DE102013217883A1

DE102013217883A1 - Method for monitoring a speed sensor

Info

Publication number: DE102013217883A1
Application number: DE102013217883.2A
Authority: DE
Inventors: Stephan Brüggemann; Jörg Eckrich; Abtin Darvish
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2013-09-06
Publication date: 2015-03-12
Also published as: CN104417513A; CN104417513B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Drehzahlsensors (10), der eingerichtet ist, eine Drehzahl (12) zu erfassen und in Pulsen (64, 66) eines periodischen Ausgangssignals (39, 39‘) moduliert auszugeben, umfassend: – Erfassen des periodischen Ausgangssignals (39, 39‘) des Drehzahlsensors (10), und – Plausibilisieren des Ausgangssignals (39, 39‘) basierend auf einem Größenvergleich wenigstens drei aufeinanderfolgender Pulse (64, 66).The invention relates to a method for monitoring a speed sensor (10), which is adapted to detect a speed (12) and to output it in pulses (64, 66) of a periodic output signal (39, 39 '), comprising: - detecting the periodic Output signal (39, 39 ') of the speed sensor (10), and - Plausibilisieren the output signal (39, 39') based on a comparison of at least three successive pulses (64, 66).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Drehzahlsensors, eine Steuervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und einen Sensor mit der Steuervorrichtung.The invention relates to a method for monitoring a rotational speed sensor, a control device for carrying out the method and a sensor with the control device.

Aus der DE 10 2011 080 789 A1 ist ein Fahrzeug bekannt, in dem Raddrehzahlsensoren zur Erfassung der Raddrehzahl der einzelnen Räder verbaut sind. From the DE 10 2011 080 789 A1 a vehicle is known in the wheel speed sensors are installed to detect the wheel speed of the individual wheels.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Erfassung der Raddrehzahlen zu verbessern.It is an object of the invention to improve the detection of wheel speeds.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object is solved by the features of the independent claims. Preferred developments are the subject of the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Überwachen eines Drehzahlsensors, der eingerichtet ist, eine Drehzahl zu erfassen und in Pulsen eines periodischen Ausgangssignals moduliert auszugeben die Schritte Erfassen des periodischen Ausgangssignals des Drehzahlsensors und Plausibilisieren des Ausgangssignals basierend auf einem Größenvergleich wenigstens drei aufeinanderfolgender Pulse.According to one aspect of the invention, a method of monitoring a speed sensor configured to detect a speed and output modulated in pulses of a periodic output signal comprises the steps of detecting the periodic output signal of the speed sensor and plausibility of the output signal based on a magnitude comparison of at least three consecutive pulses.

Dem angegebenen Verfahren liegt die Überlegung zugrunde, dass ein Drehzahlsensor, wie beispielsweise der eingangs genannte Raddrehzahlsensor seine erfasste Drehzahl in Pulsen eines periodischen Signals moduliert ausgeben könnte. Das heißt, dass zum Senden der Drehzahl die einzelnen Pulse des periodischen Signals in Abhängigkeit der Drehzahl, beispielsweise hinsichtlich der Pulsdauer und/oder der Amplitude verformt werden. Empfängerseitig kann dann unter Kenntnis der angewandten Verformungsregel die Drehzahl aus dem verformten periodischen Signal ausgelesen, also demoduliert werden.The specified method is based on the consideration that a speed sensor, such as the initially mentioned wheel speed sensor, could output its detected speed in pulses of a periodic signal. That is, for transmitting the rotational speed, the individual pulses of the periodic signal are deformed as a function of the rotational speed, for example with regard to the pulse duration and / or the amplitude. On the receiver side, the speed can then be read from the deformed periodic signal, that is, demodulated, knowing the deformation rule used.

Treten jedoch bei der Erfassung der Drehzahl, bei der Modulation oder bei der Übertragung des modulierten periodischen Signals auf, so kann der Empfänger ohne das Einfügen zusätzlicher redundanter Informationen nicht erkennen, ob die Drehzahl in dem modulierten periodischen Signal richtig oder falsch ist. Wird die Drehzahl selbst falsch erfasst, hilft hier das Einfügen redundanter Informationen überhaupt nicht weiter.However, if the detection of speed, modulation or transmission of the modulated periodic signal occurs, the receiver can not detect whether the speed in the modulated periodic signal is true or false without the insertion of additional redundant information. If the speed itself is detected incorrectly, inserting redundant information here does not help at all.

Im Rahmen des angegebenen Verfahrens wird hier ein anderer Weg eingeschlagen, im Rahmen dessen die empfangene Drehzahl basierend auf einem Größenvergleich der einzelnen Pulse des periodischen Signals plausibilisiert wird. Diesem Vorschlag liegt der Gedanke zugrunde, dass sich die erfasste Drehzahl nicht schlagartig um beliebige Werte ändern kann. Folglich kann sich auch die Form der Pulse nicht schlagartig ändern.As part of the specified method, another way is taken here, in the context of which the received speed is checked for plausibility based on a size comparison of the individual pulses of the periodic signal. This proposal is based on the idea that the detected speed can not abruptly change to any values. Consequently, the shape of the pulses can not change abruptly.

Das Betrachten wenigstens dreier aufeinanderfolgender Pulse hat den Hintergrund, dass zwei Pulse – ein positiver Puls und ein negativer Puls – in dem periodischen Signal eine Periode formen. Innerhalb dieser Periode kann es modulationsbedingt zu schlagartigen Änderungen in der Pulsform kommen. Der nächste, dritte Puls muss dann aber vom ersten Puls aufgrund der Beschränkung der Drehzahländerung ab.Considering at least three consecutive pulses has the background that two pulses - a positive pulse and a negative pulse - form a period in the periodic signal. Within this period, modulations can lead to abrupt changes in the pulse shape. However, the next, third pulse must be from the first pulse due to the restriction of the speed change.

Das angegebene Verfahren ist besonders hilfreich, wenn zur Demodulation der Drehzahl aus dem periodischen Signal die Form der Pulse selbst nicht betrachtet wird. Dies ist beispielsweise in dem eingangs genannten Raddrehzahlsensor der Fall, in dem beispielsweise nur die Nullstellen über einen vorbestimmten Zeitraum gezählt werden könnten, um auf die zu erfassende Raddrehzahl zu schließen. Fehlerhafte Pulse, wie sie beispielsweise beim Flippen des Raddrehzahlsensors – also bei der Addition von fehlerhaften Induktionsspannungskomponenten im Rahmen einer fehlerhaften Ausrichtung des Lesekopfes des Raddrehzahlsensors – auftreten können, würden hier zu einer Vervielfachung der Raddrehzahl führen, die bei der eingangs genannten Fahrdynamikregelung zu sicherheitskritischen Zuständen führen könnte.The specified method is particularly helpful if the shape of the pulses themselves is not considered for the demodulation of the speed from the periodic signal. This is the case, for example, in the above-mentioned wheel speed sensor, in which, for example, only the zeros could be counted over a predetermined period of time in order to conclude on the wheel speed to be detected. Faulty pulses, such as those that may occur during flipping of the wheel speed sensor-that is to say during the addition of faulty induction voltage components as part of a misalignment of the read head of the wheel speed sensor-would here lead to a multiplication of the wheel speed which leads to safety-critical conditions in the driving dynamics control mentioned at the outset could.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung des angegebenen Verfahrens ist der Drehzahlsensor ein linearisierter magnetoresistiver Sensor. Unter einen magnetoresistiven Drehzahlsensor soll ein Sensor fallen, der einen Messaufnehmer mit einem sich in Abhängigkeit eines angelegten magnetischen Feldes ändernden elektrischen Widerstand aufweist, wenn der Messaufnehmer dem Magnetfeld eines sich bewegenden magnetischen Geberelementes ausgesetzt ist. Der magnetoresistive Drehzahlsensor kann auf jede beliebige Weise linearisiert sein. So kann der magnetoresistive Sensor beispielsweise in Form einer an sich bekannten Barberpole-Struktur aufgebaut sein. Alternativ ist es auch möglich, dass der magnetoresistive Messaufnehmer eine nicht geradlinig verlaufende Form aufweist, im Rahmen derer der elektrische Strom durch den magnetoresistiven Messaufnehmer um einen Winkel um die easy axis des magnetoresistiven Messaufnehmers gedreht wird.In a particularly preferred development of the specified method, the rotational speed sensor is a linearized magnetoresistive sensor. A magnetoresistive speed sensor is to be understood to mean a sensor which has a sensor with an electrical resistance which changes as a function of an applied magnetic field when the sensor is exposed to the magnetic field of a moving magnetic sensor element. The magnetoresistive speed sensor may be linearized in any manner. For example, the magnetoresistive sensor can be constructed in the form of a per se known barber pole structure. Alternatively, it is also possible that the magnetoresistive sensor has a non-rectilinear shape, in the context of which the electrical current through the magnetoresistive sensor is rotated by an angle about the easy axis of the magnetoresistive sensor.

Der Weiterbildung des Verfahrens liegt die Überlegung zugrunde, dass das oben genannte Flippen in einem linearisierten magnetoresistiven Drehzahlsensor besonders schwierig zu handhaben ist. Der eigentliche Hintergrund eines linearisierten magnetoresistiven Drehzahlsensors ist die Ausgabe eines sinusförmigen Signals, bei dem zur Auswertung der Drehzahl lediglich die Schaltflanken der oben genannten Pulse aus dem Messaufnehmer betrachtet werden müssen. Die Linearisierung setzt jedoch einen exakt auf das Geberelement ausgerichteten magnetoresistiver Messaufnehmer voraus. In einem linearisierten magnetoresisitven Drehzahlsensor mit einem nicht exakt ausgerichteten magnetoresistiven Messaufnehmer würden sonst ungewollte Magnetfeldanteile zu Pulsen führen, die die erfasste Drehzahl in ungewollter Weise erhöhen. Diese ungewollten Pulse unterscheiden sich jedoch in ihrer Form von den eigentlich beabsichtigten Pulsen und können durch das angegebene Verfahren daher erkannt werden.The development of the method is based on the consideration that the above-mentioned flipping in a linearized magnetoresistive speed sensor is particularly difficult to handle. The actual background of a linearized magnetoresistive speed sensor is the output of a sinusoidal signal in which for evaluation the speed only the switching edges of the above pulses from the sensor must be considered. However, the linearization requires a magnetoresistive sensor aligned exactly with the transmitter element. In a linearized magnetoresistive rotational speed sensor with a magnetoresistive sensor which is not precisely aligned otherwise unwanted magnetic field components would lead to pulses which undesirably increase the detected rotational speed. However, these unwanted pulses differ in their shape from the actually intended pulses and can therefore be recognized by the specified method.

In einer Weiterbildung des angegebenen Verfahrens wird zum Plausibilisieren ein Abstand zwischen Schnittstellen der aufeinanderfolgenden Pulse mit einer vorbestimmten Amplitudenschwelle verglichen. Dieser Weiterbildung liegt die Überlegung zugrunde, dass die zu einer höheren Drehzahl führenden Signalanteile in dem periodischen Signal eine entsprechend kürzere Periodendauer aufweisen sollten. Diese kürzere Periodendauer kann durch einen Vergleich der Schnittstellenabstände ermittelt werden.In a development of the specified method, a distance between interfaces of the successive pulses is compared with a predetermined amplitude threshold for plausibility. This development is based on the consideration that the leading to a higher speed signal components should have a correspondingly shorter period in the periodic signal. This shorter period can be determined by comparing the inter-face distances.

Die Amplitudenschwelle kann auf jeden beliebigen Wert, also beispielsweise auch Null gesetzt werden, so dass als Schnittstelle die Nullstellen betrachtet werden. Besonders bevorzugt wird als Amplitudenschwelle ein von Null verschiedener Wert gewählt, weil so Rauschanteile bei der Erfassung der Drehzahl ausgeblendet werden können.The amplitude threshold can be set to any value, for example zero, so that the zeros are considered as an interface. It is particularly preferable to select a value other than zero as the amplitude threshold, since noise components can thus be masked out during the detection of the rotational speed.

In einer alternativen oder zusätzlichen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens kann zum Plausibilisieren eine Amplitude der aufeinanderfolgenden Pulse verglichen werden. Der Amplitudenvergleich bietet eine alternative oder zusätzliche Informationsquelle, um das Ausgangssignal zu plausibilisieren, wodurch die Zuverlässigkeit der Plausibilisierung gesteigert werden kann.In an alternative or additional development of the specified method, an amplitude of the successive pulses can be compared for plausibility. The amplitude comparison provides an alternative or additional information source to validate the output signal, thereby increasing the reliability of the plausibility check.

In einer besonderen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens schlägt die Plausibilisierung fehl, wenn ein Abstand der Schnittstellen und/oder die Amplitude über ein vorbestimmtes Maß hinaus schwanken. Dieser Abstand kann beispielsweise in der oben erwähnten Weise auf einen Wert gesetzt, bei dem eine sich aus dem modulierten periodischen Signal ergebende Drehzahlschwankung physikalisch unplausibel wäre.In a particular embodiment of the specified method, the plausibility check fails if a distance of the interfaces and / or the amplitude fluctuate beyond a predetermined extent. For example, in the above-mentioned way, this distance may be set to a value at which a speed fluctuation resulting from the modulated periodic signal would be physically implausible.

In einer anderen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens weist jeder Puls im Ausgangssignal eine Pulsdauer und eine Amplitude auf und die Plausibilisierung des Ausgangssignals erfolgt basierend auf Zuordnungen zwischen den Pulsdauern und den Amplituden der wenigstens drei aufeinanderfolgender Pulse. Auf diese Weise erfolgt die Plausibilisierung doppelt, so dass das Plausibilisierungsergebnis gesicherter ermittelt und Fehlentscheidungen im Rahmen des angegebenen Verfahrens vermieden werden können.In another development of the specified method, each pulse in the output signal has a pulse duration and an amplitude and the plausibility of the output signal is based on assignments between the pulse durations and the amplitudes of the at least three successive pulses. In this way, the plausibility check is carried out twice so that the plausibility result can be determined more reliably and incorrect decisions can be avoided in the context of the specified method.

In einer noch anderen Weiterbildung umfasst das angegebene Verfahren den Schritt Ausgeben eines Fehlersignals, wenn die Plausibilisierung fehlschlägt. Auf diese Weise können nachgeschaltete Auswerteeinrichtungen, wie beispielsweise die eingangs genannte Fahrdynamikeinrichtung informiert werden, das ausgegebene periodische Signal mit der Drehzahlinformation nicht zu verwenden, weil die offensichtlich Information falsch ist.In yet another embodiment, the specified method comprises the step of outputting an error signal if the plausibility check fails. In this way, downstream evaluation devices, such as the above-mentioned driving dynamics device can be informed not to use the output periodic signal with the speed information, because the obvious information is incorrect.

Alternativ oder zusätzlich kann im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung der Drehzahlsensor basierend auf dem Fehlersignal in einen eindeutigen Fehlerzustand überführt werden. Dieser Fehlerzustand kann beispielsweise bis zu seiner nächsten Wartung gehalten werden, um dem Wartungspersonal bei der Fehlerfindung zu helfen.Alternatively or additionally, within the scope of a preferred development, the speed sensor can be converted into a unique error state based on the error signal. For example, this fault condition may be held until its next service to help service personnel troubleshoot.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Steuervorrichtung eingerichtet, eines der angegebenen Verfahren durchzuführen.According to a further aspect of the invention, a control device is set up to carry out one of the specified methods.

In einer Weiterbildung der angegebenen Steuervorrichtung weist die angegebene Vorrichtung einen Speicher und einen Prozessor auf. Dabei ist eines angegebenen Verfahren in Form eines Computerprogramms in dem Speicher hinterlegt und der Prozessor zur Ausführung des Verfahrens vorgesehen, wenn das Computerprogramm aus dem Speicher in den Prozessor geladen ist.In a development of the specified control device, the specified device has a memory and a processor. In this case, a specified method in the form of a computer program is stored in the memory and the processor is provided for carrying out the method when the computer program is loaded from the memory into the processor.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogramm Programmcodemittel, um alle Schritte eines der angegebenen Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer der angegebenen Vorrichtungen ausgeführt wird.According to a further aspect of the invention, a computer program comprises program code means for performing all the steps of one of the specified methods when the computer program is executed on a computer or one of the specified devices.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Computerprogrammprodukt einen Programmcode, der auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, eines der angegebenen Verfahren durchführt.According to another aspect of the invention, a computer program product includes program code stored on a computer-readable medium and, when executed on a data processing device, performs one of the specified methods.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Sensor eine der angegebenen Steuervorrichtungen.According to another aspect of the invention, a sensor comprises one of the specified control devices.

In einer besonderen Weiterbildung ist der angegebene Sensor ein Raddrehzahlsensor.In a particular embodiment, the specified sensor is a wheel speed sensor.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Fahrzeug einen angegebenen Raddrehzahlsensor. In accordance with another aspect of the invention, a vehicle includes a specified wheel speed sensor.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei:The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the exemplary embodiments, which are explained in more detail in conjunction with the drawings, in which:

1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeuges mit einer Fahrdynamikregelung, 1 a schematic view of a vehicle with a vehicle dynamics control,

2 eine schematische Ansicht eines Drehzahlsensors in der Fahrdynamikregelung der 1, 2 a schematic view of a speed sensor in the vehicle dynamics control of 1 .

3 einen zeitlichen Verlauf eines Drehzahlgebersignals des Drehzahlsensors der 2 und 3 a time course of a speed sensor signal of the speed sensor of 2 and

4 einen zeitlichen Verlauf eines Ausgangssignals des Drehzahlsensors der 2 zeigen. 4 a time course of an output signal of the speed sensor of 2 demonstrate.

In den Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben.In the figures, the same technical elements are provided with the same reference numerals and described only once.

Es wird auf 1 Bezug genommen, die eine schematische Ansicht eines Fahrzeuges 2 mit einer an sich bekannten Fahrdynamikregelung zeigt. Details zu dieser Fahrdynamikregelung können beispielsweise der DE 10 2011 080 789 A1 entnommen werden.It will open 1 Reference is made to a schematic view of a vehicle 2 with a known vehicle dynamics control shows. Details of this driving dynamics control, for example, the DE 10 2011 080 789 A1 be removed.

Das Fahrzeug 2 umfasst ein Chassis 4 und vier Räder 6. Jedes Rad 6 kann über eine ortsfest am Chassis 4 befestigte Bremse 8 gegenüber dem Chassis 4 verlangsamt werden, um eine Bewegung des Fahrzeuges 2 auf einer nicht weiter dargestellten Straße zu verlangsamen.The vehicle 2 includes a chassis 4 and four wheels 6 , Every bike 6 Can be fixed on the chassis 4 fixed brake 8th opposite the chassis 4 slowed down to a movement of the vehicle 2 to slow down on a road, not shown.

Dabei kann es in einer dem Fachmann bekannten Weise passieren, dass das die Räder 6 des Fahrzeugs 2 ihre Bodenhaftung verlieren und sich das Fahrzeug 2 sogar von einer beispielsweise über ein nicht weiter gezeigtes Lenkrad vorgegebenen Trajektorie durch Untersteuern oder Übersteuern wegbewegt. Dies wird durch an sich bekannte Regelkreise wie ABS (Antiblockiersystem) und ESP (elektronisches Stabilitätsprogramm) vermieden.It may happen in a manner known to those skilled in the art that the wheels 6 of the vehicle 2 lose their grip and get the vehicle 2 even moved away from a given example by a steering wheel not shown steering trajectory by understeer or oversteer. This is avoided by known control circuits such as ABS (antilock braking system) and ESP (electronic stability program).

In der vorliegenden Ausführung weist das Fahrzeug 2 dafür Drehzahlsensoren 10 an den Rädern 6 auf, die eine Drehzahl 12 der Räder 6 erfassen. Ferner weist das Fahrzeug 2 einen Inertialsensor 14 auf, der Fahrdynamidaten 16 des Fahrzeuges 2 erfasst aus denen beispielsweise eine Nickrate, eine Wankrate, eine Gierrate, eine Querbeschleunigung, eine Längsbeschleunigung und/oder eine Vertikalbeschleunigung in einer dem Fachmann an sich bekannten Weise ausgegeben werden kann.In the present embodiment, the vehicle 2 for speed sensors 10 at the wheels 6 on that one speed 12 the wheels 6 to capture. Further, the vehicle points 2 an inertial sensor 14 on, the driving dynamics data 16 of the vehicle 2 from which, for example, a pitch rate, a roll rate, a yaw rate, a lateral acceleration, a longitudinal acceleration and / or a vertical acceleration can be output in a manner known to a person skilled in the art.

Basierend auf den erfassten Drehzahlen 12 und Fahrdynamikdaten 16 kann eine Auswertevorrichtung in Form eines Reglers 18 in einer dem Fachmann bekannten Weise bestimmen, ob das Fahrzeug 2 auf der Fahrbahn rutscht oder sogar von der oben genannten vorgegebenen Trajektorie abweicht und entsprechen mit einem an sich bekannten Reglerausgangssignal 20 darauf reagieren. Das Reglerausgangssignal 20 kann dann von einer Stelleinrichtung 22 verwendet werden, um mittels Stellsignalen 24 Stellglieder, wie die Bremsen 8 anzusteuern, die auf das Rutschen und die Abweichung von der vorgegebenen Trajektorie in an sich bekannter Weise reagieren.Based on the recorded speeds 12 and vehicle dynamics data 16 can be an evaluation device in the form of a regulator 18 in a manner known to those skilled determine whether the vehicle 2 slips on the road or even deviates from the above-mentioned predetermined trajectory and correspond with a known controller output signal 20 to react to that. The regulator output signal 20 can then be from a control device 22 to be used by means of actuating signals 24 Actuators, like the brakes 8th to drive, which respond to the slippage and the deviation from the given trajectory in a conventional manner.

Der Regler 18 kann beispielsweise in eine an sich bekannte Motorsteuerung des Fahrzeuges 2 integriert sein. Auch können der Regler 18 und die Stelleinrichtung 22 als eine gemeinsame Regeleinrichtung ausgebildet und optional in die zuvor genannte Motorsteuerung integriert sein.The regulator 18 For example, in a known motor control of the vehicle 2 be integrated. Also, the controller can 18 and the actuator 22 formed as a common control device and optionally be integrated in the aforementioned engine control.

Anhand einer in 1 gezeigten Drehzahlsensoren 10 soll die vorliegende Erfindung näher verdeutlicht werden, auch wenn die vorliegende Erfindung an beliebigen Sensoren, wie beispielsweise dem Inertialsensor 14 umsetzbar ist. Based on a in 1 shown speed sensors 10 the present invention should be further clarified, even if the present invention on any sensors, such as the inertial sensor 14 is feasible.

Es wird auf 2 Bezug genommen, die eine schematische Ansicht einer der Drehzahlsensoren 10 in der Fahrdynamikregelung der 1 zeigt.It will open 2 Reference is made, which is a schematic view of one of the speed sensors 10 in the vehicle dynamics control of 1 shows.

Der Drehzahlsensor 10 ist in der vorliegenden Ausführung als aktiver Drehzahlsensor ausgeführt, der eine drehfest am Rad 6 befestigte Encodersscheibe 25 und einen ortsfest zum Chassis 4 befestigen Lesekopf 28 umfasst. The speed sensor 10 is in the present embodiment designed as an active speed sensor, which rotatably on the wheel 6 attached encoder disk 25 and a stationary to the chassis 4 attach reading head 28 includes.

Die Encoderscheibe 26 besteht in der vorliegenden Ausführung aus aneinandergereihten Magnetnordpolen 30 und Magnetsüdpolen 32, die gemeinsam ein nicht weiter dargestelltes Gebermagnetfeld erregen. Dreht sich die am Rad 6 befestigte Encoderscheibe 26 mit diesem in eine Drehrichtung 34, dreht sich das Gebermagnetfeld so mit. The encoder disk 26 consists in the present embodiment of juxtaposed magnetic north poles 30 and magnetic south poles 32 , which together excite a donor magnetic field not shown. Turns on the wheel 6 attached encoder disk 26 with this in one direction 34 , the encoder magnetic field rotates with it.

Der Lesekopf 28 umfasst in der vorliegenden Ausführung ein magnetoresistives Element 35 und einen Stützmagneten 36. Das magnetoresistive Element 35 ändert in Abhängigkeit der Winkellage des vom Encoderrad 26 erregten Gebermagnetfeldes seinen elektrischen Widerstand. Diese Änderung des elektrischen Widerstandes hängt in an sich bekannter Weise nicht linear vom der Winkellage des Encoderrades 26 ab. Würde sich das Encoderrad 26 drehen, würde sich der elektrische Widerstand des magnetoresistiven Elementes 35 mit einem quadratischen Sinusverhalten ändern, was jedoch mit einem gewissen Auswerteaufwand verbunden wäre.The reading head 28 In the present embodiment, a magnetoresistive element is included 35 and a support magnet 36 , The magnetoresistive element 35 changes depending on the angular position of the encoder wheel 26 Encoder magnetic field excited its electrical resistance. This change in electrical resistance does not depend linearly on the angular position of the encoder wheel in a manner known per se 26 from. Would the encoder wheel 26 turn, would be the electrical resistance of the magnetoresistive element 35 with a change square sine behavior, which would be associated with a certain evaluation effort.

Zur Linearisierung der nichtlinearen Abhängigkeit des elektrischen Widerstandes des magnetoresistiven Elementes 35 von der Winkellage des Encoderrades 26 ist der Stützmagnet 36 am magnetoresistiven Element 35 vorgesehen. Ein fom Stützmagneten 36 erregtes Stützmagnetfeld ist orthogonal zu den Magnetpolen 30, 32 des Encoderrades 26 angeordnet. Das Stützmagnetfest des Stützmagneten 36 weist in Drehrichtung 34 gesehen eine Radialkomponente 37 und eine Tangentialkomponente 38 auf. Ein Raddrehzahlsensor mit einem derartigen linearisierendem Element ist unter dem Begriff Barberpole-Aufbau bekannt und beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2006 036 197 A1 näher beschrieben.For linearization of the nonlinear dependence of the electrical resistance of the magnetoresistive element 35 from the angular position of the encoder wheel 26 is the support magnet 36 at the magnetoresistive element 35 intended. A fom support magnet 36 excited supporting magnetic field is orthogonal to the magnetic poles 30 . 32 the encoder wheel 26 arranged. The supporting magnet fixed of the supporting magnet 36 points in the direction of rotation 34 seen a radial component 37 and a tangential component 38 on. A wheel speed sensor with such a linearizing element is known by the term barber pole structure and, for example, in the document DE 10 2006 036 197 A1 described in more detail.

Während die die Tangentialkomponente 38 die oben genannte Linearisierung des elektrischen Widerstandes des magnetostriktiven Elementes 35 und damit einen sinusförmigen Verlauf des elektrischen Widerstandes bei der Drehung des Encoderrades 26 in die Drehrichtung 34 bewirkt, stört die Radialkomponente 37 diesen sinusförmigen Verlauf. Daher ist muss der Einfluss der Radialkomponente 37 durch eine mittige Ausrichtung des Lesekopfes 28 und damit des magnetostriktiven Elementes 35 über den Magnetpolen 30, 32 des Encoderrades 26 eliminiert werden. Solange diese Voraussetzung erfüllt ist, ist eine sinusförmige Abhängigkeit des elektrischen Widerstandes des magnetoresisitiven Elementes 35 von der Winkellage des Encoderrades 26 in die Drehrichtung 34 gegeben.While the the tangential component 38 the above-mentioned linearization of the electrical resistance of the magnetostrictive element 35 and thus a sinusoidal course of the electrical resistance during the rotation of the encoder wheel 26 in the direction of rotation 34 causes disturbs the radial component 37 this sinusoidal course. Therefore, the influence of the radial component must be 37 by a central alignment of the reading head 28 and thus the magnetostrictive element 35 over the magnetic poles 30 . 32 the encoder wheel 26 be eliminated. As long as this condition is met, there is a sinusoidal dependence of the electrical resistance of the magnetoresistive element 35 from the angular position of the encoder wheel 26 in the direction of rotation 34 given.

Zur Erfassung der Drehzahl 12 braucht dann nur noch die Änderung der Winkellage des Encoderrades und damit die Änderung des elektrischen Widerstandes magnetoresistiven Elementes 35 erfasst werden. Dazu kann das magnetoresistive Element 35 in an sich bekannter Weise an eine nicht weiter dargestellte Widerstandsmessschaltung, wie beispielsweise eine an sich bekannte Brückenschaltung angeschlossen werden. In Abhängigkeit des elektrischen Widerstandes des magnetstriktiven Elements 35 wird in der Widerstandsmessschaltung ein periodisches Ausgangssignal, nachstehend Drehzahlgebersignal 39 genannt, erzeugt, das in 3 näher dargestellt ist. Basierend auf dem Drehzahlgebersignale 39 kann in an sich bekannter Weise in einer dem Lesekopf 28 nachgelagerten Signalaufbereitungsschaltung 40 ein von der Drehzahl 12 abhängiges und in 4 gezeigtes Pulssignal 42 erzeugt und an den Regler 18 ausgeben. Hierzu und zu weiteren Hintergrundinformationen zu aktiven Raddrehzahlsensoren wird auf den einschlägigen Stand der Technik, wie beispielsweise die DE 101 46 949 A1 verwiesen.For detecting the speed 12 then only needs the change of the angular position of the encoder wheel and thus the change of the electrical resistance magnetoresistive element 35 be recorded. This may be the magnetoresistive element 35 in a conventional manner to a resistance measuring circuit, not shown, such as a known bridge circuit can be connected. Depending on the electrical resistance of the magnetstrictive element 35 becomes in the resistance measuring circuit a periodic output signal, hereinafter the speed sensor signal 39 called, generated in 3 is shown in more detail. Based on the tachometer signals 39 can in a conventional manner in a read head 28 downstream signal conditioning circuit 40 one from the speed 12 dependent and in 4 shown pulse signal 42 generated and sent to the regulator 18 output. For this purpose and for further background information on active wheel speed sensors, the relevant prior art, such as the DE 101 46 949 A1 directed.

Es wird auf 3 Bezug genommen, die in einer gestrichelten Linie den Verlauf einer Signalamplitude 44 des Drehzahlgebersignals 39 des Drehzahlsensors 12 der 2 über die Zeit 46 zeigt. It will open 3 Reference is made, which in a dashed line the course of a signal amplitude 44 the speed sensor signal 39 of the speed sensor 12 of the 2 over time 46 shows.

Das Drehzahlgebersignal 39 ist vom oben genannten sinusförmigen Verlauf des elektrischen Widerstandes des magnetoresistiven Elementes 35 abhängig. Bei der Einführung geeigneter Amplitudenschwellen 48 kann die zu erfassende Drehzahl 12 beispielsweise durch Zählen von in 3 gezeigter Schnittstellen 50, an denen das Drehzahlgebersignal 39 die Amplitudenschwellen 48 schneidet, über einen vorbestimmten Zeitraum bestimmt werden. Dieses Zählen wird dem Regler 18 durch die Ausgabe von Pulsen 52 in dem Pulssignal 42 ermöglicht, die basierend auf den oben genannten Schnittstellen 50 generiert werden. Dabei werden die Pulse 52 derart generiert, dass eine Schnittstelle 50 an einer oberen Amplitudenschwelle 48 mit einer positiven Schaltflanke 54 in dem Drehzahlgebersignal 39 einen Puls 52 startet und eine Schnittstelle an einer unteren Amplitudenschwelle 48 mit einer negativen Schaltflanke 56 in dem Drehzahlgebersignal 39 den Puls 52 beendet.The speed sensor signal 39 is of the above-mentioned sinusoidal profile of the electrical resistance of the magnetoresistive element 35 dependent. When introducing suitable amplitude thresholds 48 can be the speed to be detected 12 for example, by counting in 3 shown interfaces 50 where the speed sensor signal 39 the amplitude thresholds 48 cuts are determined over a predetermined period of time. This counting becomes the regulator 18 by the output of pulses 52 in the pulse signal 42 allows, based on the above interfaces 50 to be generated. Thereby the pulses become 52 generated such that an interface 50 at an upper amplitude threshold 48 with a positive switching edge 54 in the tachometer signal 39 a pulse 52 starts and an interface at a lower amplitude threshold 48 with a negative switching edge 56 in the tachometer signal 39 the pulse 52 completed.

Die so erzeugten Pulse 52 in dem Pulssignal 42 sind in 4 näher dargestellt, die den Verlauf einer Signalamplitude 44 des Pulssignals 42 des Drehzahlsensors 12 der 2 über die Zeit 46 zeigt.The pulses thus generated 52 in the pulse signal 42 are in 4 shown in more detail, the course of a signal amplitude 44 the pulse signal 42 of the speed sensor 12 of the 2 over time 46 shows.

Ist das magnetoresistive Element 35 jedoch entgegen der oben genannten Voraussetzung radial nicht exakt über den Magnetpolen 30, 32 der Encoderscheibe 26 ausgerichtet, dann beginnt die Radialkomponente 37 des oben genannten magnetischen Stützfeldes des Stützmagneten 36 ebenfalls auf den elektrischen Widerstand des magnetoresistiven Elements 35 Einfluss zu nehmen. Dieser Einfluss lässt sich in dem Drehzahlgebersignal 39 erkennen, das unter Einfluss der Radialkomponente 37 nachstehend als fehlerhaftes Drehzahlgebersignal 39‘ bezeichnet werden soll und in 3 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Die Radialkomponente 37 macht sich in dem fehlerhaften Drehzahlgebersignal 39‘ durch zusätzliche Sinusschwingungen 58 bemerkbar, die bei der Auswertung der Drehzahl 12 zusätzliche positive Schaltflanken 54 und negative Schaltflanken 56 darstellen und zu einer doppelt so hohen Drehzahl 12 führen, als im Falle eines exakt ausgerichteten magnetostriktiven Elements 35 über den Magnetpolen 30, 32 der Encoderscheibe 28. Von diesen zusätzlichen Sinusschwingungen 58 sind in 3 der Übersichtlichkeit halber nicht alle mit einem Bezugszeichen versehen. In der eingangs genannten Fahrdynamikregelung würde diese doppelt so hohe Drehzahl 12, die nur an einem einzelnen der Räder 6 gemessen wird, zu einem sicherheitskritischen Zustand führen.Is the magnetoresistive element 35 however, contrary to the above requirement, not exactly radially over the magnetic poles 30 . 32 the encoder disk 26 aligned, then the radial component begins 37 of the above-mentioned magnetic supporting field of the supporting magnet 36 also on the electrical resistance of the magnetoresistive element 35 To influence. This influence can be in the speed sensor signal 39 recognize that under the influence of the radial component 37 hereinafter as a faulty tachometer signal 39 ' should be designated and in 3 is indicated by a dashed line. The radial component 37 makes itself in the faulty speed sensor signal 39 ' by additional sinusoidal vibrations 58 noticeable in the evaluation of the speed 12 additional positive switching edges 54 and negative switching edges 56 represent and at twice the speed 12 lead, as in the case of a precisely aligned magnetostrictive element 35 over the magnetic poles 30 . 32 the encoder disk 28 , From these extra sinusoids 58 are in 3 not all provided with a reference numeral for clarity. In the aforementioned driving dynamics control this would twice as high speed 12 that are only on a single one of the wheels 6 measured, lead to a safety-critical condition.

Im Rahmen der vorliegenden Ausführung wird daher die Lage der einzelnen zuvor genannten Schnittstellen 50, die für das fehlerhafte Drehzahlgebersignal 39‘ nachstehend analog mit dem Bezugszeichen 50‘ versehen werden, plausibilisiert. In the context of the present embodiment, therefore, the location of each of the aforementioned interfaces 50 that for the faulty Speed sensor signal 39 ' hereinafter analogously with the reference numeral 50 ' be provided, checked for plausibility.

Diese Plausibilisierung kann basierend auf der Annahme durchgeführt werden, dass die Abstände der Schnittstellen 50 bei einer konstanten Drehzahl 12 ebenfalls im Wesentlichen gleich weit beabstandet sein müssen. Selbst wenn die Drehzahl 12 zu- oder abnimmt, kann sich der Abstand der Schnittstellen 50 nicht schlagartig ändern, weil sich auch die Drehzahl 12 nicht schlagartig ändern kann. Der Übersichtlichkeit halber sind diese Abstände bei dem fehlerfreien Drehzahlgebersignal 39 in 3 nicht weiter referenziert. This plausibility check can be done based on the assumption that the distances of the interfaces 50 at a constant speed 12 must also be spaced substantially the same distance. Even if the speed 12 increases or decreases, the distance between the interfaces 50 do not change abruptly, because also the speed 12 can not change abruptly. For clarity, these distances are in the error-free speed sensor signal 39 in 3 not further referenced.

Bei dem fehlerhaften Drehzahlgebersignal 39‘ hingegen springen die Abstände 60. Dieses Springen kann beispielsweise in der Signalaufbereitungsschaltung 40 erkannt und entsprechend in dem Pulssignal 42 durch Ausgabe eines besonderen Pulszustandes 62 angedeutet werden, so dass der Regler 18 entsprechend auf das fehlerhafte Drehzahlgebersignal 39 reagieren kann.At the faulty speed sensor signal 39 ' however, the gaps jump 60 , This jumping can, for example, in the signal conditioning circuit 40 detected and corresponding in the pulse signal 42 by issuing a special pulse state 62 be hinted at, so the regulator 18 according to the faulty speed sensor signal 39 can react.

Alternativ oder zusätzlich kann zur Erkennung des fehlerhaften Drehzahlgebersignals 39‘ auch das Muster der Drehzahlgebersignale 39 analysiert werden. Wie in 3 erkennbar folgt auf zwei Drehzahlgeberpulse 64 mit kleinen Amplituden ein großer Drehzahlgeberpuls 66 mit einer großen Amplitude. Von diesen Drehzahlgeberpulsen 64, 66 sind in 3 nicht alle mit einem Bezugszeichen versehen. Wird ein derartiges Muster erkannt, kann auf den zuvor beschriebenen Fehler hinsichtlich der nicht exakten Ausrichtung des magnetoresistiven Elements 35 entschieden werden. Alternatively or additionally, for detecting the faulty speed sensor signal 39 ' also the pattern of the speed sensor signals 39 to be analyzed. As in 3 Recognizable follows two tachometer pulses 64 with small amplitudes a large speed sensor pulse 66 with a large amplitude. From these speed sensor pulses 64 . 66 are in 3 not all provided with a reference numeral. If such a pattern is detected, can be on the above-described error with respect to the non-exact orientation of the magnetoresistive element 35 be decided.

In derselben Weise können alternativ oder zusätzlich auch die Extremwerte, also die Amplituden der Drehzahlgeberpulse 64, 66 ausgewertet werden.In the same way, alternatively or additionally, the extreme values, ie the amplitudes of the rotational speed encoder pulses 64 . 66 be evaluated.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011080789 A1 [0002, 0033]
DE 102006036197 A1 [0044]
DE 10146949 A1 [0046]

Claims

Method for monitoring a speed sensor ( 10 ), which is set to a speed ( 12 ) and in pulses ( 64 . 66 ) of a periodic output signal ( 39 . 39 ' ) outputting modulated, comprising: - detecting the periodic output signal ( 39 . 39 ' ) of the speed sensor ( 10 ), and - Plausibilisieren the output signal ( 39 . 39 ' ) based on a size comparison of at least three consecutive pulses ( 64 . 66 ).

Method according to one of the preceding claims, wherein the speed sensor ( 10 ) is a linearized magnetoresistive sensor.

Method according to claim 1 or 2, wherein for plausibility a distance ( 60 ) between interfaces ( 50 . 50 ' ) of successive pulses ( 64 . 66 ) having a predetermined amplitude threshold ( 48 ) is compared.

Method according to claim 3, wherein the amplitude threshold ( 48 ) comprises a value other than zero.

Method according to one of the preceding claims, wherein, for plausibility, an amplitude of the successive pulses ( 64 . 66 ) is compared.

Method according to one of the preceding claims 3 to 5, wherein the plausibility check fails if a distance ( 60 ) of the interfaces ( 50 . 50 ' ) and / or the amplitude fluctuate beyond a predetermined amount.

The method of any one of the preceding claims, comprising outputting an error signal if the plausibility check fails.

Method according to Claim 7, comprising transferring the rotational speed sensor ( 10 ) into a unique error state ( 62 ) based on the error signal.

Control device ( 40 ) arranged to perform a method according to any one of the preceding claims.

Sensor ( 10 ), in particular wheel speed sensor, comprising a control device ( 40 ) according to claim 9.