DE10260416B4

DE10260416B4 - Verfahren und System zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE10260416B4
Application number: DE10260416.9A
Authority: DE
Inventors: Rainer Hofmann; Georg Kruse
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2002-12-21
Filing date: 2002-12-21
Publication date: 2014-02-06
Anticipated expiration: 2022-12-22
Also published as: DE10260416A1

Abstract

Verfahren zur Bestimmung der Geschwindigkeit (v) eines Fahrzeugs, bei dem die Drehzahl (n1–n4) mindestens eines Rades des Fahrzeugs erfasst und ausgewertet wird, wobei zusätzlich die Beschleunigung des Fahrzeugs erfasst wird und die aus der Drehzahl (n1–n4) des mindestens einen Rades ermittelte Geschwindigkeit (v1–v4) basierend auf erfassten Beschleunigungswerten (a1–a2) überprüft und korrigiert wird und wobei die Geschwindigkeit (v) des Fahrzeugs aus den Drehzahlen (n1–n4) von mindestens zwei Rädern basierend auf einem Vergleich der Drehzahlen oder der daraus ermittelten Geschwindigkeitswerte (v1–v4) der Räder ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überprüfung der Geschwindigkeit (v) des Fahrzeugs nur durchgeführt wird, wenn die Abweichung zwischen den Drehzahlen (n1–n4) oder den daraus ermittelten Geschwindigkeiten (v1–v4) der Räder einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein entsprechendes System zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 3.
Aus dem Stand der Technik bekannte Systeme zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs verwenden Geschwindigkeitsgeber, die gegenüber einem Fahrzeugrad angeordnet sind und die diesem Rad entsprechende Raddrehzahl erfassen. Diese Raddrehzahl wird einem Steuergerät zugeführt, welches aus diesem Signal die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt und die ermittelte Geschwindigkeit anzeigt oder an weitere Steuergeräte des Kraftfahrzeugs weiterleitet.
Zur Verbesserung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit der so ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit ist es ferner bekannt, die Drehzahlen mehrerer, insbesondere aller vier Räder unabhängig voneinander zu bestimmen und die Fahrzeuggeschwindigkeit aus einem Vergleich der so ermittelten Geschwindigkeiten der einzelnen Räder zu bestimmen. Derartige Systeme sind zum Beispiel aus den Druckschriften EP 0 522 565 A2 , DE 195 21 411 C2 , DE 42 31 192 A1 , DE 39 23 782 A1 und DE 39 17 976 A1 bekannt. Die in diesen Druckschriften beschriebenen Systeme und Verfahren zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit unterscheiden sich insbesondere in der Art und Weise des Vergleichs der Geschwindigkeiten der einzelnen Räder und der entsprechenden Auswertung zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Weiterhin beschreibt die DE 195 27 531 A1 ein System und ein Verfahren zum Ermitteln der Geschwindigkeit eines allradgetrieben Fahrzeugs, wenn sämtliche Räder Schlupf haben oder blockieren, wobei ein Integrationswert einer Längsbeschleunigung zwangsweise zum Ermitteln einer Referenz-Fahrgeschwindikeit genutzt wird, wenn das Fahrzeug beschleunigt wird und eine Änderung einer niedrigsten Raddrehzahl negativ ist oder wenn das Fahrzeug abgebremst wird und eine Änderung einer höchsten Raddrehzahl positiv ist.
Die EP 0 322 911 A2 offenbart eine Berechnungsvorrichtung, welche eine Radgeschwindigkeit berechnet, die als eine Steuerbezugsgröße in einer Vorrichtung zur elektronischen Steuerung der Fahrzeugbewegung mit einer optimierten Schlupfcharakteristik verwendet wird.
Aus der US 5 208 754 A ist eine Vorrichtung zur Berechnung einer geschätzten Beschleunigung und einer geschätzten Geschwindigkeit eines Fahrzeugs offenbart.
Die DE 199 39 979 A1 beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit eines allradgetriebenen Fahrzeugs, wobei die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit aus einer oder mehreren Radgeschwindigkeiten ermittelt wird.
Allen diesen bekannten Systemen ist gemeinsam, dass die Grundlage für eine korrekte Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit eine korrekte Erfassung der Drehzahl der einzelnen Räder sowie die Annahme, dass die so erfasste Drehzahl der Räder der Geschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht, ist. Es treten deshalb bei diesen bekannten Systemen zum Beispiel Probleme auf, wenn eines oder mehrere Räder die Bodenhaftung verloren haben und durchdrehen oder blockieren, da in diesem Fall die erfasste Drehzahl der Räder nicht der tatsächlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein System zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs vorzusehen, die eine zuverlässige Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit selbst im Fall des Durchdrehens oder Blockierens eines oder mehrerer Räder gewährleisten.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie durch ein System zur Bestimmung der Geschwindigkeit, eines Fahrzeugs mit den Merkmalen von Patentanspruch 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2, 4 und 5.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges, bei dem die Drehzahl mindestens eines Rades des Fahrzeugs erfasst und ausgewertet wird, wobei zusätzlich die Beschleunigung des Fahrzeugs erfasst wird und die aus der Drehzahl des mindestens einen Rades ermittelte Geschwindigkeit basierend auf erfassten Beschleunigungswerten überprüft und korrigiert wird und wobei die Geschwindigkeit des Fahrzeugs aus den Drehzahlen von mindestens zwei Rädern basierend auf einem Vergleich der Drehzahlen oder der daraus ermittelten Geschwindigkeitswerte der Räder ermittelt wird, wobei eine Überprüfung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges nur durchgeführt wird, wenn die Abweichung zwischen den Drehzahlen oder den daraus ermittelten Geschwindigkeiten der Räder einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zur Überprüfung der aus der Drehzahl des mindestens einen Rades ermittelten Geschwindigkeit die aus der Drehzahl des mindestens einen Rades ermittelte Geschwindigkeitsänderung mit der erfassten Beschleunigung des Fahrzeugs verglichen.
Als Beschleunigungssensor kann beispielsweise ein Neigungssensor verwendet werden.
Die obigen sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnung klarer. Die einzige Figur zeigt dabei eine schematische Darstellung des Systems zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Gemäß 1 sind insgesamt vier Drehzahlsensoren S1–S4 vorgesehen, die mit jeweils einem Rad eines Fahrzeugs gekoppelt sind und die Drehzahl n₁–n₄ des jeweiligen Rades erfassen. Weiter sind zwei Beschleunigungssensoren S5–S6 vorgesehen, die beispielsweise als Neigungssensoren ausgebildet und an geeigneten Positionen im oder am Fahrzeug angebracht sind. Die von den Drehzahlsensoren S1–S4 erfassten Drehzahlsignale n₁–n₄ und die von den Beschleunigungssensoren S5–S6 erfassten Neigungssignale α₁–α₂ werden einer Auswerte- und Steuereinrichtung C zugeführt.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf spezielle Beschleunigungssensoren und insbesondere nicht auf die oben genannten Neigungssensoren als Beschleunigungssensoren beschränkt ist. Vielmehr kann die vorliegende Erfindung in Verbindung mit beliebigen bekannten Beschleunigungssensoren verwendet werden. Beispiele für geeignete Beschleunigungssensoren im Bereich der Kraftfahrzeugindustrie sind in der DE 198 35 996 A1 (Beschleunigungssensor für ein Rückhaltesystem eines Kraftfahrzeugs), der DE 199 23 412 A1 (Beschleunigungssensor mit Pendelkörper als Trägheitskörper) oder der DE 197 02 392 C1 (mehrere getrennte Medien in Sensorkörper und Erfassung der Lageänderung der Phasengrenzen) offenbart. Außerdem ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Anzahl von zwei Beschleunigungssensoren, wie in 1 dargestellt, beschränkt; es können zum Beispiel auch nur ein Beschleunigungssensor oder mehr als zwei Beschleunigungssensoren mit der Auswerte- und Steuereinrichtung verbunden sein. Außerdem können die Beschleunigungssensoren, die für die erfindungsgemäße Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet werden, gleichzeitig auch für andere Systeme und Anwendungen im Kraftfahrzeug verwendet werden, um die Gesamtanzahl der Sensoren im Kraftfahrzeug möglichst klein zu halten.
Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung auch nicht auf die obige Anzahl von vier Drehzahlsensoren zur Erfassung der Drehzahlen aller vier Räder eines Kraftfahrzeugs beschränkt ist. Das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung ist vielmehr auch bereits bei nur einem Drehzahlsensor zur Erfassung der Drehzahl nur eines Rades des Fahrzeugs anwendbar. Außerdem können mit den Drehzahlsensoren die Drehzahlen sowohl von angetriebenen als auch von freilaufenden Rädern eines Fahrzeugs erfasst werden.
Aus den von den Drehzahlsensoren S1–S4 zugeführten Drehzahlsignalen n₁–n₄ ermittelt die Auswerte- und Steuereinrichtung C zunächst die entsprechenden Geschwindigkeitswerte v₁–v₄, welche den Drehzahlen der jeweiligen Räder entsprechen. Die so ermittelten Geschwindigkeitswerte v₁–v₄ werden in einem in der Auswerte- und Steuereinrichtung C integrierten Speicher M abgelegt. Durch einen Vergleich der vier ermittelten Geschwindigkeitswerte v₁–v₄ der einzelnen Räder des Fahrzeugs bestimmt die Auswerte- und Steuereinrichtung C zunächst, ob eine übermäßige Abweichung zwischen den Drehzahlen n₁–n₄ bzw. den Geschwindigkeitswerten v₁–v₄ der einzelnen Räder vorliegt, d. h. ob diese Abweichung einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Ermittelt die Auswerte- und Steuereinrichtung C, dass eine übermäßige Abweichung vorliegt, was zum Beispiel im Fall des Durchdrehens oder Blockierens eines oder mehrerer Räder der Fall sein kann, so entscheidet die Auswerte- und Steuereinrichtung C, dass die basierend auf den Drehzahlen n₁–n₄ der Räder ermittelte Geschwindigkeit durch die Beschleunigung des Fahrzeugs überprüft und gegebenenfalls korrigiert werden muss.
Hierzu wandelt die Auswerte- und Steuereinrichtung C zunächst die von den Beschleunigungssensoren S5–S6 zugeführten Neigungssignale α₁–α₂ in entsprechende Beschleunigungswerte a₁–a₂ um. Die Beschleunigung des Fahrzeugs wird zum Beispiel aus einem Vergleich der beiden Beschleunigungswerte a₁–a₂ ermittelt. Ferner ermittelt die Auswerte- und Steuereinrichtung C die Geschwindigkeitsänderungen Δv₁–Δv₄ der einzelnen Räder aus den ermittelten Geschwindigkeitswerten v₁–v₄ der einzelnen Räder, wobei hierzu auf die in dem Speicher M abgelegten Geschwindigkeitswerte zu früheren Zeitpunkten zurückgegriffen wird. Die Geschwindigkeit v des Fahrzeuges wird schließlich basierend auf einem Vergleich der ermittelten Geschwindigkeitsänderungen Δv₁–Δv₄ der einzelnen Räder mit den ermittelten Beschleunigungswerten a₁–a₂ des Fahrzeugs bestimmt. Die so bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit v wird von der Auswerte- und Steuereinrichtung C zum Beispiel an eine Anzeigevorrichtung im Kraftfahrzeug und/oder an weitere Steuereinheiten des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise ein ABS-System oder ein ASR-System, zur weiteren Verarbeitung ausgegeben.
Durch das obige System bzw. Verfahren der Erfindung wird gewährleistet, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs selbst bei einem Durchdrehen oder Blockieren eines oder mehrerer Räder korrekt bestimmt und angezeigt werden kann. Falls eine Korrektur der auf Basis der Drehzahlen der Räder ermittelten Geschwindigkeit des Fahrzeugs zum Beispiel wegen zu großer Abweichungen der einzelnen Messwerte nicht möglich ist, so kann beispielsweise ein Fehlersignal ausgegeben werden oder zunächst auf die zuletzt ermittelte Geschwindigkeit des Fahrzeugs zurückgegriffen werden, bis wieder ein korrekter Wert für die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt werden kann.
Bezüglich der für das Verfahren und das System gemäß der Erfindung verwendeten Beschleunigungssensoren ist anzumerken, dass je nach Art der Beschleunigungssensoren zum Beispiel durch geeignete Algorithmen sichergestellt werden muß, dass diese Sensoren nur die Beschleunigung des Fahrzeugs in Fahrtrichtung, nicht aber Steigungen oder Neigungen der Straße erfassen.
BEZUGSZEICHENLISTE

C

Auswert- und Steuereinrichtung

M

Speicher

S1–S4

Drehzahlsensoren

S5–S6

Beschleunigungssensoren

α₁–α₂

Neigungssignale

a₁–a₂

Beschleunigungswerte

n₁–n₄

Drehzahlsignale

v₁–v₄

Geschwindigkeitswerte

Δv₁–Δv₄

Geschwindigkeitsänderungswerte

v

Geschwindigkeit des Fahrzeugs

Claims

Verfahren zur Bestimmung der Geschwindigkeit (v) eines Fahrzeugs, bei dem die Drehzahl (n₁–n₄) mindestens eines Rades des Fahrzeugs erfasst und ausgewertet wird, wobei zusätzlich die Beschleunigung des Fahrzeugs erfasst wird und die aus der Drehzahl (n₁–n₄) des mindestens einen Rades ermittelte Geschwindigkeit (v₁–v₄) basierend auf erfassten Beschleunigungswerten (a₁–a₂) überprüft und korrigiert wird und wobei die Geschwindigkeit (v) des Fahrzeugs aus den Drehzahlen (n₁–n₄) von mindestens zwei Rädern basierend auf einem Vergleich der Drehzahlen oder der daraus ermittelten Geschwindigkeitswerte (v₁–v₄) der Räder ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überprüfung der Geschwindigkeit (v) des Fahrzeugs nur durchgeführt wird, wenn die Abweichung zwischen den Drehzahlen (n₁–n₄) oder den daraus ermittelten Geschwindigkeiten (v₁–v₄) der Räder einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung der aus der Drehzahl des mindestens einen Rades ermittelten Geschwindigkeit (v₁–v₄) die aus der Drehzahl des mindestens einen Rades ermittelte Geschwindigkeitsänderung (Δv₁–Δv₄) mit der erfassten Beschleunigung (a₁–a₂) des Fahrzeugs verglichen wird.
System zur Bestimmung der Geschwindigkeit (v) eines Fahrzeugs, mit mindestens zwei Drehzahlsensoren (S1–S4) zur Erfassung der Drehzahl (n₁–n₄) eines Rades des Fahrzeugs und einer Auswerte- und Steuereinrichtung (C) zur Ermittlung der Geschwindigkeit (v) des Fahrzeugs aus den Drehzahlen (n₁–n₄) der mindestens zwei Räder basierend auf einem Vergleich dieser Drehzahlen (n₁–n₄), wobei ferner mindestens ein Beschleunigungssensor (S5–S6) zur Erfassung der Beschleunigung (a₁–a₂) des Fahrzeugs vorgesehen ist, und wobei die Auswerte- und Steuereinrichtung (C) die aus der Drehzahl (n₁–n₄) mindestens eines Rades ermittelte Geschwindigkeit (v₁–v₄) basierend auf der erfassten Beschleunigung (a₁–a₂) überprüft und korrigiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinrichtung (C) eine Überprüfung der Geschwindigkeit (v) des Fahrzeugs nur durchführt, wenn die Abweichung zwischen den Drehzahlen (n₁–n₄) oder den daraus ermittelten Geschwindigkeiten (v₁–v₄) der einzelnen Räder einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinrichtung (C) zur Überprüfung der aus der Drehzahl (n₁–n₄) des mindestens einen Rades ermittelten Geschwindigkeit (v₁–v₄) die aus der Drehzahl des mindestens einen Rades ermittelte Geschwindigkeitsänderung (Δv₁–Δv₄) mit der erfassten Beschleunigung (a₁–a₂) des Fahrzeugs vergleicht.
System nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Beschleunigungssensor (S5–S6) ein Neigungssensor ist.