DE4440518A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von Drehzahlsensoren - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von Drehzahlsensoren

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung von Drehzahlsensoren.
Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung zur Über­ wachung von Drehzahlsensoren ist aus der DE-OS 35 01 435 be­ kannt. Dort wird ein Verfahren und eine Vorrichtung be­ schrieben. 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 ei­ nen vorgegebenen prozentualen Betrag voneinander ab, so wird auf Fehler erkannt. Bei bestimmten Bedingungen kann der Fall eintreten, daß die beiden Sensoren unterschiedliche Dreh­ zahlwerte 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-OS 38 41 958 (US-A-5277482) eine Anti­ blockierregelung bekannt. Die Regelung wird abgeschaltet, wenn unter bestimmten Bedingungen der Schlupfwert zweier Rä­ der für eine vorgegebene Zeit über einen vorgegebenen Wert ansteigt. Dies erfolgt vor dem Hintergrund, daß bei einer Verwendung eines Notrades keine Antiblockierregelung erfol­ gen soll. Eine Überwachung von Drehzahlsensoren ist hier nicht angesprochen.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrich­ tung und einem Verfahren zur Überwachung von Drehzahlsenso­ ren ein möglichst einfaches und sicheres Verfahren zur Er­ kennung von Defekten bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Vorteile der Erfindung
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbil­ dungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekenn­ zeichnet.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Fig. 2 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Mit 100 ist eine Steuereinheit bezeichnet, die Signale ver­ schiedener Sensoren 101, 102, 103 und 104 verarbeitet. Die Sensoren 101 bis 104 erfassen die Drehzahl der einzelnen Rä­ der des Kraftfahrzeugs. So erfaßt der Sensor 101 die Dreh­ zahl 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 Steuerein­ heit 100 Signale verschiedener weiterer Sensoren 120. Die Sensorsignale der Sensoren 101 bis 104 werden einer Auswer­ teeinrichtung 130 zugeführt, die wiederum eine Ansteuer­ signalvorgabe 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 Antriebs­ schlupfregelung. Die beschriebene Vorgehensweise ist aber nicht auf solche Steuereinheiten beschränkt, sie kann bei allen Steuereinheiten verwendet werden, bei denen die Dreh­ zahlen der einzelnen Räder ausgewertet wird.
Die Erfindung wird beispielhaft an einem Kraftfahrzeug mit vier Rädern beschrieben. Sie kann aber auch auf Kraftfahr­ zeuge 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 Rad­ drehzahlen aus und vergleicht diese mit einer Referenzge­ schwindigkeit VR. Diese Referenzgeschwindigkeit entspricht der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs. Die Referenzgeschwin­ digkeit wird beispielsweise aus der über alle Räder gemit­ telten Raddrehzahl gebildet. Ausgehend von diesem Vergleich berechnet die Ansteuersignalvorgabe 140 ein Signal zur Be­ aufschlagung des Stellelementes 110, das beispielsweise bei einer Antiblockierregelungseinrichtung den Bremsdruck in ei­ nem 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 fehler­ hafte 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 Fahr­ zeugs angezeigt werden, daß die Steuereinheit nicht ord­ nungsgemäß arbeitet. Dies ist insbesondere der Fall, wenn einer der Sensoren fehlerhaft arbeitet. In diesem Fall lie­ fert der Sensor ein Signal, das nicht der tatsächlichen Drehzahl entspricht. Um dies zu gewährleisten wird wie in Fig. 2 dargestellt, vorgegangen.
Die Sensoren 101 bis 104 erzeugen mit Hilfe von an den Rä­ dern montierten Impulsrädern geschwindigkeitsabhängige Im­ pulsabfolgen.
Die Überprüfung basiert auf dem Vergleich der Radgeschwin­ digkeiten der verschiedenen Räder untereinander. Diese sind bei Geradeausfahrt und gleicher Bereifung identisch. Bei ei­ ner 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 auf summierten Schlupfzahl Z. Anschließend im Schritt 210 werden die Rad­ drehzahlen VHL des Rades hinten links, VVR des Rades vorne rechts sowie die Differenz ΔV1 dieser beiden Radgeschwindig­ keiten 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 wer­ den. Vorzugsweise werden aber Radpaare zwischen einer ange­ triebenen 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 Feh­ lers) Schlupf behaftetes Rad an. Die sich anschließende Ab­ frage 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 unter­ schiedlich schnell drehen. Erkennt die Abfrage 230, daß die ermittelte Differenz ΔVMAX kleiner als der Grenzwert ΔVS ist, so wird davon ausgegangen, daß eine Kurvenfahrt vor­ liegt. 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 Schlupf­ zahl ZN bestimmt. Diese aktuelle Schlupfzahl ZN ist ein Maß für den physikalischen Schlupf. Vorzugsweise wird als aktuelle Schlupfzahl ZN die normierte Geschwindigkeits­ differenz ΔVMAX verwendet. Dies bedeutet, die aktuelle Schlupfzahl ZN entspricht der mit der Fahrzeuggeschwindig­ keit VR gewichteten maximalen Differenz ΔVMAX. Vorzugsweise ist die aktuelle Schlupfzahl ZN im unteren Geschwindigkeits­ bereich direkt proportional zu ΔVMAX, das bedeutet, es wird die absolute Größe von ΔVMAX als Schlupfzahl verwendet. Im oberen Drehzahlbereich ist die Aktuelle Schlupfzahl ZN pro­ portional zu ΔVMAX/VR. Bei der Fahrzeuggeschwindigkeit han­ delt es sich beispielsweise um den Mittelwert aller Raddreh­ zahlen.
Im Schritt 250 wird die Aktuelle Schlupfzahl ZN um die zu­ lässige 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 Not­ rad 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 Korrek­ turwerts 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 er­ kannt 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 eines Rades größer als ein Schwellwert 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 ge­ setzt.
Mittels der Abfrage 270 und dem Schritt 280 werden Geschwin­ digkeitsdifferenzen aufgrund durchdrehender Räder durch Re­ duktion der Aktuelle 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 vorlie­ gen bestimmter Bedingungen aufsummiert. So wird die Schlupf­ zahl 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 zuläs­ sige 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 Schlupf­ zahl 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 ZN übersteigt, wird auf Fehler erkannt. Ist die Schlupfzahl kleiner als der Schwellwert ZS, so wird der aufsummierte Schlupfzahl um einen bestimmten Be­ trag verringert. Dies hat zur Folge, daß wenn für eine ge­ wisse 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 Geschwindig­ keitsbereich anwendbar. Es können Fehler an beliebigen Rä­ dern erkannt werden. Aufgrund des Vergleiches eines Rades einer angetriebenen Achse mit einem Rad einer nicht ange­ triebenen 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, schwer­ wiegende Fehler, die zu einer großen Geschwindigkeits­ differenz führen, werden relativ schnell erkannt, Fehler da­ gegen, die nur eine kleine Geschwindigkeitsdifferenz bewir­ ken, werden erst verzögert erkannt.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgese­ hen sein, daß eine Größe der Antriebsschlupfregelung und/oder der Antiblockierregeleinrichtung, die der Schlupfzahl ent­ spricht, als aktuelle Schlupfzahl ZN verwendet wird.

Claims (6)

1. Verfahren zur Überwachung von Drehzahlsensoren, insbeson­ dere von Drehzahlsensoren zur Ermittlung der Raddrehzahl, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von einer ersten und einer zweiten Raddrehzahl eine aktuelle Schlupfzahl ermit­ telt wird und daß bei Vorliegen bestimmter Bedingungen die aktuelle Schlupfzahl (ZN) aufsummiert und ein Fehler erkannt wird, wenn die aufsummierte Schlupfzahl (Z) einen ersten Schwellwert (ZF) übersteigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als aktuelle Schlupfzahl (ZN) eine normierte Differenz zwei­ er Raddrehzahlen dient.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aktuelle Schlupfzahl (ZN) aufsum­ miert wird, wenn die Differenz zwischen den Raddrehzahlen größer als ein zweiter Schwellwert (ΔVS, ZS) ist, und keines der Räder durchdreht.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aktuelle Schlupfzahl (ZN) begrenzt und um eine zulässige Abweichung (ZZ) reduziert wird.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aufsummierte Schlupfzahl (Z) um ei­ nen bestimmten Betrag (X) verringert wird, wenn die Schlupf­ zahl kleiner als ein dritter Schwellwert (ZS) ist.
6. Vorrichtung zur Überwachung von Drehzahlsensoren, insbe­ sondere von Drehzahlsensoren zur Ermittlung der Raddrehzahl, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die aus­ gehend von einer ersten und einer zweiten Raddrehzahl eine aktuelle Schlupfzahl ermitteln und daß Mittel vorgesehen sind, die bei vorliegen bestimmter Bedingungen die aktuelle Schlupfzahl (ZN) aufsummieren und ein Fehler erkennen, wenn die aufsummierte Schlupfzahl (Z) einen ersten Schwellwert (ZF) übersteigt.
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