DE10160051A1 - System und Verfahren zur Überwachung eines Kraftfahrzeug-Teilsystems - Google Patents

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-Sensoreinriichtung (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

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Über­ wachung 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 Funkti­ onsfähigkeit 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 fol­ genden 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 ermittel­ ten 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. Überwa­ chungssysteme, wie beispielsweise das EGAS-System, ver­ gleichen das so berechnete abgegebene Motormoment mit dem vom Fahrer angeforderten Moment. Stellt das Überwa­ chungssystem Unstimmigkeiten zwischen tatsächlich abge­ gebenem 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 Motorpara­ meter häufig nur sehr ungenau bestimmen lässt. Dies hat zur Folge, dass die Funktionsfähigkeit des Antriebssys­ tems nur unzureichend beurteilt werden kann.

Im Zusammenhang mit den gattungsgemäß vorgesehenen Sen­ soren ist es weiterhin bekannt, dass verschiedene Rei­ fenhersteller den zukünftigen Einsatz von sogenannten intelligenten Reifen planen. Dabei können neue Sensoren und Auswertungsschaltungen 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 ro­ tieren daher mit Radgeschwindigkeit. Entsprechende Mess­ wertaufnehmer 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 Messignal und ein äußeres Messignal erhalten werden. Eine Rotation des Reifens kann dann über die sich ändernde Polarität des Messignals beziehungsweise der Messignale in Umfangsrichtung erkannt werden. Aus dem Abrollumfang und der zeitlichen Änderung des inneren Messignals und des äußeren Messignals kann beispiels­ weise die Radgeschwindigkeit berechnet werden.

Ebenfalls wurde bereits vorgeschlagen, Sensoren im Rad­ lager anzuordnen, wobei diese Anordnung sowohl im rotie­ renden als auch im statischen Teil des Radlagers erfol­ gen 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 Be­ schleunigungen 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 da­ durch auf, dass es zumindest eine einem Rad des Kraft­ fahrzeugs zugeordnete Radkraft-Sensoreinrichtung um­ fasst, welche wenigstens eine im Wesentlichen zwischen Fahruntergrund und Radaufstandsfläche wirkende Radkraft­ komponente 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 repräsentie­ renden Signals ermittelt.

Durch eine Ermittlung einer im Wesentlichen zwischen Fahruntergrund und Radaufstandsfläche wirkenden Rad­ kraftkomponente als Betriebsparameter sind bestimmte, im Einzelnen von den jeweiligen Teilsystemen des Kraftfahr­ zeugs abhängige Ist-Betriebsgrößen sehr genau bestimm­ bar. Es ist daher mit dem erfindungsgemäßen System mög­ lich, Teilsysteme des Kraftfahrzeugs hinsichtlich ihrer korrekten Funktion genauer als bisher zu überwachen. Als derartige Teilsysteme kommen hauptsächlich das Antriebs- und das Bremssystem in Frage.

Vorteilhafterweise ermittelt die Beurteilungseinrichtung aus der von der Radkraft-Sensoreinrichtung erfassten wenigstens einen Radkraftkomponente ein auf das jeweili­ ge 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 wer­ den, 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 be­ schleunigendes Radmoment ist. Durch diese unmittelbare Erfassung kann der zuvor erwähnte Schritt der Ermittlung eines Radmomentes entfallen.

Zur Erfassung der für die Ermittlung der Ist-Betriebs­ größe 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 ausge­ schlossen sind.

Alternativ kann jedoch auch eine Radlager-Sensor­ einrichtung 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 vorhan­ den, 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 Übertragungsver­ luste 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 ei­ nem erfassten Radmoment, gegebenenfalls unter Berück­ sichtigung 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 Radkraftkompo­ nente oder dem Radmoment hat den Vorteil, dass damit sehr schnell ein Ist-Motormoment ermittelt werden kann.

Zur Berücksichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeit kann das erfindungsgemäße System um einen Geschwindigkeits­ sensor erweitert sein.

Legt man dagegen Wert auf eine möglichst genaue Berech­ nung des Ist-Motormoments, kann das erfindungsgemäße System gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung eine wei­ tere Sensoreinrichtung umfassen, die die oben genannten Übertragungsverluste an der wenigstens einen Vorrichtung erfasst. Als derartige Vorrichtungen kommen unter ande­ rem 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 Radkraft­ komponente 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 Radkraft­ komponente 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 da­ durch durchgeführt werden, dass die Beurteilungseinrich­ tung die ermittelte Ist-Betriebsgröße mit einer Soll-Be­ triebsgröße vergleicht. Die Genauigkeit dieser Beurtei­ lung kann noch dadurch erhöht werden, dass die Beurtei­ lungseinrichtung aus dem Vergleich von Soll- und Ist-Be­ triebsgröße 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 ei­ nes 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 Wich­ tigkeit. Deshalb kann das System gemäß einer vorteilhaf­ ten 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 Kraftfahr­ zeugs durch das erfindungsgemäße System ergeben, dass das zu überwachende Teilsystem fehlerhaft funktioniert, so kann der Fahrer nach einem Gesichtspunkt 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 ei­ nen 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 Kraftfahr­ zeugs, wie zum Beispiel einem ESP-, Antiblockier- und/oder einem ASR-System, zugeordnet ist beziehungswei­ se sind. Dabei soll "zugeordnet sein" die Möglichkeit einschließen, dass die Stelleinrichtung, und gegebenen­ falls 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 wenig­ stens 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 Motoraus­ gangsmoment abgeleiteten Momentengröße und/oder mit ei­ ner das Radbremsmoment repräsentierenden Bremsgröße ver­ glichen wird und das Vergleichsergebnis zur Fehlererken­ nung verwendet wird.

Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Verfahren dadurch auf, dass eine im Wesentlichen zwischen Fahrun­ tergrund und Radaufstandsfläche wirkende Radkraftkompo­ nente zumindest eines Rades des Kraftfahrzeugs als der wenigstens eine Betriebsparameter erfasst wird. Auf die­ se Weise werden die Vorteile des erfindungsgemäßen Sys­ tems im Verfahren umgesetzt. Dieses Verfahren eignet sich daher besonders zur Anwendung an einem der zuvor genannten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sys­ tems. Bei den nachfolgend angegebenen Ausführungsformen des Verfahrens werden ebenfalls die Vorteile und Beson­ derheiten der entsprechenden Systemausführungen erhal­ ten. Zur ergänzenden Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher auf die Beschreibung des erfin­ dungsgemäßen Systems verwiesen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft dadurch weitergebildet sein, dass der Beurteilungsschritt eine Ermittlung des auf das jeweilige Rad wirkenden Radmo­ ments 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 Überwachung eines Antriebssystems vorzugsweise ein vom Motor abgegebenes Motormoment als Ist-Betriebsgröße er­ mittelt. Dabei können zur weiteren Erhöhung der Genauig­ keit der Ermittlung Übertragungsverluste von wenigstens einer im Momentenübertragungsweg vom Motor zum Rad ange­ ordneten 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 ei­ ner 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 vor­ gegeben sein. Daneben kann aber auch eine Betätigung eines Fahrereingriffsmittels, beispielsweise eines Pe­ dals, 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 Beeinflus­ sen eines Betriebszustands des Kraftfahrzeugs nach Maß­ gabe des Beurteilungsergebnisses.

Besonders einfach kann der Betriebszustand des Kraft­ fahrzeugs 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:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems;

Fig. 2 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Ver­ fahrens;

Fig. 3 einen Teil eines mit einem Reifen-Seitenwand­ sensor ausgestatteten Reifens;

Fig. 4 beispielhafte Signalverläufe des in Fig. 3 dar­ gestellten Reifen-Seitenwandsensors;

Fig. 5 eine alternative Ausführungsform eines erfin­ dungsgemäßes Systems;

Fig. 6 ein Prinzipschaltbild zur Beurteilung der Funk­ tionstüchtigkeit des Motors des Kraftfahrzeugs.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Systems. Eine Sensoreinrichtung 10 ist einem Rad 12 zu­ geordnet, wobei das dargestellte Rad 12 stellvertretend für die Räder eines Fahrzeugs gezeigt ist. Die Sensor­ einrichtung 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 Stellein­ richtung 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 Erfassungsergebnis­ se 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 Beurteilungs­ einrichtung 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 Abhän­ gigkeit des Signals Einfluss auf das den Betriebszustand des Fahrzeugs, insbesondere auf das Rad 12, genommen werden kann. Ein solcher Einfluss kann über einen Motor­ eingriff und/oder einen Bremseneingriff erfolgen. Die Motorleistung kann gemäß einem Gesichtspunkt der Erfin­ dung durch Verstellung des Zündzeitpunktes und/oder durch Änderung der Drosselklappenstellung und/oder durch gezielte Einspritzausblendungen erfolgen.

Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens im Rahmen der vorlie­ genden Erfindung, wobei eine Beurteilung der Funktions­ fähigkeit des Antriebssystems des Kraftfahrzeugs darge­ stellt ist. Zunächst wird die Bedeutung der einzelnen Schritte angegeben:

S01: 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-Betriebs­ größe des Motors aus der ermittelten Umfangskraft.

S04: Erfassen einer Stellung des Gaspedals des Fahr­ zeugs.

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 Fig. 2 gezeigte Verfahrensablauf kann so oder in ähnlicher Weise bei einem heck- oder auch einem frontge­ triebenen Fahrzeug erfolgen. In Schritt S01 wird bei­ spielsweise eine Deformation eines Reifens in Radial- oder 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 vergli­ chen. Übersteigt das Ist-Motormoment das Soll- Motormoment nicht, wird in Schritt S07 das Antriebssys­ tem 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 Sicherheits­ gründen 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 Fig. 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 Be­ trachtung in Richtung der Drehachse D des Reifens 32 dargestellt. Die Reifen-/Side-Wäll-Sensoreinrichtung umfasst zwei Sensorvorrichtungen 20, 22, die karosserie­ fest 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 Mess­ wertgeber 24, 26, 28, 30 (Streifen) mit vorzugsweise in Umfangsrichtung verlaufenden Feldlinien versehen. Die magnetisierten Flächen weisen abwechselnde magnetische Polarität auf.

Fig. 4 zeigt die Verläufe des Signals Si der innen, das heißt näher an der Drehachse des Rades 12, angeordneten Sensorvorrichtung 20 gemäß Fig. 3 und des Signals Sa der außen, das heißt weiter von der Drehachse D des Ra­ des 12 weg, angeordneten Sensorvorrichtung 22 gemäß Fig. 3. Eine Rotation des Reifens 32 wird über die sich ändernde Polarität der Messignale 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 Rad­ kräfte erfasst werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfin­ dung ist es von besonderem Vorteil, wenn in Umfangsrich­ tung 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 ge­ schlossen werden, was eine Überprüfung oder Überwachung des korrekten Antriebs- beziehungsweise Bremsenbetriebs ermöglicht.

Fig. 5 zeigt einen alternative Ausführungsform des in Fig. 1 gezeigten Systems. Ein Fahrzeug 36 mit Rädern 12 umfasst ein Reifensteuergerät 38. Dieses Reifensteuerge­ rät kommuniziert über eine Schnittstelle (beispielsweise CAN) mit einem Motormanagementsystem 40 (beispielsweise ME7 beziehungsweise Cartronic). Zwischen diesem Motorma­ nagementsystem 40 und einer Einheit 42, die beispiels­ weise Motor, Getriebe und Bremsen des Fahrzeugs 36 rep­ räsentiert, ist wiederum eine Schnittstelle vorgesehen. In oder an den Reifen 32 der Räder 12 ist je eine Rei­ fen-/Side-Wall-Sensoreinrichtung der Fig. 3 angeordnet, die an jedem Reifen eine in Umfangsrichtung des Rades 12 wirkende Kraft oder ein das Rad 12 beschleunigendes be­ ziehungsweise verzögerndes Radmoment erfasst. Zwischen dieser Reifen-/Side-Wall-Sensoreinrichtung und dem Rei­ fensteuergerät 38 liegt ebenfalls eine Schnittstelle.

Fig. 6 zeigt ein Systemschaltbild zur Beurteilung einer Fehlerreaktion anhand eines erfassten Radmoments. Über den Signalweg 50 wird ein über einen Gaspedalsensor er­ mitteltes Soll-Motormoment an einen Subtrahierer 52 übertragen. Der Gaspedalsensor erfasst die Winkelstellung oder Niederdrückstellung des Gaspedals durch den Fahrer, woraus das Soll-Motormoment bestimmt wird. Über den Sig­ nalweg 54 werden Kupplungs- und Getriebeverluste an den Subtrahierer 52 übertragen. Der Subtrahierer 52 liefert als Ausgangssignal des Signalwegs 56 ein um Kupplungs- und Getriebeverluste reduziertes Soll-Motormoment, was in diesem Falle im Wesentlichen einem Soll-Radmoment entspricht. Dieses Soll-Radmoment wird an einen Subtra­ hierer 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 Sig­ nalwegs 62 zu einer Vergleichsschaltung 64. Die Ver­ gleichsschaltung 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 Feh­ lersignal aus, überschreitet die Soll-Ist-Differenz den vorbestimmten Schwellenwert nicht, so gibt die Ver­ gleichsschaltung 64 kein Fehlersignal aus.

Ähnlich kann das Bremssystem überwacht werden. Da in der Regel zwischen Bremsscheibe und Rad keine weiteren Über­ tragungsverluste auftreten beziehungsweise vernachläs­ sigbar sind, sind die Signalwege 50, 54 sowie der Sub­ trahierer 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, vor­ bestimmten 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 an­ stelle einer Reduzierung des Motormoments und eines Ver­ gleichs 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 illustra­ tiven 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 (25)

1. System zur Überwachung eines Kraftfahrzeug- Teilsystems (42), durch welches die Fahrzeuggeschwindig­ keit beeinflussbar ist, wobei das System eine Beurtei­ lungseinrichtung (14) umfasst, welche nach Maßgabe we­ nigstens eines Betriebsparameters des Fahrzeugs (36) eine Ist-Betriebsgröße des Teilsystems (42) ermittelt und anhand der ermittelten Ist-Betriebsgröße die Funkti­ onsfähigkeit 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 Radaufstandsfläche wir­ kende 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) ermit­ telt.

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 gekennzeich­ net, dass die wenigstens eine erfasste Radkraftkomponen­ te 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-Sensoreinrich­ tung (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 Teil­ system (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) ange­ ordneten Momentenübertragungsvorrichtung berücksichtigt.

8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu überwachende Teil­ system (42) ein Bremssystem (42) des Kraftfahrzeugs (36) ist und die von der Beurteilungseinrichtung (14) ermit­ telte 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 Schwel­ lenwert 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 Fahrer­ eingriffsmittel-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 Kraftfahr­ zeugs (36) nach Maßgabe des Steilsignals beein­ flusst.

13. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (16), und gegebenenfalls auch die Beurteilungseinrichtung (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 Radmomen­ tengröße ermittelt wird und diese Radmomentengröße
mit einer aus dem Motorausgangsmoment abgeleiteten Momentengröße und/oder
mit einer das Radbremsmoment repräsentierenden Bremsgröße verglichen wird und das Vergleichsergeb­ nis 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 Ver­ fahren die folgenden Schritte umfasst:

• - Erfassen (S01) wenigstens eines Betriebsparameters des Fahrzeugs,
• - Ermittlung (S03) einer Ist-Betriebsgröße des Teil­ systems (42) nach Maßgabe des erfassten Betriebspa­ rameters 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 Radaufstandsfläche 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 Er­ mittlung (S02) des auf das jeweilige Rad (12) wirkenden Radmoments anhand der wenigstens einen von der Radkraft- Sensoreinrichtung (10) erfassten Radkraftkomponente um­ fasst.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn­ zeichnet, dass im Erfassungsschritt (S01) eine Radum­ fangskraft und/oder ein das jeweilige Rad (12) verzö­ gerndes oder beschleunigendes Radmoment erfasst wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, dass das zu überwachende Teilsys­ tem (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, da­ durch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung (S03) ei­ nes Ist-Motormoments als Ist-Betriebsgröße Übertragungs­ verluste von wenigstens einer im Momentenübertragungsweg vom Motor zum Rad (12) angeordneten Momentenübertra­ gungsvorrichtung berücksichtigt werden.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, da­ durch 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, da­ durch 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 Fahrerein­ griffsmittels durch den Fahrer erfasst wird (S04) und
dass die Soll-Betriebsgröße aus der erfassten Betä­ tigung des Fahrereingriffsmittels ermittelt wird (S05).

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 23, da­ durch 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, da­ durch gekennzeichnet, dass die Beeinflussung eines Be­ triebszustands 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.