DE19521411A1 - Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges - Google Patents
Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines FahrzeugesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines
Fahrzeuges, bei welchem ein der Geschwindigkeit eines Fahrzeugrades ent
sprechendes Signal verwendet wird.
Bekannte Systeme zur Erfassung der Geschwindigkeit bei Kraftfahrzeugen
nutzen ein von einem einzigen Geschwindigkeitsgeber geliefertes Signal zur
Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit. Der Geschwindigkeitsgeber ist
gegenüber einem Fahrzeugrad angeordnet, vorzugsweise am linken Vorderrad,
und detektiert die diesem Rad entsprechende Raddrehzahl. Diese Raddrehzahl
wird einem Steuergerät zugeführt, welches aus diesem Signal die Geschwin
digkeit des Fahrzeuges bestimmt. Das Geschwindigkeitssignal des Fahrzeuges
wird üblicherweise zur Anzeige gebracht.
Bei im Fahrbetrieb auftretenden Unregelmäßigkeiten, wie der bei angetriebe
nen Rädern grundsätzlich immer vorhandene Schlupf, Durchdrehen der
Antriebsräder oder Aquaplaning führen zu Ungenauigkeiten bei der Messung.
Grundsätzlich besteht bei allen am Rad verbauten Gebern bei der Verwendung
von Induktivgebern die Gefahr von Fehlmessungen durch mechanische
Schwingungen auf den Zahnflanken der Geberkränze. In der Praxis treten
diese Schwingungen vor allem an den Gebern der nicht angetriebenen Räder
auf. Aufgrund dieser Ungenauigkeiten entspricht die gemessene Geschwindig
keit häufig nicht der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Anordnung
anzugeben, welche auftretende Fehler oder Ausnahmesituationen bei der
Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit erkennt und eliminiert sowie die
Genauigkeit bei der Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit verbessert.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß sowohl das Signal
eines angetriebenen als auch eines frei laufenden Rades des Fahrzeuges
gemessen wird, beide Signale miteinander verglichen werden und in Abhängig
keit von diesem Vergleich die Geschwindigkeit des Fahrzeuges ermittelt wird.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß in den unterschiedlichsten Fahrsi
tuationen stets ein Signal mit hoher Genauigkeit bei gleichzeitiger intelligenter
Fehleranalyse bestimmbar ist.
In einer Ausführungsform wird das der Radgeschwindigkeit entsprechende
Signal des an einer ersten Achse angeordneten, freilaufenden Rades mit dem
Signal des an einer zweiten Achse angeordneten, angetriebenen Rades ver
glichen, wobei das freilaufende und das angetriebene Rad diagonal angeordnet
sind. Bei annähernder Gleichheit der beiden Signale entspricht die
Geschwindigkeit des Fahrzeugs der am freilaufenden Rad gemessenen
Geschwindigkeit.
Die unterschiedlichen Eigenschaften beider Räder führen bei einem Vergleich
zum Erkennen der auftretenden Fehler oder Ausnahmesituationen.
Bei einem Diagonalvergleich ist die Wahrscheinlichkeit des Vergleiches von
zwei fehlerhaften Signalen am geringsten.
In einer Weiterbildung werden die der Radgeschwindigkeit entsprechenden
Signale der an der ersten Achse angeordneten freilaufenden Räder gemessen.
Bei annähernder Übereinstimmung der detektierten Geschwindigkeitssignale
werden die Geschwindigkeitssignale der an der zweiten Achse angeordneten,
angetriebenen Räder verglichen und die Geschwindigkeit des Fahrzeuges aus
dem Maximalwert des gemessenen Geschwindigkeitssignals bestimmt. Bei
einer weiteren Ausgestaltung werden die Geschwindigkeitssignale des freilau
fenden und des angetriebenen Rades, welche auf verschiedenen Achsen hin
tereinander angeordnet sind, miteinander verglichen, wobei bei annähernder
Gleichheit der beiden Geschwindigkeitssignale die Geschwindigkeit des Fahr
zeuges der am freilaufenden Rad gemessenen Geschwindigkeit entspricht.
Vorteilhafterweise können in den verschiedenen Stufen wie Diagonal-, Achsen-
bzw. Seitenvergleich zur Verbesserung der Genauigkeit unterschiedliche Tole
ranzbedingung realisiert werden.
Bei einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist jedem Rad des
Kraftfahrzeuges ein Sensor zugeordnet, welcher das jeweilige der Geschwin
digkeit des Rades entsprechende Signal detektiert. Die Sensoren sind mit
einem Steuergerät verbunden, welches die gemessenen Signale über das
serielle Bussystem an ein Kombinationsinstrument im Kraftfahrzeug leitet,
dessen Mikroprozessor die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt.
Die Verwendung des seriellen Bussystems ermöglicht die Übertragung des
Meßergebnisses zu einem Rechner, welcher an einem beliebigen Ort im Fahr
zeug angeordnet ist und wo die Meßwerte verarbeitet werden.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsbeispiele zu. Eines davon soll
anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigt:
Fig. 1 Anordnung zur Bestimmung der Geschwindigkeit
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit,
Fig. 3 Verfahren zum Vergleich der Raddrehzahlen.
Gemäß Fig. 1 ist je ein Geschwindigkeitssensor S1 bis S4 an je einem nicht
weiter dargestellten Rad eines Kraftfahrzeuges verbaut. Üblicherweise werden
mittels der Geschwindigkeitssensoren Raddrehzahlen gemessen. Diese
Signale werden im weiteren als Geschwindigkeitssignale der Räder bezeichnet.
Die an der Vorderachse befindlichen Vorderräder sind dabei freilaufend,
während die an der Hinterachse befestigten Räder angetrieben werden. Die
vier so gemessenen Geschwindigkeitssignale werden von einem Steuergerät
ST gemessen. Dieses Steuergerät kann dabei vorzugsweise ein bereits im
Kraftfahrzeug vorhandenes Steuergerät für ein Antiblockiersystem ABS, ein
Antischlupf-Regelsystem ASR oder ein Electronic Tracking System ETS sein.
Das Steuergerät gibt die von den Sensoren S1 bis S4 gelieferten Signale
ungedämpft über einen CAN-BUS B an ein Kombinationsinstrument K im
Kraftfahrzeug weiter.
Das Kombinationsinstrument K enthält einen Mikrocontroller µC, welcher mittels
der in seinem Speicher Sp abgelegten Reifenumfänge bzw. Reifenkennlinien
die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges ermittelt.
Die so ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit wird entweder zur Anzeige A
gebracht, um dem Fahrzeugführer die aktuelle Geschwindigkeit anzuzeigen
oder über den CAN-BUS bzw. eine andere Schnittstelle an andere Komponen
ten der Fahrzeugelektronik wie z. B. einem Bordrechner ausgegeben.
Im weiteren soll nun anhand der Fig. 2 das Verfahren zur genauen Bestim
mung der Fahrzeuggeschwindigkeit näher erläutert werden.
Nach dem Start wird im Programmschritt 1 überprüft, ob ein Komplettausfall
aller 4 Raddrehzahlgeber S1 bis S4 vorliegt, während bei 2 das Signal jedes
Rades einzeln gemessen und auf Fehler hin überprüft wird. Ist kein Fehler
aufgetreten, werden im Abschnitt 3 die einzelnen Raddrehzahlen verglichen.
Zunächst findet ein Diagonalvergleich statt, d. h. es wird die Raddrehzahl VL
des linken Vorderrades mit der Raddrehzahl HR des rechten Hinterrades ver
glichen. Stimmen beide in einem vorgegebenen Toleranzbereich überein, wird
in 4 aus der Raddrehzahl VL des linken Vorderrades die Fahrzeuggeschwin
digkeit bestimmt. Stimmen die Raddrehzahlen VL und HR nicht überein, wer
den im Schritt 5 die Meßwerte des rechten Vorderrades VR und des linken
Hinterrades HL verglichen. Bei Übereinstimmung wird als Fahrzeuggeschwin
digkeit die des rechten Vorderrades VR erkannt.
Wird aber bei diesem Vergleich auch keine Übereinstimmung festgestellt, wer
den im folgenden Abschnitt die von den Rädern jeweils einer Achse gelieferten
Signale untersucht.
So werden bei 7 der Meßwerte des linken Vorderrades VL mit dem des rechten
Vorderrades VR verglichen. Stimmen diese überein, werden im Schritt 8 die
Raddrehzahlsignale des linken und des rechten Hinterrades HL bzw. HR unter
sucht. Stimmen auch diese Signale überein wird bei 9 als Fahrzeuggeschwin
digkeit der Maximalwert der Meßwerte des linken Vorderrades VL, des rechten
Vorderrades VR, des linken Hinterrades HL sowie des rechten Hinterrades HR
angezeigt.
Wird beim Vergleich der Meßergebnisse des linken und rechten Hinterrades HL
bzw. HR ein Fehler detektiert, wird im Schritt 10 die Fahrzeuggeschwindigkeit
aus dem Maximalwert der Werte der Räder vorn links VL, oder vorn rechts VR
bestimmt.
Wird aber im Schritt 7 beim Vergleich der Meßwerte des linken und des rechten
Vorderrades VL bzw. VR eine Abweichung festgestellt, werden in 11 die
Meßergebnisse des rechten und des linken Hinterrades HR bzw. HL verglichen.
Die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt sich dann bei 12 aus dem größeren der
gemessenen Werte HL bzw. HR.
Führen sowohl der Diagonalvergleich als auch der Achsenvergleich zu einer
Fehleranzeige, werden in einem letzten Abschnitt die Signale, welche die
Räder einer Fahrzeugseite liefern, verglichen.
Im Schritt 13 werden die Meßwerte des linken Vorderrades sowie des linken
Hinterrades VL und HL untersucht. Stimmen beide Werte im entsprechenden
Toleranzbereich überein, wird als Fahrzeuggeschwindigkeit in Schritt 4 der
Wert des linken Vorderrades VL ausgegeben.
Wird im Schritt 13 ein Fehler festgestellt, wird bei 14 das Signal des rechten
Vorderrades VR mit dem des rechten Hinterrades HR verglichen. Bei Überein
stimmung wird die Fahrzeuggeschwindigkeit im Schritt 6 aus dem Meßsignal
des rechten Vorderrades VR bestimmt.
Sollte im Schritt 14 ein Fehler detektiert werden, wird bei 15 gefragt, ob entwe
der das rechte oder das linke Vorderrad VR bzw. VL fehlerhaft sind. Ist dies der
Fall, wird die Fahrzeuggeschwindigkeit im Schritt 9 bestimmt.
Sind diese beiden Signale in Ordnung, wird im Schritt 16 die Fahrzeugge
schwindigkeit aus dem Mittelwert der Meßergebnisse von vom linken und
rechten Vorderrad VL u. VR bestimmt.
Anhand des Programmteiles, welches in Fig. 3 dargestellt ist, soll der Ver
gleich zwischen den von zwei Rädern gelieferten Signalen erläutert werden.
Nach dem Start wird beim Schritt 17 festgestellt, ob die Raddrehzahl Rad DZ1
des ersten Rades fehlerhaft ist. Ist diese korrekt, wird im Schritt 18 die Rad
drehzahl Rad DZ 2 des zweiten Rades überprüft. Ist auch diese in Ordnung,
wird im Programmschritt 19 eine Vergleichsgröße für die Raddrehzahl Rad DZ2
des zweiten Rades auf der Grundlage des RAD DZ 1 berechnet.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel darf die Raddrehzahl des ersten Rades
Rad DZ 1 15% größer als die Raddrehzahl des zweiten Rades Rad DZ 2 (=51)
und die Raddrehzahl Rad DZ 2 darf 15% größer sein als die Raddrehzahl des
ersten Rades Rad DZ 1 (=S2).
Im Schritt 20 wird nun festgestellt, ob die Raddrehzahl des zweiten Rades Rad
DZ 2 um mehr als 15% größer ist als die Raddrehzahl Rad DZ 1. Ist dies nicht
der Fall, wird bei 21 geprüft, ob die Raddrehzahl des ersten Rades Rad DZ 1
um mehr als 15% größer als die Raddrehzahl des zweiten Rades Rad DZ 2 ist.
Ist dies nicht der Fall, wird auf Gleichheit der beiden Meßsignale erkannt.
Werden bei den Programmschritten 17 bis 21 die gestellten Fragen bejaht, wird
ein Fehler diagnostiziert.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erfassung der Geschwindigkeit bei
Kraftfahrzeugen nutzt die von Gebern gelieferte Information über die Drehzahl
jeden Rades. Mit Hilfe des Mikrorechners wird aus diesen Eingangsgrößen ein
plausibler Geschwindigkeitswert bestimmt. Das System arbeitet auch, wenn
z. B. für die Hinterräder immer identische Drehzahlwerte geliefert werden, z. B.
dann wenn an der Hinterachse nur ein Geber verbaut ist.
Claims (8)
1. Verfahren zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges, bei
welchem ein der Geschwindigkeit des Fahrzeugrades entsprechendes
Signal verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Signal
eines angetriebenen als auch eines freilaufenden Rades des Fahrzeu
ges gemessen wird, beide Signale miteinander verglichen werden und in
Abhängigkeit von diesem Vergleich die Geschwindigkeit des Fahrzeuges
ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das der Rad
geschwindigkeit entsprechende Signal des an einer ersten Achse ange
ordneten, freilaufenden Rades mit dem Signal des in einer zweiten
Achse angeordnete, angetriebenen Rades verglichen wird, wobei das
freilaufende und das angetriebene Rad diagonal angeordnet sind, und
bei annähernder Gleichheit der beiden Signale die Geschwindigkeit des
Fahrzeugs der am freilaufenden Rad gemessenen Geschwindigkeit ent
spricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
der Radgeschwindigkeit entsprechenden Signale der an der ersten
Achse angeordneten freilaufenden Räder gemessen werden, bei annä
hernder Übereinstimmung der detektierten Geschwindigkeitssignale, die
Geschwindigkeitssignale der an der zweiten Achse angeordneten, ange
triebenen Räder verglichen werden und die Geschwindigkeit des Fahr
zeuges aus dem Maximalwert der gemessenen Geschwindigkeitssignale
bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Geschwindigkeitssignale des freilaufenden und des angetriebenen
Rades, welche auf verschiedenen Achsen aber hintereinander angeord
net sind, miteinander verglichen werden und bei annähernder Gleichheit
der beiden Geschwindigkeitssignale die Geschwindigkeit des Fahrzeu
ges der am freilaufenden Rad gemessenen Geschwindigkeit entspricht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Nichtübereinstimmung der gemessenen Geschwindigkeits
signale, die Geschwindigkeitssignale eines jeweils anderen Radpaares
ausgewertet werden.
6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß jedem Rad des Kraftfahrzeuges ein Sen
sor zugeordnet ist ,welches das jeweilige der Geschwindigkeiten des
Rades entsprechende Signal detektiert und die Sensoren mit einem
Steuergerät verbunden sind, welches die gemessenen Signale über das
serielle Bussystem an ein Kombinationsinstrument im Kraftfahrzeug
leitet.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
serielle Datenbus ein CAN-BUS ist.
8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als
Sensoren an sich im Fahrzeug vorhandene ABS-Sensoren verwendet
werden.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MANNESMANN VDO AG, 60326 FRANKFURT, DE |
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
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Owner name: SIEMENS AG, 80333 MUENCHEN, DE |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140101 |