EP1347901A1 - System und verfahren zur überwachung eines kraftfahrzeug-teilsystems - Google Patents

System und verfahren zur überwachung eines kraftfahrzeug-teilsystems

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Publication number
EP1347901A1
EP1347901A1 EP01985794A EP01985794A EP1347901A1 EP 1347901 A1 EP1347901 A1 EP 1347901A1 EP 01985794 A EP01985794 A EP 01985794A EP 01985794 A EP01985794 A EP 01985794A EP 1347901 A1 EP1347901 A1 EP 1347901A1
Authority
EP
European Patent Office
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wheel
torque
actual
motor vehicle
operating variable
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01985794A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Hess
Klaus Ries-Mueller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1347901A1 publication Critical patent/EP1347901A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/88—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration with failure responsive means, i.e. means for detecting and indicating faulty operation of the speed responsive control means
    • B60T8/885—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration with failure responsive means, i.e. means for detecting and indicating faulty operation of the speed responsive control means using electrical circuitry
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/175—Brake regulation specially adapted to prevent excessive wheel spin during vehicle acceleration, e.g. for traction control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1755—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2270/00—Further aspects of brake control systems not otherwise provided for
    • B60T2270/40—Failsafe aspects of brake control systems
    • B60T2270/413—Plausibility monitoring, cross check, redundancy

Definitions

  • the present invention relates to a system for monitoring a motor vehicle subsystem, by means of which the vehicle speed can be influenced, the system comprising an assessment device which determines an actual operating variable of the subsystem in accordance with at least one operating parameter of the vehicle and uses the ascertained actual Company size, the functionality of the subsystem to be monitored is assessed.
  • the present invention also relates to a method for monitoring a motor vehicle subsystem, by means of which the vehicle speed can be influenced, preferably for execution by a system according to the invention, the method comprising the following steps: detecting at least one operating parameter of the vehicle, determining an actual value - Operating size of the subsystem in accordance with the recorded operating parameter of the vehicle, and assessing the functionality of the subsystem based on the determined actual operating size.
  • the drive torque delivered by the engine is calculated from engine parameters (such as for example from the cylinder charge).
  • Monitoring systems such as the EGAS system, compare the engine torque thus calculated with the torque requested by the driver. If the monitoring system detects discrepancies between the engine torque actually delivered and the driver requesting it, a corresponding measure is taken as part of a safety concept, for example the throttle valve is closed.
  • a disadvantage of this monitoring system or monitoring method is that the engine torque output can often only be determined very inaccurately on the basis of the available engine parameters. As a result, the functionality of the drive system can only be assessed inadequately.
  • tires can be provided in which magnetized surfaces or strips are incorporated into each tire, preferably with field lines running in the circumferential direction. For example, the magnetization always takes place in sections in the same direction, but with the opposite orientation, that is to say with alternating polarity.
  • the magnetized stripes preferably run near the rim flange and near the mountain. The sensors therefore rotate at wheel speed.
  • Corresponding transducers are preferably attached to the body at two or more points that are different in the direction of rotation and also have a different radial distance from the axis of rotation.
  • an inner measurement signal and an outer measurement signal can be obtained.
  • a rotation of the tire can then be recognized in the circumferential direction via the changing polarity of the measurement signal or the measurement signals.
  • the wheel speed can be calculated, for example, from the rolling range and the change over time of the inner measurement signal and the outer measurement signal.
  • the sensors can be implemented as micro sensors in the form of micro switch arrays.
  • forces and accelerations and the speed of a wheel are measured by the sensors arranged on the movable part of the wheel bearing.
  • This data is stored electronically Basic patterns or compared with data from a similar or similar microsensor attached to the fixed part of the wheel bearing.
  • the invention is based on the generic system in that it comprises at least one wheel force sensor device which is assigned to a wheel of the motor vehicle and which detects at least one wheel force component of the respective wheel acting essentially between the driving surface and the wheel contact area as the at least one operating parameter and one the wheel force component outputs signal, and in that the evaluation device determines the actual operating variable from the processing of the signal representing the wheel force component.
  • the assessment device advantageously determines from the one detected by the wheel force sensor device at least one wheel force component a wheel torque acting on the respective wheel.
  • the wheel torque among other things, the functionality of the drive system and the brake system can be monitored with high accuracy and without great processing effort, since the performance of these subsystems has a direct effect on the torque exerted on the wheel.
  • the system according to the invention can advantageously be simplified in that the at least one detected wheel force component is already a wheel circumferential force and / or a wheel torque that decelerates or accelerates the respective wheel. As a result of this direct detection, the previously mentioned step of determining a wheel torque can be omitted.
  • the use of a tire sensor device is conceivable for detecting the wheel force component that is important for determining the actual operating variable.
  • the wheel sizes are recorded very close to where they actually occur, so that disturbing influences from downstream components are largely excluded.
  • a wheel bearing sensor device can also be used. This also enables an exact detection of the wheel sizes without further falsification by components present between the detection location and the place of action of the wheel sizes. Another advantage of the two sensors mentioned is that they also allow wheel speeds to be determined and thus taken into account enable the vehicle speed when determining the actual operating variable.
  • the monitoring of the drive system of the motor vehicle is of particular interest.
  • An engine torque output by the engine is advantageously used as the actual operating variable, which can be determined particularly easily from a wheel force, in particular from a wheel circumferential force or the wheel torque.
  • the accuracy of the calculation of the actual engine torque from the detected wheel force component or from the detected wheel torque can be improved by the assessment device, when determining an actual engine torque as the actual operating variable, transmitting losses of at least one torque transmission device arranged in the torque transmission path from the engine to the wheel considered.
  • predetermined characteristic curves can be stored in the system which indicate a corresponding actual engine torque as a function of a detected wheel force component or a detected wheel torque, possibly taking into account further vehicle parameters such as the speed.
  • This type of theoretical determination of the current actual engine torque from the wheel force component or the wheel torque has the advantage that an actual engine torque can be determined very quickly.
  • the system according to the invention can be expanded by a speed sensor.
  • the system according to the invention can, according to an advantageous further development, comprise a further sensor device which detects the above-mentioned transmission losses on the at least one device.
  • Such devices include clutch and gearbox (including transfer case).
  • the above-mentioned determination methods i.e. characteristic curve or transmission loss sensor device, can also be used in combination in order to carry out a mutual plausibility check of the determined actual engine torques on the one hand and / or to enable an adaptive characteristic curve adaptation which generates characteristic curves in the course of the operating time changes that correlations between the detected wheel force component and the actual engine torque can be extracted more and more precisely from these.
  • a braking torque exerted on the wheel by a brake interacting with this wheel can thus easily be determined from the detected wheel force component or the detected wheel torque.
  • a detected wheel torque already serves as the actual operating variable.
  • the functionality of a motor vehicle subsystem can be assessed in a particularly simple manner by the assessment device comparing the determined actual operating variable with a target operating variable. The accuracy of this assessment can be increased further in that the assessment device determines a target-actual deviation value from the comparison of the target and actual operating variable and compares this target-actual deviation value with a predetermined threshold value. This is because it is easier to define in advance a critical target / actual deviation value as a threshold value, which should be used to assess a malfunction of the system in question. In addition, a tolerance of deviation between the target and the actual operating variable can thereby be permitted.
  • the system can furthermore have a driver intervention means sensor.
  • the assessment device can then determine the target operating variable from an output signal of the driver intervention means sensor.
  • a driver intervention means sensor can be, for example, a pedal travel sensor that detects a depression amount of an accelerator or brake pedal, or can be a steering angle sensor that detects a rotation of the steering wheel or the steering column.
  • the assessment device outputs an actuating signal in accordance with the assessment result and that the system further comprises an actuating device that influences an operating state of the motor vehicle in accordance with the actuation signal.
  • the design effort for realizing the system according to the invention can be reduced if the Actuating device, and possibly also the assessment device, is assigned to a device for controlling and / or regulating the driving behavior of a motor vehicle, such as an ESP, anti-lock braking system and / or an ASR system.
  • “to be assigned” should include the possibility that the actuating device and, if appropriate, the assessment device, is or are part of an ESP, ASR or anti-blocking system.
  • a system for fault detection in a motor vehicle with less At least one tire and / or one wheel are obtained in which a force sensor is attached to the tire and / or the wheel, in particular on the wheel bearing, and depending on the output signals of the force sensor, a wheel torque quantity representing the wheel torque is determined and this wheel torque quantity is also determined a torque variable derived from the engine output torque and / or with a brake variable representing the wheel braking torque is compared and the comparison result is used for fault detection.
  • the invention is based on the generic method in that a wheel force component acting at least between the driving surface and the wheel contact surface is recorded as the at least one operating parameter of at least one wheel of the motor vehicle.
  • a wheel force component acting at least between the driving surface and the wheel contact surface is recorded as the at least one operating parameter of at least one wheel of the motor vehicle.
  • the method according to the invention can advantageously be further developed in that the assessment step comprises determining the wheel torque acting on the respective wheel on the basis of the at least one wheel force component detected by the wheel force sensor device. It is particularly advantageous if a wheel circumferential force and / or a wheel torque that retards or accelerates the respective wheel is detected directly in the detection step.
  • an engine torque output by the engine is preferably determined as the actual operating variable.
  • transmission losses of at least one torque transmission device arranged in the torque transmission path from the engine to the wheel can be taken into account.
  • a braking torque exerted by the brake on the wheel can be determined as an actual operating variable from the detected wheel force component with little computing effort.
  • a simple variant of an assessment of the functionality of the subsystem from an actual operating variable is the comparison of the determined actual operating variable with a target operating variable.
  • the comparison is independent of the respective actual and target operating variable values, so that the method advantageously determines a target / actual deviation value from processing the target and actual operating variables and includes a comparison of this target / actual deviation value with a predetermined threshold value.
  • the target operating variable can be predetermined by a predetermined value or a predetermined characteristic curve.
  • an actuation of a driver intervention means for example a pedal, can also be detected by the driver. The target operating variable can then be determined precisely from the detected actuation of the driver intervention means.
  • the method can include a further step, namely influencing an operating state of the motor vehicle in accordance with the result of the assessment.
  • the operating state of the motor vehicle can be influenced in a particularly simple manner on the basis of the evaluation result if the influencing of an operating state of the motor vehicle is influenced by a device for controlling and / or regulating the driving behavior of a motor vehicle, such as an ESP or an anti-lock braking system. and / or an ASR system.
  • a device for controlling and / or regulating the driving behavior of a motor vehicle such as an ESP or an anti-lock braking system. and / or an ASR system.
  • Figure 1 is a block diagram of a system according to the invention.
  • FIG. 2 shows a flow diagram of a method according to the invention
  • FIG. 3 shows part of a tire equipped with a tire sidewall sensor
  • FIG. 4 shows exemplary signal profiles of the tire side wall sensor shown in FIG. 3;
  • FIG. 5 shows an alternative embodiment of a system according to the invention
  • FIG. 6 shows a basic circuit diagram for assessing the functionality of the engine of the motor vehicle.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a system according to the invention.
  • a sensor device 10 is assigned to a wheel 12, the wheel 12 shown being shown as representative of the wheels of a vehicle.
  • the sensor device 10 is connected to an assessment device 14 for processing signals from the sensor device 10.
  • the evaluation device 14 comprises a storage device 15 for storing recorded values.
  • the assessment device 14 is also connected to an actuator 16. This actuating device 16 is in turn assigned to the wheel 12.
  • the sensor device 10 detects the wheel contact force of the wheel 12. Likewise, the sensor device 10 could detect the wheel side force of the wheel 12. The resulting detection results are transmitted to the assessment device 14 for further processing.
  • the wheel contact force is determined in the assessment device 14 from a detected deformation of the tire. This can be done by using a characteristic curve stored in the storage unit 15.
  • a drive torque of the motor or a braking torque of a brake can then be determined from the wheel contact force.
  • This signal can be transmitted to the actuating device 16 so that, depending on the signal, the operating state of the vehicle, in particular the wheel 12, can be influenced. Such an influence can take place via a motor intervention and / or a brake intervention.
  • the engine output can take place by adjusting the ignition timing and / or by changing the throttle valve position and / or by deliberate injection suppression.
  • FIG. 2 shows a flowchart of an embodiment of the method according to the invention within the scope of the present invention, an assessment of the functionality of the drive system of the motor vehicle being shown.
  • SOI Detection of a deformation in the radial or circumferential direction of a tire.
  • S03 Determining an actual engine torque as the actual operating variable of the engine from the determined circumferential force.
  • S04 detection of a position of the accelerator pedal of the vehicle.
  • S05 Determination of a target engine torque from the detected accelerator pedal position.
  • step SOI for example, a tire deformation in the radial or circumferential direction is measured.
  • a wheel circumferential force is determined from this deformation in step S02. This can be done by a characteristic curve stored in a storage unit, which indicates the relationship between the deformation in the radial or circumferential direction and the wheel circumferential force.
  • step S03 the actual engine torque currently output by the engine is determined from the wheel circumferential force.
  • the losses are advantageously taken into account. tigt that occur when the engine torque is transmitted from the engine to the driven wheels.
  • step S04 the depression angle of the accelerator pedal is detected.
  • step S05 a target engine torque required by the driver is determined from the detected depression angle.
  • step S06 the determined actual engine torque and the determined target engine torque are compared with one another. If the actual engine torque does not exceed the target engine torque, the drive system is judged to be working correctly in step S07. If, on the other hand, the actual engine torque exceeds the target engine torque, the drive system is assessed as faulty in step S08. If an error in the drive system is found in the assessment, the driver can be informed by a warning signal and the vehicle can be slowed down to a standstill for safety reasons. Furthermore, an analysis process can follow that searches for the source of the error in the drive system.
  • the brake system can be monitored analogously to the above method illustration.
  • FIG. 3 shows a section of a tire 32 mounted on the wheel 12 with a so-called tire / side wall sensor device 20, 22, 24, 26, 28, 30 when viewed in the direction of the axis of rotation D of the tire 32.
  • the tire / side wail sensor device comprises two sensor devices 20, 22 which are fixed to the body at two different points in the direction of rotation are attached. Furthermore, the sensor devices 20, 22 each have different radial distances from the axis of rotation D of the wheel 32. In the example shown, the sensor device 20 is arranged closer to the axis of rotation of the wheel 12 than the sensor device 22.
  • the side wall of the tire 32 is provided with a plurality of magnetized surfaces, which run essentially in the radial direction with respect to the wheel axis of rotation, as measuring sensors 24, 26, 28, 30 (Stripes) with field lines running preferably in the circumferential direction.
  • the magnetized surfaces have alternating magnetic polarity.
  • FIG. 4 shows the courses of the signal Si of the sensor device 20 according to FIG. 3 arranged on the inside, ie closer to the axis of rotation of the wheel 12, and of the signal Sa of the sensor device 22 arranged outside, ie further away from the axis of rotation D of the wheel 12 according to FIG. 3.
  • a rotation of the tire 32 is recognized via the changing polarity of the measurement signals Si and Sa.
  • the wheel speed can be calculated, for example, from the rolling range and the temporal change in the signals Si and Sa.
  • Deformations of the tire 32 can be determined by means of phase shifts T between the signals and thus, for example, wheel forces can be recorded directly.
  • FIG. 5 shows an alternative embodiment of the system shown in FIG. 1.
  • a vehicle 36 with wheels 12 includes a tire control unit 38.
  • This tire control unit communicates with an engine management system 40 (for example ME7 or Cartronic) via an interface (for example CAN).
  • An interface is again provided between this engine management system 40 and a unit 42, which for example represents the engine, transmission and brakes of the vehicle 36.
  • a tire / side wall sensor device of FIG. 3 is arranged in or on the tires 32 of the wheels 12, which detects on each tire a force acting in the circumferential direction of the wheel 12 or a wheel torque accelerating or decelerating the wheel 12.
  • FIG. 6 shows a system circuit diagram for assessing an error reaction on the basis of a detected wheel torque.
  • a desired engine torque determined via an accelerator pedal sensor is transmitted to a subtractor 52 via the signal path 50.
  • the accelerator pedal sensor detects the angular position or the depressed position of the accelerator pedal by the driver, from which the target engine torque is determined. Coupling and transmission losses are transmitted to the subtractor 52 via the signal path 54.
  • the subtractor 52 delivers as the output signal of the signal path 56 a desired engine torque reduced by clutch and transmission losses, which in this case is essentially a desired wheel torque equivalent.
  • This target wheel torque is transmitted to a subtractor 58, which receives the wheel torque detected by the wheel force sensor device via signal path 60.
  • the subtractor 58 forms a target-actual difference from the subtraction of the target wheel torque and the detected actual wheel torque and transmits this along a signal path 62 to a comparison circuit 64.
  • the comparison circuit 64 receives a predetermined threshold value via the signal path 66, which it uses for evaluation compares the functionality of the drive system with the target-actual difference of the signal path 62. If the target-actual difference exceeds the predetermined threshold value, then the comparison circuit 64 outputs an error signal on the signal path 68; if the target-actual difference does not exceed the predetermined threshold value, the comparison circuit 64 does not output an error signal.
  • the brake system can be monitored similarly. Since, as a rule, no further transmission losses occur between the brake disc and the wheel or are negligible, the signal paths 50, 54 and the subtractor 52 are unnecessary. In this case, a target braking torque is transmitted as a target wheel torque to the subtractor 58 along the signal line 56.
  • the subtractor 58 forms a target-actual difference from the target wheel torque and the actual wheel torque of the signal path 60 and outputs this via the signal path 62 to the comparison circuit 64, which compares it with a possibly different, predetermined threshold value of the signal path 66 , Again, the comparison circuit 64 outputs an error signal on the signal path 68 depending on the comparison result.
  • the detected wheel torque of the signal path 60 is first increased at an adder by clutch and transmission losses and then as Actual engine torque can be compared with a target engine torque.

Landscapes

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Abstract

Ein System zur Überwachung eines Kraftfahrzeug-Teilsystems (42), durch welches die Fahrzeuggeschwindigkeit beeinflussbar ist, umfasst eine Beurteilungseinrichtung (14), welche nach Maßgabe wenigstens eines Betriebsparameters des Fahrzeugs (36) eine Ist-Betriebsgröße des Teilsystems (42) ermittelt und anhand der ermittelten Ist-Betriebsgröße die Funktionsfähigkeit des zu überwachenden Teilsystems (42) beurteilt. Erfindungsgemäß umfasst es weiterhin zumindest eine einem Rad (12) des Kraftfahrzeugs (36) zugeordnete Radkraft-Sensoreinrichtung (10), welche wenigstens eine im Wesentlichen zwischen Fahruntergrund und Radaufstandsfläche wirkende Radkraftkomponente des jeweiligen Rades (12) als den wenigstens einen Betriebsparameter erfasst und ein die Radkraftkomponente repräsentierendes Signal (Si, Sa) ausgibt, wobei die Beurteilungseinrichtung (14) die Ist-Betriebsgröße aus der Verarbeitung des die Radkraftkomponente repräsentierenden Signals (Si, Sa) ermittelt. Die Erfindung betrifft daneben ein entsprechendes Überwachungsverfahren.

Description

System und Verfahren zur Überwachung eines Kraftfahrzeug-Teilsystems
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Überwachung eines Kraftfahrzeug-Teilsystems, durch welches die Fahrzeuggeschwindigkeit beeinflussbar ist, wobei das System eine Beurteilungseinrichtung umfasst, welche nach Maßgabe wenigstens eines Betriebsparameters des Fahr- zeugs eine Ist-Betriebsgröße des Teilsystems ermittelt und anhand der ermittelten Ist-Betriebsgröße die Funktionsfähigkeit des zu überwachenden Teilsystems beurteilt.
Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Überwachung eines Kraftfahrzeug- Teilsystems, durch welches die Fahrzeuggeschwindigkeit beeinflussbar ist, vorzugsweise zur Ausführung durch ein erfindungsgemäßes System, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Erfassen wenigstens eines Be- triebsparameters des Fahrzeugs, Ermittlung einer Ist- Betriebsgröße des Teilsystems nach Maßgabe des erfassten Betriebsparameters des Fahrzeugs, und Beurteilen der Funktionsfähigkeit des Teilsystems anhand der ermittelten Ist-Betriebsgröße. Stand der Technik
Es ist bekannt, das Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs während des Betriebs desselben hinsichtlich seiner kor- rekten Funktion zu überwachen. Dazu wird beispielsweise in einem Motorsteuergerät (zum Beispiel ME7) das vom Motor abgegebene Antriebsmoment aus Motorparametern (wie zum Beispiel aus der Zylinderfüllung) berechnet. ÜberwachungsSysteme, wie beispielsweise das EGAS-System, ver- gleichen das so berechnete abgegebene Motormoment mit dem vom Fahrer angeforderten Moment. Stellt das Überwachungssystem Unstimmigkeiten zwischen tatsächlich abgegebenem und vom Fahrer angefordertem Motormoment fest, wird im Rahmen eines Sicherheitskonzepts eine entspre- chende Maßnahme durchgeführt, beispielsweise wird die Drosselklappe geschlossen.
Nachteilig an diesem ÜberwachungsSystem beziehungsweise Überwachungsverfahren ist, dass sich das abgegebene Mo- tormoment anhand der zur Verfügung stehenden Motorparameter häufig nur sehr ungenau bestimmen lässt. Dies hat zur Folge, dass die Funktionsfähigkeit des Antriebssystems nur unzureichend beurteilt werden kann.
Im Zusammenhang mit den gattungsgemäß vorgesehenen Sensoren ist es weiterhin bekannt, dass verschiedene Reifenhersteller den zukünftigen Einsatz von sogenannten intelligenten Reifen planen. Dabei können neue Sensoren und Auswertungεschaltungen direkt am Reifen angebracht sein. Der Einsatz derartiger Reifen erlaubt zusätzliche Funktionen, wie zum Beispiel die Messung des am Reifen quer und längs zur Fahrtrichtung auftretenden Moments, des Reifendrucks oder der Reifentemperatur. In diesem Zusammenhang können beispielsweise Reifen vorgesehen sein, bei denen in jedem Reifen magnetisierte Flächen beziehungsweise Streifen mit vorzugsweise in Umfangs- richtung verlaufenden Feldlinien eingearbeitet sind. Die Magnetisierung erfolgt beispielsweise abschnittsweise immer in gleicher Richtung, aber mit entgegengesetzter Orientierung, das heisst mit abwechselnder Polarität. Die magnetisierten Streifen verlaufen vorzugsweise in Felgenhornnähe und in Latschnähe. Die Messwertgeber rotieren daher mit Radgeschwindigkeit. Entsprechende Messwertaufnehmer sind vorzugsweise karosseriefest an zwei oder mehreren in Drehrichtung unterschiedlichen Punkten angebracht und haben zudem noch einen von der Drehachse unterschiedlichen radialen Abstand. Dadurch können ein inneres Messsignal und ein äußeres Messsignal erhalten werden. Eine Rotation des Reifens kann dann über die sich ändernde Polarität des Messsignals beziehungsweise der Messsignale in Umfangsrichtung erkannt werden. Aus dem Abrollumfang und der zeitlichen Änderung des inneren Messsignals und des äußeren Messsignals kann beispielsweise die Radgeschwindigkeit berechnet werden.
Ebenfalls wurde bereits vorgeschlagen, Sensoren im Rad- lager anzuordnen, wobei diese Anordnung sowohl im rotierenden als auch im statischen Teil des Radlagers erfolgen kann. Beispielsweise können die Sensoren als Mikro- sensoren in Form von Mikroschalter-Arrays realisiert sein. Von den am beweglichen Teil des Radlagers angeord- neten Sensoren werden beispielsweise Kräfte und Beschleunigungen sowie die Drehzahl eines Rades gemessen. Diese Daten werden mit elektronisch abgespeicherten Grundmustern oder mit Daten eines gleichartigen oder ähnlichen Mikrosensors verglichen, der am festen Teil des Radlagers angebracht ist.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen System dadurch auf, dass es zumindest eine einem Rad des Kraft- fahrzeugs zugeordnete Radkraft-Sensoreinrichtung umfasst, welche wenigstens eine im Wesentlichen zwischen Fahruntergrund und Radaufstandsflache wirkende Radkraftkomponente des jeweiligen Rades als den wenigstens einen Betriebsparameter erfasst und ein die Radkraftkomponente repräsentierendes Signal ausgibt, sowie dadurch, dass die Beurteilungseinrichtung die Ist-Betriebsgröße aus der Verarbeitung des die Radkraftkomponente repräsentierenden Signals ermittelt.
Durch eine Ermittlung einer im Wesentlichen zwischen Fahruntergrund und Radaufstandsflache wirkenden Rad- kraftkomponente als Betriebsparameter sind bestimmte, im Einzelnen von den jeweiligen Teilsystemen des Kraftfahrzeugs abhängige Ist-Betriebsgrößen sehr genau bestimm- bar. Es ist daher mit dem erfindungsgemäßen System möglich, Teilsysteme des Kraftfahrzeugs hinsichtlich ihrer korrekten Funktion genauer als bisher zu überwachen. Als derartige Teilsysteme kommen hauptsächlich das Antriebsund das Bremssystem in Frage.
Vorteilhafterweise ermittelt die Beurteilungseinrichtung aus der von der Radkraft-Sensoreinrichtung erfassten wenigstens einen Radkraftkomponente ein auf das jeweilige Rad wirkendes Radmoment. Mit Hilfe des Radmomentes kann nämlich unter anderem die Funktionsfähigkeit des Antriebssystems und des Bremssystems mit hoher Genauig- keit und ohne großen Verarbeitungsaufwand überwacht werden, da sich die Leistung dieser Teilsysteme unmittelbar auf das auf das Rad ausgeübte Moment auswirkt .
Das erfindungsgemäße System kann in vorteilhafter Weise dadurch vereinfacht sein, dass die wenigstens eine er- fasste Radkraftkomponente bereits eine Radumfangskraft und/oder ein das jeweilige Rad verzögerndes oder beschleunigendes Radmoment ist. Durch diese unmittelbare Erfassung kann der zuvor erwähnte Schritt der Ermittlung eines Radmomentes entfallen.
Zur Erfassung der für die Ermittlung der Ist-Betriebsgröße wichtigen Radkraftkomponente ist beispielsweise der Einsatz einer Reifen-Sensoreinrichtung denkbar. Hier werden die Radgrößen sehr nahe an dem Ort erfasst, an dem sie tatsächlich auftreten, sodass störende Einflüsse durch nachgeschaltete Bauteile weitestgehend ausgeschlossen sind.
Alternativ kann jedoch auch eine Radlager-Sensoreinrichtung verwendet werden. Auch diese ermöglicht eine genaue Erfassung der Radgrößen ohne weitere Verfälschung durch zwischen Erfassungsort und Wirkort der Radgrößen vorhandene Bauteile. Vorteilhaft an beiden genannten Sensoren ist überdies, dass sie auch eine Ermittlung von Raddrehzahlen gestatten und somit eine Berücksichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeit bei der Ermittlung der Ist- Betriebsgröße ermöglichen.
Von besonderem Interesse ist, wie bereits angedeutet, die Überwachung des Antriebssystems des Kraftfahrzeugs. Hierunter sind beispielsweise der Motor und, so vorhanden, den Motor steuernde oder regelnde Vorrichtungen zu verstehen. Als Ist-Betriebsgröße wird vorteilhafterweise ein vom Motor abgegebenes Motormoment verwendet, das sich besonders einfach aus einer Radkraft, insbesondere aus einer Radumfangskraft oder dem Radmoment, ermitteln lässt .
Die Genauigkeit der Berechnung des Ist-Motormoments aus der erfassten Radkraftkomponente beziehungsweise aus dem erfassten Radmoment kann dadurch verbessert werden, dass die Beurteilungseinrichtung bei der Ermittlung eines Ist-Motormoments als Ist-Betriebsgröße ÜbertragungsVerluste von wenigstens einer im Momentenübertragungsweg vom Motor zum Rad angeordneten Momentenübertragungsvor- richtung berücksichtigt.
Zur Ermittlung des Ist-Motormoments können im System vorbestimmte Kennlinien hinterlegt sein, die in Abhän- gigkeit von einer erfassten Radkraftkomponente oder einem erfassten Radmoment, gegebenenfalls unter Berücksichtigung weiterer Fahrzeugparameter, wie zum Beispiel der Geschwindigkeit, ein entsprechendes Ist-Motormoment angeben. Diese Art der theoretischen Ermittlung des je- weils aktuellen Ist-Motormoments aus der Radkraftkomponente oder dem Radmoment hat den Vorteil, dass damit sehr schnell ein Ist-Motormoment ermittelt werden kann. Zur Berücksichtigung der Fahrezeuggeschwindigkeit kann das erfindungsgemäße System um einen Geschwindigkeitssensor erweitert sein.
Legt man dagegen Wert auf eine möglichst genaue Berechnung des Ist-Motormoments, kann das erfindungsgemäße System gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung eine weitere Sensoreinrichtung umfassen, die die oben genannten Übertragungsverluste an der wenigstens einen Vorrichtung erfasst. Als derartige Vorrichtungen kommen unter anderem Kupplung und Getriebe (auch Verteilergetriebe) in Frage .
Die genannten Ermittlungsmethoden, das heisst Kennlinie oder Übertragungsverlust-Sensoreinrichtung, lassen sich auch kombiniert einsetzen, um dadurch einerseits eine wechselseitige Plausibilitätsüberprüfung der ermittelten Ist-Motormomente durchzuführen und/oder um andererseits eine adaptive Kennlinienanpassung zu ermöglichen, die im Laufe der Betriebszeit Kennlinien derart erzeugt oder ändert, dass Zusammenhänge zwischen erfasster Radkraftkomponente und tatsächlichem Ist-Motormoment aus diesen immer genauer entnommen können.
Ein weiteres Teilsystem, welches für den Betrieb eines Kraftfahrzeugs von grundlegender Bedeutung ist, ist das Bremssystem. So lässt sich aus der erfassten Radkraftkomponente beziehungsweise dem erfassten Radmoment ohne Weiteres ein von einer mit diesem Rad zusammenwirkenden Bremse auf das Rad ausgeübtes Bremsmoment ermitteln. In diesem Fall dient also ein erfasstes Radmoment bereits als Ist-Betriebsgröße. In besonders einfacher Weise kann die Beurteilung der Funktionsfähigkeit eines Kraftfahrzeug-Teilsystems dadurch durchgeführt werden, dass die Beurteilungseinrich- tung die ermittelte Ist-Betriebsgröße mit einer Soll-Betriebsgröße vergleicht. Die Genauigkeit dieser Beurteilung kann noch dadurch erhöht werden, dass die Beurteilungseinrichtung aus dem Vergleich von Soll- und Ist-Betriebsgröße einen Soll-Ist-Abweichungswert ermittelt und diesen Soll-Ist-Abweichungswert mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht. Es ist nämlich einfacher, im Vorhinein einen kritischen Soll-Ist-Abweichungswert als Schwellenwert festzulegen, bei dessen Überschreiten eines Fehlfunktion des betreffenden Systems beurteilt wer- den soll. Außerdem kann dadurch eine Abweichungstoleranz zwischen Soll- und Ist-Betriebsgröße gestattet werden.
Für eine möglichst sichere Überwachung ist nicht nur die genaue Kenntnis der Ist-Betriebsgröße, sondern auch die genaue Kenntnis der Soll-Betriebsgröße von großer Wichtigkeit. Deshalb kann das System gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weiterhin einen Fahrereingriffsmittel- Sensor aufweisen. Die Beurteilungseinrichtung kann dann die Soll-Betriebsgröße aus einem Ausgangssignal des Fah- rereingriffsmittel-Sensors ermitteln. Ein derartiger Fahrereingriffsmittel-Sensor kann beispielsweise ein Pedalwegsensor sein, der einen Niederdrückbetrag eines Gas- oder Bremspedals erfasst, oder kann ein Lenkwinkel- sensor sein, der eine Drehung des Lenkrads oder der Lenksäule erfasst. Sollte eine Überwachung des Teilsystems des Kraftfahrzeugs durch das erfindungsgemäße System ergeben, dass das zu überwachende Teilsystem fehlerhaft funktioniert, so kann der Fahrer nach einem Gesihtspunkt der Erfindung darüber durch ein optisches und/oder akustisches und/oder haptisches und/oder ein sonstiges Warnsignal informiert werden. Zur Gewährleistung einer möglichst großen Verkehrssicherheit ist es jedoch vorteilhaft, dass die Beurteilungseinrichtung nach Maßgabe des Beur- teilungsergebnisses ein Stellsignal ausgibt und dass das System weiterhin eine Stelleinrichtung umfasst, die einen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs nach Maßgabe des Stellsignals beeinflusst.
Da eine derartige Beeinflussung des Betriebszustandes des Kraftfahrzeugs üblicherweise ein Bremsen und/oder einen Motoreingriff darstellt, wie er beispielsweise von ESP-, Antiblockier- und ASR-Systemen ausgeführt werden kann, kann der konstruktive Aufwand zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Systems dadurch reduziert werden, wenn die Stelleinrichtung, und gegebenenfalls auch die Beurteilungseinrichtung, einer Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung des Fahrverhaltens eines Kraftfahrzeugs, wie zum Beispiel einem ESP-, Antiblockier- und/oder einem ASR-System, zugeordnet ist beziehungsweise sind. Dabei soll "zugeordnet sein" die Möglichkeit einschließen, dass die Stelleinrichtung, und gegebenenfalls die Beurteilungseinrichtung, ein Teil eines ESP-, ASR- oder Anitblockier-Systems ist beziehungsweise sind.
Die oben genannten Vorteile können auch durch ein System zur Fehlererkennung bei einem Kraftfahrzeug mit wenigs- tens einem Reifen und/oder einem Rad erhalten werden, bei welchem in dem Reifen und/oder am Rad, insbesondere am Radlager, ein Kraftsensor angebracht ist und abhängig von den AusgangsSignalen des Kraftsensors eine das Rad- moment repräsentierende Radmomentengröße ermittelt wird und diese Radmomentengröße mit einer aus dem Motorausgangsmoment abgeleiteten Momentengröße und/oder mit einer das Radbremsmoment repräsentierenden Bremsgröße verglichen wird und das Vergleichsergebnis zur Fehlererken- nung verwendet wird.
Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Verfahren dadurch auf, dass eine im Wesentlichen zwischen Fahruntergrund und Radaufstandsflache wirkende Radkraftkompo- nente zumindest eines Rades des Kraftfahrzeugs als der wenigstens eine Betriebsparameter erfasst wird. Auf diese Weise werden die Vorteile des erfindungsgemäßen Systems im Verfahren umgesetzt. Dieses Verfahren eignet sich daher besonders zur Anwendung an einem der zuvor genannten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems. Bei den nachfolgend angegebenen Ausführungsformen des Verfahrens werden ebenfalls die Vorteile und Besonderheiten der entsprechenden Systemausführungen erhalten. Zur ergänzenden Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher auf die Beschreibung des erfindungsgemäßen Systems verwiesen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft dadurch weitergebildet sein, dass der Beurteilungsschritt eine Ermittlung des auf das jeweilige Rad wirkenden Radmoments anhand der wenigstens einen von der Radkraft- Sensoreinrichtung erfassten Radkraftkomponente umfasst. Besonders günstig ist es dabei, wenn im Erfassungs- schritt unmittelbar eine Radumfangskraft und/oder ein das jeweilige Rad verzögerndes oder beschleunigendes Radsmoment erfasst wird.
Aus Gründen einer einfachen Berechnung wird bei der Ü- berwachung eines Antriebssystems vorzugsweise ein vom Motor abgegebenes Motormoment als Ist-Betriebsgröße er- mittelt. Dabei können zur weiteren Erhöhung der Genauigkeit der Ermittlung Übertragungsverluste von wenigstens einer im Momentenübertragungsweg vom Motor zum Rad angeordneten Momentenübertragungsvorrichtung berücksichtigt werden.
Weiterhin kann dann, wenn das zu überwachende Teilsystem ein Bremssystem des Kraftfahrzeugs ist, mit geringem Rechenaufwand ein von der Bremse auf das Rad ausgeübtes Bremsmoment als Ist-Betriebsgröße aus der erfassten Rad- kraftkomponente ermittelt werden.
Eine einfache Variante einer Beurteilung der Funktions- tüchtigkeit des Teilsystems aus einer Ist-Betriebsgröße stellt der Vergleich der ermittelten Ist-Betriebsgröße mit einer Soll-Betriebsgröße dar.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Vergleich von den jeweiligen Ist- und Soll-Betriebsgrößenwerten unabhängig ist, sodass das Verfahren vorteilhafterweise eine Ermittlung eines Soll-Ist-Abweichungswerts aus einer Verarbeitung von Soll- und Ist-Betriebsgröße sowie einen Vergleich dieses Soll-Ist-Abweichungswerts mit einem vorbestimmten Schwellenwert umfasst.
Grundsätzlich kann die Soll-Betriebsgröße durch einen vorbestimmten Wert oder eine vorbestimmte Kennlinie vorgegeben sein. Daneben kann aber auch eine Betätigung eines Fahrereingriffsmittels, beispielsweise eines Pedals, durch den Fahrer erfasst werden. Die Soll- Betriebsgröße kann dann aus der erfassten Betätigung des Fahrereingriffsmittels genau ermittelt werden.
Zur Erhöhung der Verkehrssicherheit kann das Verfahren einen weiteren Schritt umfassen, nämlich ein Beeinflussen eines Betriebszustands des Kraftfahrzeugs nach Maß- gäbe des Beurteilungsergebnisses.
Besonders einfach kann der Betriebszustand des Kraftfahrzeugs auf Grundlage des Beurteilungsergebnisses dann beeinflusst werden, wenn die Beeinflussung eines Be- triebszustands des Kraftfahrzeugs von einer Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung des Fahrverhaltens eines Kraftfahrzeugs, wie zum Beispiel einem ESP-, einem An- tiblockier- und/oder einem ASR-System, durchgeführt wird.
Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems;
Figur 2 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
Figur 3 einen Teil eines mit einem Reifen-Seitenwand- sensor ausgestatteten Reifens;
Figur 4 beispielhafte Signalverläufe des in Figur 3 dargestellten Reifen-Seitenwandsensors;
Figur 5 eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßes Systems;
Figur 6 ein Prinzipschaltbild zur Beurteilung der Funktionstüchtigkeit des Motors des Kraftfahrzeugs.
Beschreibung der Ausführungεbeispiele
Figur 1 zeigt ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Systems. Eine Sensoreinrichtung 10 ist einem Rad 12 zugeordnet, wobei das dargestellte Rad 12 stellvertretend für die Räder eines Fahrzeugs gezeigt ist. Die Sensoreinrichtung 10 steht mit einer Beurteilungseinrichtung 14 zum Verarbeiten von Signalen der Sensoreinrichtung 10 in Verbindung. Die Beurteilungseinrichtung 14 umfasst eine Speichereinrichtung 15 zur Speicherung erfasster Werte. Die Beurteilungseinrichtung 14 ist darüber hinaus mit einer Stelleinrichtung 16 verbunden. Diese Stelleinrichtung 16 ist wiederum dem Rad 12 zugeordnet.
Die Sensoreinrichtung 10 erfasst im hier gezeigten Bei- spiel die RadaufStandskraft des Rades 12. Ebenso könnte die Sensoreinrichtung 10 die Radseitenkraft des Rades 12 erfassen. Die hieraus resultierenden Erfassungsergebnisse werden der Beurteilungseinrichtung 14 zur weiteren Verarbeitung übermittelt. Beispielsweise wird in der Beurteilungseinrichtung 14 die RadaufStandskraft aus einer erfassten Deformation des Reifens ermittelt. Dies kann durch Verwendung einer in der Speichereinheit 15 gespeicherten Kennlinie erfolgen. In der Beurteilungseinrichtung 14 kann dann aus der RadaufStandskraft wei- ter ein Antriebsmoment des Motors oder ein Bremsmoment einer Bremse ermittelt werden. Dieses Signal kann an die Stelleinrichtung 16 übertragen werden, so dass in Abhängigkeit des Signals Einfluss auf das den Betriebszustand des Fahrzeugs, insbesondere auf das Rad 12, genommen werden kann. Ein solcher Einfluss kann über einen Motoreingriff und/oder einen Bremseneingriff erfolgen. Die Motorleistung kann gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung durch Verstellung des Zündzeitpunktes und/oder durch Änderung der Drosselklappenstellung und/oder durch gezielte Einspritzausblendungen erfolgen.
Figur 2 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wobei eine Beurteilung der Funktions- fahigkeit des Antriebssystems des Kraftfahrzeugs dargestellt ist. Zunächst wird die Bedeutung der einzelnen Schritte angegeben: SOI: Erfassen einer Deformation in Radial- oder Umfangs- richtung eines Reifens.
S02: Ermitteln einer Umfangskraft des Reifens auf dem Fahruntergrund aus der erfassten Deformation.
S03 : Ermitteln eines Ist-Motormoments als Ist-Betriebsgröße des Motors aus der ermittelten Umfangskraft.
S04: Erfassen einer Stellung des Gaspedals des Fahrzeugs . S05: Ermitteln eines Soll-Motormoments aus der erfassten Gaspedalstellung .
S06: Vergleichen des ermittelten Ist-Motormoments mit dem ermittelten Soll-Motormoments.
S07: Beurteilen des Antriebssystems als korrekt arbei- tend.
S08: Beurteilen des Antriebssystems als fehlerhaft.
Der in Figur 2 gezeigte Verfahrensablauf kann so oder in ähnlicher Weise bei einem heck- oder auch einem frontgetriebenen Fahrzeug erfolgen. In Schritt SOI wird beispielsweise eine Deformation eines Reifens in Radialoder Umfangsrichtung gemessen.
Aus dieser Deformation wird in Schritt S02 eine Radum- fangskraft ermittelt. Dies kann durch eine in einer Speichereinheit abgelegte Kennlinie geschehen, die den Zusammenhang zwischen der Deformation in Radial- oder Umfangsrichtung und der Radumfangskraft angibt.
In Schritt S03 wird die aus der Radumfangskraft ein vom Motor aktuell abgegebenes Ist-Motormoment ermittelt. Dazu werden vorteilhafterweise die Verluste berücksich- tigt, die bei der Übertragung des Motormoments vom Motor zu den angetriebenen Rädern auftreten.
In Schritt S04 wird der Niederdrückwinkel des Gaspedals erfasst. Aus dem erfassten Niederdrückwinkel wird in Schritt S05 ein vom Fahrer gefordertes Soll-Motormoment ermittelt .
In Schritt S06 werden das ermittelte Ist-Motormoment und das ermittelte Soll-Motormoment miteinander verglichen. Übersteigt das Ist-Motormoment das Soll- Motormoment nicht, wird in Schritt S07 das Antriebssystem als korrekt arbeitend beurteilt. Übersteigt dagegen das Ist-Motormoment das Soll-Motormoment , wird in Schritt S08 das Antriebssystem als fehlerhaft beurteilt. Sollte in der Beurteilung ein Fehler im Antriebssystem festgestellt werden, so kann dann der Fahrer durch ein Warnsignal informiert und das Fahrzeug aus Sicherheitsgründen langsam bis zum Stillstand verzögert werden. Weiterhin kann sich ein Analyseprozess anschließen, der die Fehlerquelle im Antriebssystem sucht.
Eine Überwachung des Bremssystems kann analog zu der obigen Verfahrensdarstellung erfolgen.
In Figur 3 ist ein Ausschnitt aus einem an dem Rad 12 montierten Reifen 32 mit einer sogenannten Reifen-/Side- Wall-Sensoreinrichtung 20, 22, 24, 26, 28, 30 bei Betrachtung in Richtung der Drehachse D des Reifens 32 dargestellt. Die Reifen-/Side-Wail-Sensoreinrichtung umfasst zwei Sensorvorrichtungen 20, 22, die karosseriefest an zwei in Drehrichtung unterschiedlichen Punkten angebracht sind. Ferner weisen die Sensorvorrichtungen 20, 22 jeweils unterschiedliche radiale Abstände von der Drehachse D des Rades 32 auf. Die Sensorvorrichtung 20 ist im gezeigten Beispiel näher an der Drehachse des Rades 12 angeordnet als die Sensorvorrichtung 22. Die Seitenwand des Reifens 32 ist mit einer Vielzahl von bezüglich der Raddrehachse im Wesentlichen in radialer Richtung verlaufenden magnetisierten Flächen als Messwertgeber 24, 26, 28, 30 (Streifen) mit vorzugsweise in Umfangsrichtung verlaufenden Feldlinien versehen. Die magnetisierten Flächen weisen abwechselnde magnetische Polarität auf.
Figur 4 zeigt die Verläufe des Signals Si der innen, das heißt näher an der Drehachse des Rades 12, angeordneten Sensorvorrichtung 20 gemäß Figur 3 und des Signals Sa der außen, das heißt weiter von der Drehachse D des Rades 12 weg, angeordneten Sensorvorrichtung 22 gemäß Figur 3. Eine Rotation des Reifens 32 wird über die sich ändernde Polarität der Messsignale Si und Sa erkannt. Aus dem Abrollumfang und der zeitlichen Änderung der Signale Si und Sa kann beispielsweise die Radgeschwin- digkeit berechnet werden. Durch Phasenverschiebungen T zwischen den Signalen können Verformungen des Reifens 32 ermittelt werden und somit beispielsweise direkt Radkräfte erfasst werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es von besonderem Vorteil, wenn in Umfangsrichtung des Reifens 32 wirkende Kräfte beziehungsweise ein das Rad 12 verzögerndes oder beschleunigendes Radmoment ermittelt werden kann. Aus diesem Radmoment kann auf das aktuell wirkende Motor- beziehungsweise Bremsmoment geschlossen werden, was eine Überprüfung oder Überwachung des korrekten Antriebs- beziehungsweise Bremsenbetriebs ermöglicht.
Figur 5 zeigt einen alternative Ausführungsform des in Figur 1 gezeigten Systems. Ein Fahrzeug 36 mit Rädern 12 umfasst ein Reifensteuergerät 38. Dieses Reifensteuergerät kommuniziert über eine Schnittstelle (beispielsweise CAN) mit einem Motormanagementsystem 40 (beispielsweise ME7 beziehungsweise Cartronic) . Zwischen diesem Motorma- nagementsystem 40 und einer Einheit 42, die beispielsweise Motor, Getriebe und Bremsen des Fahrzeugs 36 repräsentiert, ist wiederum eine Schnittstelle vorgesehen. In oder an den Reifen 32 der Räder 12 ist je eine Rei- fen-/Side-Wall-Sensoreinrichtung der Figur 3 angeordnet, die an jedem Reifen eine in Umfangsrichtung des Rades 12 wirkende Kraft oder ein das Rad 12 beschleunigendes beziehungsweise verzögerndes Radmoment erfasst. Zwischen dieser Reifen-/Side-Wall-Sensoreinrichtung und dem Reifensteuergerät 38 liegt ebenfalls eine Schnittstelle.
Figur 6 zeigt ein Systemschaltbild zur Beurteilung einer Fehlerreaktion anhand eines erfassten Radmoments. Über den Signalweg 50 wird ein über einen Gaspedalsensor ermitteltes Soll-Motormoment an einen Subtrahierer 52 ü- bertragen. Der Gaspedalsensor erfasst die Winkelstellung oder Niederdrückstellung des Gaspedals durch den Fahrer, woraus das Soll-Motormoment bestimmt wird. Über den Signalweg 54 werden Kupplungs- und Getriebeverluste an den Subtrahierer 52 übertragen. Der Subtrahierer 52 liefert als Ausgangssignal des Signalwegs 56 ein um Kupplungsund Getriebeverluste reduziertes Soll-Motormoment, was in diesem Falle im Wesentlichen einem Soll-Radmoment entspricht. Dieses Soll-Radmoment wird an einen Subtrahierer 58 übertragen, welcher über den Signalweg 60 das von der Radkraft-Sensoreinrichtung erfasste Radmoment erhält. Der Subtrahierer 58 bildet aus der Subtraktion von Soll-Radmoment und erfasstem Ist-Radmoment eine Soll-Ist-Differenz und überträgt diese längs eines Signalwegs 62 zu einer Vergleichsschaltung 64. Die Vergleichsschaltung 64 erhält über den Signalweg 66 einen vorbestimmten Schwellenwert, den sie zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit des Antriebssystems mit der Soll-Ist- Differenz des Signalwegs 62 vergleicht. Übersteigt die Soll-Ist-Differenz den vorbestimmten Schwellenwert, so gibt die Vergleichsschaltung 64 am Signalweg 68 ein Fehlersignal aus, überschreitet die Soll-Ist-Differenz den vorbestimmten Schwellenwert nicht, so gibt die Vergleichsschaltung 64 kein Fehlersignal aus.
Ähnlich kann das Bremssystem überwacht werden. Da in der Regel zwischen Bremsscheibe und Rad keine weiteren Über- tragungsverluste auftreten beziehungsweise vernachlässigbar sind, sind die Signalwege 50, 54 sowie der Subtrahierer 52 entbehrlich. In diesem Falle wird längs der Signalleitung 56 ein Soll-Bremsmoment als Soll-Radmoment an den Subtrahierer 58 übertragen. Der Subtrahierer 58 bildet aus dem Soll-Radmoment und dem Ist-Radmoment des Signalwegs 60 eine Soll-Ist-Differenz und gibt diese über den Signalweg 62 an die Vergleichsschaltung 64 aus, welche sie mit einem, gegebenenfalls verschiedenen, vorbestimmten Schwellenwert des Signalwegs 66 vergleicht. Wiederum gibt die Vergleichsschaltung 64 in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses ein Fehlersignal am Signalweg 68 aus . Es dürfte Fachleuten selbstverständlich sein, dass anstelle einer Reduzierung des Motormoments und eines Vergleichs von Soll-Radmoment und Ist-Radmoment am Subtra- hierer 58 auch das erfasste Radmoment des Signalwegs 60 zunächst an einem Addierer um Kupplungs- und Getriebe- Verluste vermehrt und dann als Ist-Motormoment mit einem Soll-Motormoment verglichen werden.
Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.

Claims

Ansprüche
1. System zur Überwachung eines Kraftfahrzeug- Teilsystems (42) , durch welches die Fahrzeuggeschwindigkeit beeinflussbar ist, wobei das System eine Beurtei- lungseinrichtung (14) umfasst, welche nach Maßgabe wenigstens eines Betriebsparameters des Fahrzeugs (36) eine Ist-Betriebsgröße des Teilsystems (42) ermittelt und anhand der ermittelten Ist-Betriebsgröße die Funktionsfähigkeit des zu überwachenden Teilsystems (42) beur- teilt,
dadurch gekennzeichnet,
dass es zumindest eine einem Rad (12) des Kraftfahr- zeugs (36) zugeordnete Radkraft-Sensoreinrichtung (10) umfasst, welche wenigstens eine im Wesentlichen zwischen Fahruntergrund und Radaufstandsflache wirkende Radkraftkomponente des jeweiligen Rades (12) als den wenigstens einen Betriebsparameter erfasst und ein die Radkraftkomponente repräsentierendes Signal (Si, Sa) ausgibt, und
dass die Beurteilungseinrichtung (14) die Ist- Betriebsgröße aus der Verarbeitung des die Radkraft- komponente repräsentierenden Signals (Si, Sa) ermittelt.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beurteilungseinrichtung (14) anhand der von der Radkraft-Sensoreinrichtung (10) erfassten wenigstens einen Radkraftkomponente ein auf das jeweilige Rad (12) wirkendes Radmoment ermittelt.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erfasste Radkraftkomponente eine Radumfangskraft und/oder ein das jeweilige Rad (12) verzögerndes oder beschleunigendes Radmoment ist.
4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radkraft-Sensoreinrichtung (10) eine Reifen-Sensoreinrichtung (20, 22, 24, 26, 28, 30) ist.
5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radkraft-Sensoreinrich- tung (10) eine Radlager-Sensoreinrichtung ist.
6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu überwachende Teilsystem (42) ein Antriebssystem (42) des Kraftfahrzeugs (36) ist und die Ist-Betriebsgröße ein vom Motor abgege- benes Motormoment ist.
7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beurteilungseinrichtung (14) bei der Ermittlung eines Ist-Motormoments als Ist- Betriebsgröße Übertragungsverluste von wenigstens einer im Momentenübertragungsweg vom Motor zum Rad (12) angeordneten Momentenübertragungsvorrichtung berücksichtigt.
8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu überwachende Teilsystem (42) ein Bremssystem (42) des Kraftfahrzeugs (36) ist und die von der Beurteilungseinrichtung (14) ermittelte Ist-Betriebsgröße ein von der Bremse auf das Rad (12) ausgeübtes Bremsmoment ist.
9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beurteilungseinrichtung
(14) die ermittelte Ist-Betriebsgröße mit einer Soll- Betriebsgröße vergleicht.
10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beurteilungseinrichtung
(14) aus dem Vergleich von Soll- und Ist-Betriebsgröße einen Soll-Ist-Abweichungswert ermittelt und diesen Soll-Ist-Abweichungswert mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht.
11. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass es weiterhin einen Fahrereingriffsmittel-Sensor aufweist und
dass die Beurteilungseinrichtung (14) die Soll- Betriebsgröße aus einem Ausgangssignal des Fahrereingriffsmittel-Sensors ermittelt.
12. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beurteilungseinrichtung (14) nach Maßgabe des Beurteilungsergebnisses ein Stellsignal ausgibt und
dass das System weiterhin eine Stelleinrichtung (16) umfasst, die einen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs (36) nach Maßgabe des Stellsignals beein- flusst .
13. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (16) , und gegebenenfalls auch die Beurteilungsemrichtung
(14), einer Vorrichtung (40) zur Steuerung und/oder Re- gelung des Fahrverhaltens eines Kraftfahrzeugs, wie zum Beispiel einem ESP-, einem Antiblockier- und/oder einem ASR-System, zugeordnet ist beziehungsweise sind.
14. System zur Fehlererkennung bei einem Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Reifen (32) und/oder einem Rad
(12), wobei in dem Reifen (32) und/oder am Rad (12), insbesondere am Radlager, ein Kraftsensor (20, 22, 24, 26, 28, 30) angebracht ist und abhängig von den Aus- gangssignalen (Si, Sa) des Kraftsensors (20, 22, 24, 26, 28, 30) eine das Radmoment repräsentierende Radmomentengröße ermittelt wird und diese Radmomentengröße
mit einer aus dem Motorausgangsmoment abgeleiteten Momentengröße und/oder mit einer das Radbremsmoment repräsentierenden Bremsgröße verglichen wird und das Vergleichsergebnis zur Fehlererkennung verwendet wird.
15. Verfahren zur Überwachung eines Kraftfahrzeug- Teilsystems, durch welches die Fahrzeuggeschwindigkeit beeinflussbar ist, vorzugsweise zur Ausführung durch ein System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umf sst:
Erfassen (SOI) wenigstens eines Betriebsparameters des Fahrzeugs,
Ermittlung (S03) einer Ist-Betriebsgröße des Teil- Systems (42) nach Maßgabe des erfassten Betriebsparameters des Fahrzeugs (36) , und
Beurteilen (S02, S07, S08) der Funktionsfähigkeit des Teilsystems (42) anhand der ermittelten Ist- Betriebsgröße,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine im Wesentlichen zwischen Fahruntergrund und Radaufstandsflache wirkende Radkraftkomponente von zumindest einem Rad (12) des Kraftfahrzeugs (36) als der wenigstens eine Betriebsparameter erfasst wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Beurteilungsschritt (S02, S07, S08) eine Ermittlung (S02) des auf das jeweilige Rad (12) wirkenden Radmoments anhand der wenigstens einen von der Radkraft- Sensoreinrichtung (10) erfassten Radkraftkomponente umfasst.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass im Erfassungsschritt (SOI) eine Radumfangskraft und/oder ein das jeweilige Rad (12) verzögerndes oder beschleunigendes Radmoment erfasst wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das zu überwachende Teilsystem (42) ein Antriebssystem (42) des Kraftfahrzeugs (36) ist und als Ist-Betriebsgröße ein vom Motor abgegebenes Motormoment ermittelt wird (S03).
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung (S03) eines Ist-Motormoments als Ist-Betriebsgröße Übertragungsverluste von wenigstens einer im Momentenübertragungsweg vom Motor zum Rad (12) angeordneten Momentenübertra- gungsvorrichtung berücksichtigt werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das zu überwachende Teilsys- tem (42) ein Bremssystem (42) des Kraftfahrzeugs (36) ist und als Ist-Betriebsgröße ein von der Bremse auf das Rad (12) ausgeübtes Bremsmoment ermittelt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, da- durch gekennzeichnet, dass es einen Vergleich (S06) der ermittelten Ist-Betriebsgröße mit einer Soll- Betriebsgröße umfasst.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Ermittlung eines Soll-Ist-Abweichungswerts aus einer Verarbeitung von Soll- und Ist-Betriebsgröße sowie einen Vergleich dieses Soll-Ist-Abweichungswerts mit einem vorbestimmten Schwellenwert umfasst.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, da- durch gekennzeichnet,
dass weiterhin eine Betätigung eines Fahrereingriffsmittels durch den Fahrer erfasst wird (S04) und
dass die Soll-Betriebsgröße aus der erfassten Betätigung des Fahrereingriffsmittels ermittelt wird (S05) .
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin folgenden Schritt umfasst:
Beeinflussen eines Betriebszustands des Kraftfahr- zeugs nach Maßgabe des Beurteilungsergebnisses.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussung eines Betriebszustands des Kraftfahrzeugs von einer Vorrichtung (40) zur Steuerung und/oder Regelung des Fahrverhaltens eines Kraftfahrzeugs, wie zum Beispiel einem ESP-, einem Antiblockier- und/oder einem ASR-System, durchgeführt wird.
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