DE4440518B4

DE4440518B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von Drehzahlsensoren

Info

Publication number: DE4440518B4
Application number: DE4440518A
Authority: DE
Inventors: Ewald l Dipl.-Ing. Stuible (FH); Walter Berger; Martin Dipl.-Ing. Pfau (FH); Robert Kornhaas
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1994-11-12
Filing date: 1994-11-12
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2014-11-13
Also published as: JPH08211945A; SE512243C2; US5650718A; SE9503993L; JP3822660B2; DE4440518A1; SE9503993D0

Abstract

Verfahren zur Überwachung von Drehzahlsensoren zur Ermittlung der Raddrehzahl, wobei
– ausgehend von einer ersten und einer zweiten Raddrehzahl eine aktuelle Schlupfzahl (ZN) ermittelt wird und
– bei Vorliegen bestimmter Bedingungen die aktuelle Schlupfzahl (ZN) aufsummiert wird und
– ein Fehler erkannt wird, wenn die aufsummierte Schlupfzahl (Z) einen ersten Schwellwert (ZF) übersteigt,
dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Schlupfzahl (ZN) aufsummiert wird, wenn
– die Differenz zwischen den Raddrehzahlen größer als ein zweiter Schwellwert (ΔVS) ist und
– keines der Räder durchdreht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung von Drehzahlsensoren.

Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung zur Überwachung von Drehzahlsensoren ist aus der DE 35 01 435 A1 bekannt. Dort wird ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben. Hierzu sind zwei Sensoren vorgesehen, die ein Drehzahlsignal bereitstellen. Zur Überwachung der beiden Sensoren wird die Frequenz der beiden Sensoren verglichen. Weicht das Verhältnis der beiden Frequenzen um mehr als einen vorgegebenen prozentualen Betrag voneinander ab, so wird. auf Fehler erkannt. Bei bestimmten Bedingungen kann der Fall eintreten, daß die beiden Sensoren unterschiedliche Drehzahlwerte bereitstellen. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Sensoren die Drehzahlen der beiden Räder einer Achse erfassen. Bei einer Kurvenfahrt weichen die beiden Drehzahlwerte voneinander ab.

Ferner ist aus der DE 38 41 958 A1 (US-A-5277482) eine Antiblockierregelung bekannt. Die Regelung wird abgeschaltet, wenn unter bestimmten Bedingungen der Schlupfwert zweier Räder für eine vorgegebene Zeit über einen vorgegebenen Wert ansteigt. Dies erfolgt vor dem Hintergrund, daß bei einer Verwendung eines Notrades keine Antiblockierregelung erfolgen soll. Eine Überwachung von Drehzahlsensoren ist hier nicht angesprochen.

Aus der DE 43 29 745 C1 ist bekannt, Radschlupfmittelwerte in Abhängigkeit von Signalimpulssummen des überwachten angetriebenen und des überwachten nicht angetriebenen Rades abzuleiten. Dabei kann ein Kalibrierungsfaktor verwendet werden, der die ungleich großen Radumfänge des überwachten angetriebenen Fahrzeugrades und des zugehörigen nicht angetriebenen Fahrzeugrades berücksichtigt.

Aus der US 5,065,834 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ausgehend von Durchschnittswerten der Raddrehzahlsignale für die angetriebenen Räder und für die nicht angetriebenen Räder eine Schlupfzahl gebildet wird. Verlässt die so ermittelte Schlupfzahl einen durch vorgegebene untere und obere Schlupfgrenzwerte aufgespannten Bereich, so wird auf eine Abnormalität erkannt und es werden Gegenmaßnahmen eingeleitet.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Überwachung von Drehzahlsensoren ein möglichst einfaches und sicheres Verfahren zur Erkennung von Defekten bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform erläutert. Es zeigen 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung und 2 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Mit 100 ist eine Steuereinheit bezeichnet, die Signale verschiedener Sensoren 101, 102, 103 und 104 verarbeitet. Die Sensoren 101 bis 104 erfassen die Drehzahl der einzelnen Räder des Kraftfahrzeugs. So erfaßt der Sensor 101 die Drehzahl des hinteren linken Rades, der Sensor 102 die Drehzahl des rechten hinteren Rades, der Sensor 103 die Drehzahl des vorderen linken und der Sensor 104 die Drehzahl des vorderen rechten Rades.
Die Steuereinheit 100 beaufschlagt ein Stellelement 110 mit einem Ansteuersignal. Desweiteren verarbeitet die Steuereinheit 100 Signale verschiedener weiterer Sensoren 120. Die Sensorsignale der Sensoren 101 bis 104 werden einer Auswerteeinrichtung 130 zugeführt, die wiederum eine Ansteuersignalvorgabe 140 mit Signalen beaufschlagt, die abhängig von diesen Signalen das Stellglied 110 ansteuert.
Vorzugsweise handelt es sich bei der Steuereinheit 100 um eine Antiblockierregeleinrichtung bzw. eine Antriebsschlupfregelung. Die beschriebene Vorgehensweise ist aber nicht auf solche Steuereinheiten beschränkt, sie kann bei allen Steuereinheiten verwendet werden, bei denen die Drehzahlen der einzelnen Räder ausgewertet wird.
Die Erfindung wird beispielhaft an einem Kraftfahrzeug mit vier Rädern beschrieben. Sie kann aber auch auf Kraftfahrzeuge mit einer anderen Anzahl von Rädern ausgedehnt werden. Prinzipiell ist die Erfindung auch auf Fahrzeuge anwendbar, bei denen lediglich zwei Drehzahlsensoren vorhanden sind.
Die Auswerteeinrichtung 130 wertet die verschiedenen Raddrehzahlen aus und vergleicht diese mit einer Referenzgeschwindigkeit VR. Diese Referenzgeschwindigkeit entspricht der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs. Die Referenzgeschwindigkeit wird beispielsweise aus der über alle Räder gemittelten Raddrehzahl gebildet. Ausgehend von diesem Vergleich berechnet die Ansteuersignalvorgabe 140 ein Signal zur Beaufschlagung des Stellelementes 110, das beispielsweise bei einer Antiblockierregelungseinrichtung den Bremsdruck in einem blockierenden Rad verringert.
Bei einer Antriebsschlupfregelung kann es sich bei dem Stellelement 110 auch um die Drosselklappe oder ein anderes leistungsbestimmendes Stellelement handeln.
Um eine Fehlfunktion der Steuereinheit 100 und eine fehlerhafte Betätigung des Stellelements 110 zu vermeiden, müssen Fehler im Bereich der Sensoren 101 bis 104 sicher erkannt werden. Bei einem Fehler im Bereich der Sensoren oder der Auswertung der Sensorsignale müssen entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden. Beispielsweise muß dem Fahrer des Fahrzeugs angezeigt werden, daß die Steuereinheit nicht ordnungsgemäß arbeitet. Dies ist insbesondere der Fall, wenn einer der Sensoren fehlerhaft arbeitet. In diesem Fall liefert der Sensor ein Signal, das nicht der tatsächlichen Drehzahl entspricht. Um dies zu gewährleisten wird wie in 2 dargestellt, vorgegangen.
Die Sensoren 101 bis 104 erzeugen mit Hilfe von an den Rädern montierten Impulsrädern geschwindigkeitsabhängige Impulsabfolgen.
Die Überprüfung basiert auf dem Vergleich der Radgeschwindigkeiten der verschiedenen Räder untereinander. Diese sind bei Geradeausfahrt und gleicher Bereifung identisch. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, das die Radgeschwindigkeiten nicht untereinander, sondern mit der Referenzgeschwindigkeit VR verglichen werden.
In einem ersten Schritt 200 wird ein Zähler Z auf 0 gesetzt. Der Inhalt des Zählers entspricht einer aufsummierten Schlupfzahl Z. Anschließend im Schritt 210 werden die Rad drehzahlen VHL des Rades hinten links, WR des Rades vorne rechts sowie die Differenz ΔV1 dieser beiden Radgeschwindigkeiten ermittelt. Entsprechend wird die Differenz ΔV2 der Raddrehzahlen VHR des Rades hinten rechts und VVL des Rades vorne links ermittelt.
Es können auch Differenzen anderer Radpaare ermittelt werden. Vorzugsweise werden aber Radpaare zwischen einer angetriebenen und einer nicht angetriebenen Achse gebildet.
Anschließend in Schritt 220 wird die betragsmäßig größte Differenz als ΔVMAX ermittelt. Diese Differenz ΔVMAX zeigt ein tatsächlich oder ein vermeintlich (auf Grund eines Fehlers) Schlupf behaftetes Rad an. Die sich anschließende Abfrage 230 überprüft, ob der Betrag von ΔVMAX größer als ein Schwellwert ΔVS ist. Dieser Schwellwert ΔVS berücksichtigt, daß bei einer Kurvenfahrt linke und rechte Räder sich unterschiedlich schnell drehen. Erkennt die Abfrage 230, daß die ermittelte Differenz ΔVMAX kleiner als der Grenzwert ΔVS ist, so wird davon ausgegangen, daß eine Kurvenfahrt vorliegt. In diesem Fall setzt das Programm mit Schritt 210 fort.
Ist die Differenz ΔVMAX dagegen größer als der Schwellwert Δ VS, so wird in Schritt 240 eine sogenannte aktuelle Schlupfzahl ZN bestimmt. Diese aktuelle Schlupfzahl ZN ist ein Maß für den physikalischen Schlupf. Vorzugsweise wird als aktuelle Schlupfzahl ZN die normierte Geschwindigkeitsdifferenz ΔVMAX verwendet. Dies bedeutet, die aktuelle Schlupfzahl ZN entspricht der mit der Fahrzeuggeschwindigkeit VR gewichteten maximalen Differenz ΔVMAX. Vorzugsweise ist die aktuelle Schlupfzahl ZN im unteren Geschwindigkeitsbereich direkt proportional zu ΔVMAX, das bedeutet, es wird die absolute Größe von ΔVMAX als Schlupfzahl verwendet. Im oberen Drehzahlbereich ist die Aktuelle Schlupfzahl ZN proportional zu ΔVMAX/VR. Bei der Fahrzeuggeschwindigkeit handelt es sich beispielsweise um den Mittelwert aller Raddrehzahlen.
Im Schritt 250 wird die Aktuelle Schlupfzahl ZN um die zulässige Abweichung der Raddrehzahlen ZZ reduziert. Dieser Wert, um den die Schlupfzahl korrigiert wird, berücksichtigt Toleranzen auf Grund von unterschiedlichen Durchmessern der einzelnen Räder. Der Wert ist beispielsweise abhängig davon, ob das Fahrzeug ein sogenanntes Notrad besitzt. Ist ein Notrad vorgesehen, das einen kleineren Durchmesser aufweist, so wird der Wert ZZ größer gewählt, als bei Fahrzeugen ohne Notrad. Mit dieser Vorgehensweise ist eine sehr schnelle Fehlererkennung möglich. Durch Wahl eines geeigneten Korrekturwerts ZZ im Schritt 250 kann die Verwendung eines Notrads im Fahrzeug berücksichtigt werden.
Die sich anschließende Begrenzung 260 begrenzt die Aktuelle Schlupfzahl ZN auf einen höchstzulässigen Wert.
Abhängig davon, wie hoch der Grenzwert gewählt wird, ergeben sich unterschiedliche Zeiten innerhalb denen auf Fehler erkannt wird. Bei einem hohen Schwellwert wird relativ schnell auf Fehler erkannt, bei einem kleinen Schwellwert dauert die Fehlererkennung entsprechend länger.
Die Abfrage 270 überprüft, ob ein Rad durchdreht das heißt ob ein tatsächlich mit Schlupf behaftetes Rad vorliegt. Dies erfolgt dadurch, daß überprüft wird, ob die Beschleunigung V . eines Rades größer als ein Schwellwert V .S ist. Ist dies der Fall, so wird ein Durchdrehen des Rades erkannt und die aktuelle Schlupfzahl ZN im Schritt 280 auf einen Wert ZB gesetzt.
Mittels der Abfrage 270 und dem Schritt 280 werden Geschwindigkeitsdifferenzen aufgrund durchdrehender Räder durch Reduktion der aktuellen Schlupfzahl ZN stark bedämpft. Ein Durchdrehen eines Rades wird dadurch erkannt, daß das Rad über eine bestimmte Zeit beschleunigt wird.
Dies bedeutet, die aktuelle Schlupfzahl ZN wird bei vorliegen bestimmter Bedingungen aufsummiert. So wird die Schlupfzahl nur dann aufsummiert, wenn die Abweichung zwischen den Raddrehzahlen größer als ein Schwellwert ΔVS ist, und keines der Räder durchdreht. Ferner wird die Schlupfzahl auf die Fahrgeschwindigkeit VR normiert, begrenzt und um eine zulässige Abweichung ZZ verringert.
Anschließend überprüft die Abfrage 290, ob die aktuelle Schlupfzahl ZN kleiner als ein Schwellwert ZS ist. Ist dies der Fall, so wird der Zähler mit der aufsummierten Schlupfzahl Z um einen bestimmten Betrag X verringert. Ist dies nicht der Fall, so wird in Schritt 310 der Zähler mit der aufsummierten Schlupfzahl Z um den Wert der aktuellen Schlupfzahl ZN erhöht.
Ist die Schlupfzahl größer als ein Schwellwert ZS, so wird die Schlupfzahl aufsummiert. Sobald diese aufsummierte Schlupfzahl einen Schwellwert ZF übersteigt, wird auf Fehler erkannt. Ist die Schlupfzahl kleiner als der Schwellwert ZS, so wird die aufsummierte Schlupfzahl um einen bestimmten Betrag verringert. Dies hat zur Folge, daß wenn für eine gewisse Zeit keine Abweichung auftritt der Schlupfzähler Z den Wert Null annimmt.
Die Abfrage 320 überprüft, ob der Inhalt des Zählers größer als ein Schwellwert ZF ist. Ist dies nicht der Fall, so setzt das Programm mit Schritt 210 fort. Ist dies der Fall, so wird in Schritt 330 auf Fehler erkannt.
Die beschriebene Vorgehensweise ist im gesamten Geschwindigkeitsbereich anwendbar. Es können Fehler an beliebigen Rädern erkannt werden. Aufgrund des Vergleiches eines Rades einer angetriebenen Achse mit einem Rad einer nicht angetriebenen Achse können gleichartige Fehler an beiden nicht angetriebenen bzw. an beiden angetriebenen Rädern erkannt werden. Besonders vorteilhaft ist, daß die Erkennungszeit abhängig ist von der Größe des Fehlers. Das heißt, schwerwiegende Fehler, die zu einer großen Geschwindigkeitsdifferenz führen, werden relativ schnell erkannt, Fehler dagegen, die nur eine kleine Geschwindigkeitsdifferenz bewirken, werden erst verzögert erkannt.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß eine Größe der Antriebschlupfregelung und/oder der Antiblockierregeleinrichtung, die der Schlupfzahl entspricht, als aktuelle Schlupfzahl ZN verwendet wird.

Claims

Verfahren zur Überwachung von Drehzahlsensoren zur Ermittlung der Raddrehzahl, wobei – ausgehend von einer ersten und einer zweiten Raddrehzahl eine aktuelle Schlupfzahl (ZN) ermittelt wird und – bei Vorliegen bestimmter Bedingungen die aktuelle Schlupfzahl (ZN) aufsummiert wird und – ein Fehler erkannt wird, wenn die aufsummierte Schlupfzahl (Z) einen ersten Schwellwert (ZF) übersteigt, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Schlupfzahl (ZN) aufsummiert wird, wenn – die Differenz zwischen den Raddrehzahlen größer als ein zweiter Schwellwert (ΔVS) ist und – keines der Räder durchdreht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als aktuelle Schlupfzahl (ZN) eine normierte Differenz zweier Raddrehzahlen dient.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aktuelle Schlupfzahl (ZN) begrenzt und um eine zulässige Abweichung (ZZ) reduziert wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aufsummierte Schlupfzahl (Z) um einen bestimmten Betrag (X) verringert wird, wenn die Schlupfzahl kleiner als ein dritter Schwellwert (ZS) ist.
Vorrichtung zur Überwachung von Drehzahlsensoren zur Ermittlung der Raddrehzahl, wobei Mittel (130) vorgesehen sind, die – ausgehend von einer ersten und einer zweiten Raddrehzahl eine aktuelle Schlupfzahl ermitteln und – bei Vorliegen bestimmter Bedingungen die aktuelle Schlupfzahl (ZN) aufsummieren und – einen Fehler erkennen, wenn die aufsummierte Schlupfzahl (Z) einen ersten Schwellwert (ZF) übersteigt, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Schlupfzahl (ZN) aufsummiert wird, wenn – die Differenz zwischen den Raddrehzahlen größer als ein zweiter Schwellwert (ΔVS) ist und – keines der Räder durchdreht.