, die das langsamste Rad benötigt, um von v_u bis v_o zu beschleunigen.

Gleichzeitig wird durch Block 13 das schnellste der vier Räder ermittelt und dessen Geschwindigkeit mit der des seitengleichen Rades ins Verhältnis gesetzt (in 15). Liegt dieses Verhältnis zwischen f_min und f_max (Blöcke 16 und 17), so liegt ein Fehler­ fall vor. Während die Überwachung läuft, wird die Zeit T' gemessen in der ein Fehlerfall erkannt wird (in Zähler 19).

Die untere Grenze f_min bestimmt das minimale Verhältnis, um das die Zähnezahl des falschen Impulsrades über der der anderen liegen kann, um erkannt zu werden. Die obere Grenze f_max dient dazu, ein durchdrehendes Rad, bei dem die Geschwindigkeit deutlich über der der anderen Räder liegt, nicht als Fehler zu behandeln.

Überschreitet das langsamste Rad v_min die Grenze v_o, wird die Überwachung beendet und eine Analyse der Zeitzähler 12 und 19 durch­ geführt. Lag ein Fehlerfall in mindestens 75% des Überwachungszeit­ raums vor, so kann es sich bei dem schnellsten Rad um ein Rad mit falschem Impulsrad handeln und es werden entsprechende Maßnahmen ergriffen.

Diese Maßnahmen sehen wie folgt aus:

• a) Das schnellste Rad ist ein nicht angetriebenes Rad.
  Da die nicht angetriebenen Räder nicht durchdrehen können, kann man sicher sagen, daß es sich um ein falsches Impulsrad handelt. Das System wird abgeschaltet und es wird gewarnt.
  Wird ein Fehlerfall festgestellt, so wird die Überwachung für die nicht angetriebenen Räder bis zum nächsten Einschalten der Zündung gesperrt. Dies wird über ein Und-Gatter 25 bewirkt.
• b) Das schnellste Rad ist ein angetriebenes Rad.
  Bei Feststellung eines Fehlers muß es sich nicht unbedingt um ein falsches Impulsrad handeln, sondern das angetriebene Rad kann durchgedreht haben. Das System wird deshalb nicht abgeschaltet, sondern es werden Maßnahmen ergriffen, die den schädlichen Ein­ fluß eines falschen Impulsrades bei der Fahrzeuggeschwindigkeits­ berechnung mindern. Die Überwachung wird beim nächsten Anfahren erneut durchgeführt.
  Wird kein Fehlerfall festgestellt, so wird die Überwachung für die angetriebenen Räder bis zum nächsten Einschalten der Zündung gesperrt.

In Fig. 2 sind verschiedene Geschwindigkeitsverläufe aufgezeichnet. Die Kurve A soll der Radgeschwindigkeitsverlauf sein, der sich bei einem korrekten Impulsrad ergeben würde. Die Grenzen in denen über­ wacht wird (Zeitraum T), ergeben sich durch die Vorgabe von v_u = 6 km/h und v_o = 10 km/h. Aus dem Verlauf A und den festgelegten Grenzverhältnissen f_min und f_max (z. B. 1.5 und 3) ergeben sich die Kurven B (= f_min × A) und C (= f_max × A). Dazwischen ist ein Verlauf B aufgezeichnet, der, ein nicht angetriebenes Rad voraus­ gesetzt, durch ein falsches Impulsrad bedingt ist.

Claims (3)

1. Verfahren zum Erkennen einer zu großen Zähnezahl eines Impulsrads eines von mehreren an Fahrzeugrädern montierten induktiven Sensoren, die Teil eines Regelsystems sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren wirksam gemacht wird, solange das langsamste der Räder benötigt, um von einer vorgegebenen unteren, von 0 verschiedenen Geschwindigkeit v_u bis zu einer vorgegebenen oberen Geschwindig­ keit v_o zu beschleunigen,
daß diese Zeit T gemessen wird,
daß die Geschwindigkeit v_max des schnellsten Rads ermittelt und ins Verhältnis zur Geschwindigkeit v_s eines Rads der gleichen Fahrzeugseite gesetzt wird (v_max/v_s),
daß ermittelt wird, ob das Verhältnis (v_max/v_s) oberhalb einer vorgegebenen Verhältnisgrenze f_min liegt, wobei f_min so gewählt ist, daß Reifentoleranzen oder ähnliches nicht zu einer Überschreitung von f_min führen können,
daß die Zeit T', während der f_min überschritten ist, gemessen wird,
daß am Ende der Zeit T festgestellt wird, ob die Zeit T', einen vorgegebenen Anteil von T erreicht hat,
und daß bei Erreichen des Anteils auf Fehler erkannt und ein Warn- oder Abschaltsignal für das Regelsystem, zu dem die Sensoren gehören, erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Verhältnisgrenze f_min noch eine obere Verhältnisgrenze f_max verwendet wird, die bei durchdrehenden Rädern überschritten wird, und daß die Zeit T' nur gemessen wird, wenn das Verhältnis v_max/v_s der Radgeschwindigkeiten zwischen den beiden Verhältnis­ grenzen liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf Fehler nur erkannt wird, wenn das schnellste Rad ein nicht angetriebenes Rad ist, und daß im Falle, daß das schnellste Rad ein angetriebenes Rad ist, Maßnahmen eingeleitet werden, die den Einfluß eines falschen Impulsrads mindern.