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Hintergrund der Erfindung
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1. Technisches Gebiet
der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen magnetischen Rotationsdetektor
zur Erfassung der Rotationsgeschwindigkeit eines Fahrzeugrads, eine
Fahrzeugsteuervorrichtung, die den magnetischen Rotationsdetektor
verwendet, und ein Verfahren zur Bestimmung einer Abnormität bei einem
Magnetrotor.
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Magnetische Rotationssensoren sind
als Vorrichtung zur Erfassung der Rotaionsgeschwindigkeit eines
Fahrzeugsrads bekannt (z.B. aus der japanischen Offenlegungsschrift
No. 3-59416 (Seiten 3 und 4, 1)).
Ein magnetischer Rotationssensor dieser Bauart, besteht aus Magnetkörpern und
einem Detektor. Die Magnetkörper
sind in gleichen Abständen
an einem Außenumfangsabschnitt
eines Rotors angeordnet, der synchron mit dem Objekt rotiert, dessen
Rotationsgeschwindigkeit erfasst werden soll. Der Detektor ist ein
Aufnehmer, wie etwa eine Hall-Vorrichtung,
oder dergleichen, und ist außerhalb des
Rotors angeordnet, wobei er diesem gegenüberliegt. Falls der Rotor rotiert,
verursachen die am Außenumfang
des Rotors angeordneten Magnetkörper eine Änderung
des magnetischen Flusses um den Aufnehmer. Der Aufnehmer erfasst
die Änderung
des magnetischen Flusses und gibt ein Signal aus. Dadurch können Bewegungen
der Magnetkörper,
die die Änderung
des magnetischen Flusses hervorrufen, das heißt, die Rotation des Rotors,
basierend auf dem Ausgangssignal des Ausnehmers erfasst werden.
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Ein derartiger magnetischer Rotationssensor ist
auf der Rotationsachse der Räder,
oder dergleichen, angeordnet. Da der Montageaufbau des magnetischen
Rotationssensors nicht abgedichtet werden kann, dringen unvermeidlich
Fremdkörper
in den Sensor ein. Falls Eisenteile, oder dergleichen, in den Sensor
eingedrungen sind, können
sich diese an die Magnetkörper,
die am Außenumfangabschnitt
des Rotors angeordnet sind, anhaften und die Veränderung des magnetischen Flusses
stören.
Falls die Änderung
des magnetischen Flusses auf diese Weise gestört wird, wird fälschlicherweise
eine Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit erfasst, selbst wenn der
Rotor mit konstanter Geschwindigkeit rotiert.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es,
einen magnetischen Rotationsdetektor, der die an den Magnetkörpern des
Rotors anhaftenden Fremdkörper
erfassen kann, eine Fahrzeugsteuervorrichtung, die den magnetischen
Rotationsdetektor verwendet, und ein Verfahren zur Bestimmung einer
Abnormität
bei dem Magnetrotor zu liefern.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft
einen magnetischen Rotationsdetektor mit einem Magnetrotor, der
Magnetkörper
aufweist, die in vorgegebenen Abständen am Außenumfang des Magnetrotors angeordnet
sind, und einem Erfassungskörper,
der eine bei rotierendem Magnetrotor erzeugte Änderung des magnetischen Flusses
erfasst. Der magnetische Rotationsdetektor umfasst ferner einen
Abnormitätsbestimmungsabschnitt,
der eine scheinbare Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit des
Magnetrotors basierend auf einem von dem Erfassungskörper erfassten
Messwert überwacht,
und bestimmt, dass sich der Magnetrotor in einem Abnormitätszustand befindet,
falls die Schwankung bei einer bestimmten Position des Magnetrotors
auftritt.
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Falls eine Abnormität, wie etwa
an einem der Magnetkörper
des Magnetrotors anhaftende Fremdkörper, oder dergleichen, auftritt,
unterscheidet sich die Änderung
des magnetischen Flusses bei der Position dieses Magnetkörpers von
einer normalen Änderung.
Dies ergibt im Wesentlichen dasselbe Ergebnis, wie im Falle einer
Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit bei dieser Position. Das
heißt,
es wird eine scheinbare Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit
hervorgerufen. Wie oben erwähnt,
wird dagegen angenommen, dass ein Abnormitätszustand vorliegt, falls eine
scheinbare Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit bei einer bestimmten
Position erfasst wird.
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Vorzugsweise erfasst der Abnormitätsbestimmungsabschnitt
die Schwankung bei der bestimmten Position des Magnetrotors, indem
er den Abstand zwischen den scheinbaren Positionen derjenigen Magnetkörper bestimmt,
die der scheinbaren Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit entsprechen.
Bei den Magnetkörpern,
die der scheinbaren Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit entsprechen,
kann es sich auch nur um einen einzelnen Magnetkörper handeln, da sich der Magnetkörper öfter als
einmal an dem Erfassungskörper
vorbeibewegt. Zweckmäßigerweise
wird der Abstand basierend auf dem Produkt aus dem Zeitinterval
der Rauscherzeugung in einem von dem Erfassungskörper erfassten Ausgabesignal
und der Rotationsgeschwindigkeit des Magnetrotors zum Zeitpunkt
der Rauscherzeugung berechnet.
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Vorzugsweise wird der Magnetrotor
als abnormal bestimmt, falls die scheinbare Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit
bei der bestimmten Position für
eine bestimmte Zeitdauer, oder länger, anhält. Dabei
werden Abnormitäten,
wie etwa häufiges
Auftreten von Rauschen, zeitweise Beeinträchtigung durch Fremdkörper, und
dergleichen, nicht als Abnormität
des Magnetrotors angesehen. Folglich ist präzises Messen möglich. Vorzugsweise
wird bestimmt, dass eine scheinbare Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit
vorliegt, falls der Betrag des abgeleiteten Werts der Rotationsgeschwindigkeit
des Magnetrotors einen bestimmten Wert übersteigt.
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Vorzugsweise urteilt der Abnormitätsbestimmungsabschnitt,
dass die Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit bei der bestimmten
Position eine Abnormität
ist, die auf an dem Magnetrotor anhaftende Metallteile zurückzuführen ist.
Es wird nämlich
allgemein angenommen, dass anhaftende, nichtmetallische Teile keinen
Einfluss auf den magnetischen Fluss haben und deshalb keine Änderung
des magnetischen Flusses, d.h., keine scheinbare Schwankung der
Rotationsgeschwindigkeit, verursachen.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung
betrifft eine Fahrzeugsteuervorrichtung mit einer Vielzahl von Radgeschwindigkeitsdetektoren,
von denen jeder die Radgeschwindigkeit eines entsprechendes Rads
mittels des zuvor erwähnten
magnetischen Rotationsdetektors erfasst, und eine Fahrbahnunebenheitsbestimmungseinrichtung,
die einen Unebenheitszustand der Fahrbahnoberfläche basierend auf der von dem
Radgeschwindigkeitsdetektor gemessenen Radgeschwindigkeit bestimmt.
Falls der Abnormitätsbestimmungsabschnitt
der Fahrzeugsteuervorrichtung bestimmt, dass sich der Magnetrotor
in einem Abnormitätszustand
befindet, nimmt die Fahrbahnunebenheitsbestimmungseinrichtung die Bestimmung
der Fahrbahnunebenheit mit einer verminderten Gewichtung derjenigen
Radgeschwindigkeit vor, die mittels des als abnormal betrachteten magnetischen
Rotationsdetektors erfasst wurde.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung
betrifft eine Fahrzeugsteuervorrichtung mit einer Vielzahl von Radgeschwindigkeitsdetektoren,
von denen jeder die Radgeschwindigkeit eines entsprechenden Rads mittels
des zuvor beschriebenen magnetischen Rotationsdetektors erfasst,
und einer Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung, die die
Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf den jeweiligen, von den Radgeschwindigkeitsdetektoren
gemessenen Radgeschwindigkeiten bestimmt. Falls der Abnormitätsbestimmungsabschnitt
der Fahrzeugsteuervorrichtung bestimmt, dass sich der Magnetrotor
in einem Abnormitätszustand
befindet, nimmt die Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung die
Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit mit einer verminderten Gewichtung
derjenigen Radgeschwindigkeit vor, die von dem als abnormal betrachteten
magnetischen Rotationsdetektor erfasst wurde.
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Ein vierter Aspekt der Erfindung
betrifft eine Fahrzeugsteuervorrichtung mit einem Radgeschwindigkeitsdetektor,
der den zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen magnetischen Rotationsdetektor verwendet,
und einer Fahrzeugsteuereinrichtung, die das Fahrzeugverhalten basierend
auf der durch den Radgeschwindigkeitsdetektor gemessenen Radgeschwindigkeit
steuert. Die Fahrzeugsteuereinrichtung verhindert die Ausführung der
Fahrzeugsteuerung in voller Stärke,
falls der Abnormitätsbestimmungsabschnitt
bestimmt, dass der Magnetrotor abnormal ist.
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Falls bei dem Magnetrotor eine Abnormität erfasst
wird, muß die
von dem magnetischen Rotationsdetektor gemessene Radgeschwindigkeit
als wenig zuverlässig
eingeschätzt
werden. Falls die Bestimmungen der Fahrbahnunebenheit und der Fahrzeuggeschwindigkeit,
oder die Fahrzeugsteuerung unter Verwendung eines erfassten Messwerts,
der als wenig verlässlich
anzusehen ist, durchgeführt werden,
kann die Zuverlässigkeit
der Bestimmungen oder der Steuerung nicht gewährleistet werden. In diesem
Fall, werden fehlerhafte Bestimmungen oder Steuervorgänge verhindert,
indem die Bestimmungen ausgesetzt werden, die erfassten Messwerte
von der Vorgaben für
der Bestimmungen ausgeschlossen werden, oder indem verhindert wird,
dass die Steuerung in voller Stärke
ausgeführt
wird.
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Ebenso ist es zweckmäßig, die
Bestimmung der Fahrbahnunebenheit oder der Fahrzeuggeschwindigkeit
erst dann durchzuführen,
nachdem ein Messergebnis (Radgeschwindigkeit), das durch den für abnormal
gehaltenen magnetischen Rotationsdetektor erfasst wird, ausgenommen
wurde.
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Ein fünfter Aspekt der Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Abnormität bei einem
Magnetrotor mit Magnetkörpern,
die mit einem vorgegebenen Abständen
an dessen Außenumfang angeordnet
sind. Dieses Verfahren umfasst Schritte der Erfassung einer Änderung
des magnetischen Flusses, die bei rotierendem Magnetrotor durch
die Magnetkörper
hervorgerufen wird, der Überwachung einer
scheinbaren Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit des Magnetrotors
basierend auf der erfassten Änderung
des magnetischen Flusses, der Bestimmung, ob die Schwankung der
Rotationsgeschwindigkeit bei einer bestimmten Position des Magnetrotors
auftritt, und der Bestimmung, dass sich der Magnetrotor in einem
Abnormitätszustand
befindet, falls festgestellt wird, dass die Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit
bei einer bestimmten Position des Magnetrotors auftritt.
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Die zuvor erwähnten und weitere Ziele, Merkmale
und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung
vorteilhafter Ausführungsbeispiele
mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen, in denen gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen
versehen sind, deutlich, wobei
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1 eine
schematische Ansicht eines magnetischen Rotationsdetektors gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist;
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2 ein
Blockschaltbild ist, das den Aufbau einer Fahrzeugsteuervorrichtung
zeigt, die den in 1 dargestellten
magnetischen Rotationsdetektor als Radgeschwindigkeitssensor verwendet;
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3 ein
Ablaufdiagramm ist, das den Betrieb des in 1 dargestellten magnetischen Rotationsdetektors
zeigt;
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4 ein
Ablaufdiagramm ist, das den Betrieb der in 2 dargestellten Fahrzeugsteuervorrichtung
zeigt;
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5A bis 5C Teilvorderansichten sind,
die die Anordnung der Magnete an den Magnetrotoren anderer Ausführungsformen
des in 1 dargestellten
magnetischen Rotationsdetektors zeigen.
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Ausführliche
Beschreibung vorteilhafter Ausführungsbeispiele
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Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
ausführlich
beschrieben. Um das Verständnis
der folgenden Beschreibung zu vereinfachen, werden in den Zeichnungen,
soweit wie möglich,
gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die
Wiederholung gleicher Beschreibungsteile wird vermieden.
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1 ist
eine schematische Ansicht eines magnetischen Rotationsdetektors
gemäß eines
Ausführungsbeispiels
der Erfindung. Dabei ist zu beachten, dass in 1 nur ein Teil des Magnetrotors 10 gezeigt
ist. Der Magnetrotor 10 hat die Form einer runden Scheibe.
Magnete 11 sind in einheitlichen Abständen an dem Außenumfang
des Magnetrotors 10 angeordnet und stehen von diesem ab.
Zwischen benachbarten Magneten 11 ist jeweils ein Spalt 12 ausgebildet.
Ein Aufnehmer (Erfassungskörper) 15 befindet
sich nahe an dem Außenumfang
des Magnetrotors 10, und ist in einer Stelle befestigt,
dass der Aufnehmer 15 stillsteht, während der Magnetrotor 10 rotiert.
Als Aufnehmer 15 können
verschiedene Sensoren verwendet werden, deren Ausgabesignalamplitude
sich mit der Änderung
des magnetischen Flusses in ihrer Umgebung ändert. Bevorzugt eingesetzt werden
beispielsweise Sensoren, die das Phänomen der elektrischen Induktion,
den Hall-Effekt, den Magnetwiderstand, oder dergleichen, nutzen.
Das Signal des Aufnehmers 15 wird über einen Abnormitäts- bzw.
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Störungsbestimmungsabschnitt 17 ausgegeben.
Der Abnormitätsbestimmungsabschnitt
besteht aus einer CPU, einem Speicher, und dergleichen, und beurteilt
die Gültigkeit
des Ausgabesignals des Aufnehmers 15. Falls eine Abnormität auftritt,
unterdrückt
der Abnormitätsbestimmungsabschnitt 17 entweder
die Ausgabe eines Signals, das auf der Signalausgabe des Aufnehmers 15 basiert,
oder fügt
dem Ausgabesignal des Aufnehmers 15 ein die Abnormität anzeigendes
Signal hinzu, und gibt das resultierende Signal aus.
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2 ist
ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung
gemäß dem Ausführungsbeispiel
zeigt, bei dem der magnetische Rotationsdetektor als Radgeschwindigkeitssensor
eingesetzt wird. Zur Vereinfachung ist in 2 nur ein Rad dargestellt, obwohl es
tatsächlich vier
Räder sind.
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Die Rotationsachse eines Rads 20 ist
mit einer Bremsscheibe 21, sowie mit einem Magnetrotor 10 ausgestattet.
Der Aufnehmer 15 ist an einem Teil der Fahrzeugkarosserie
angebracht, der nicht mit der Rotationsachse des Rads 20 gekoppelt
ist. Ein Bremssattel 22 zur Übertragung der Bremskraft ist
so angeordnet, dass die Bremsscheibe 21 von dem Bremssattel 22 umgriffen
wird. Der Bremssattel 22 ist mit einem Radzylinder 51 versehen,
der den Bremssattel 22 hydraulisch betätigt.
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Der Radzylinder 51 eines
jeden Rads ist mit einem Aktuator 50 zur Steuerung des
hydraulischen Drucks verbunden. Der Aktuator 50 ist über einen Hauptzylinder 52 mit
einem Bremspedal 52 verbunden.
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Eine Fahrzeugsteuer-ECU 3 besteht
aus einer CPU, einem Speicher, und dergleichen. Programme zur hardware- oder softwaremäßigen Steuerung
des Fahrzeugs sind in der Fahrzeugsteuer-ECU 3 gespeichert.
Eine Radgeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung 16 ist in
der Fahrzeugsteuer-ECU 3 vorgesehen. Die Radgeschwindigkeitbestimmungsseinrichtung 16 umfasst
den zuvor erwähnten
Abnormitätsbestimmungsabschnitt 17 und einen
Radgeschwindigkeitsbestimmungsabschnitt 18, der basierend
auf dem Ausgabesignal des Aufnehmers 15 die Geschwindigkeit
jedes Rads bestimmt. Die Fahrzeugsteuer-ECU 3 umfasst ferner einen
Fahrbahnunebenheitsbestimmungsabschnitt 32, einen Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungsabschnitt 33 und
einen Bremssteuerabschnitt 31. Der Fahrbahnunebenheitsbestimmungsabschnitt 32 bestimmt
den Zustand der Fahrbahnoberfläche,
auf der das Fahrzeug fährt,
basierend auf der durch die Radgeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung 16 bestimmten
Radgeschwindigkeit. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungsabschnitt 33 bestimmt
die Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, d.h. die Fahrzeuggeschwindigkeit.
Der Bremssteuerabschnitt 31 steuert die auf die Räder übertragenen
Bremskräfte,
indem er den Aktuator 50 basierend auf den erfassten Messwerten
steuert. Eine Warnlampe 4 ist mit dem Bremssteuerabschnitt 31 verbunden.
Im dem hier dargestellten Fall, ist der zuvor erwähnte Abnormitätsbestimmungsabschnitt 17 in
der Radgeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung 16 eingebaut,
die wiederum in der Fahrzeugsteuer-ECU 3 installiert ist.
Der Abnormitätsbestimmungsabschnitt 17 oder
die gesamte Radgeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung 16 können jedoch auch
unabhängig
von der Fahrzeugsteuerungs-ECU 3 vorgesehen sein.
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Im Folgenden wird die Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung
in Verbindung mit dem Betrieb des Radgeschwindigkeitssensors, d.h.
dem magnetischen Rotationsdetektor gemäß dem Ausführungsbeispiel, beschrieben. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das
den Betrieb des magnetischen Rotationsdetektors als ein Radgeschwindigkeitssensor
zeigt. 4 ist ein Ablaufdiagramm,
das den Betrieb der Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung basierend
auf dem vom Radgeschwindigkeitssensor erfassten Messwert darstellt.
Die Fahrzeugsteuer-ECU 3 führt die in den 3 und 4 dargestellten
Abläufe
regelmäßig zu bestimmten
Taktzeiten durch, nachdem der Zündschlüssel des
Fahrzeugs angeschaltet wurde.
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Zunächst wird der Betrieb des magnetischen Rotationsdetektors
beschrieben. Die Radgeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung 16 liest
zunächst das
Ausgabesignal des Aufnehmers 15 ein, der als Erfassungskörper fungiert
(Schritt S1). Der Magnetrotor 10 ist koaxial zum Rad 20 befestigt
und rotiert deshalb synchron mit dem Rad 20. während der
Magnetrotor 10 rotiert, bewegen sich die Magnete 11 und
die Spalte 12 abwechselnd an dem Aufnehmer 15 vorbei,
wodurch sich der magnetische Fluss um den Aufnehmer periodisch ändert. Das
Ausgabesignal des Aufnehmers 15 ändert sich gemäß dieser Änderung
des magnetische Flusses. Daraufhin prüft der Abnormitätsbestimmunsabschnitt 17 basierend
auf dem Ausgabesignal, ob eine scheinbare Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit
des Magnetrotors 10 an einer bestimmten Position des Magnetrotors 10 aufgetreten
ist (Schritt S2).
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Genauer gesagt, falls ein abgeleiteter
Wert DVX (die scheinbare Radbeschleunigung) der Radgeschwindigkeit,
die vom Radgeschwindigkeitsbestimmungsabschnitt 18 basierend
auf dem Ausgabesignal des Aufnehmers 15 berechnet wird,
gleich oder kleiner ist als –10G
(gleich oder größer ist
als der Betrag 10G), wird der abgeleitete Wert als Rauschen des
Ausgabesignals angesehen, und ein Rauscherzeugungsinterval des Ausgabesignals
wird als TFE definiert. Eine solche scheinbare Radbeschleunigung
mit stark negativem Wert tritt auf, falls der Aufnehmer 15 die
Magnete 11 aufgrund einer Abnormität in der Änderung des magnetisches Flusses,
die auf anhaftende Metallteile, oder dergleichen, zurückzuführen ist,
nicht mehr erfassen kann. Die Radgeschwindigkeit zum Zeitpunkt der
Rauscherzeugung des Ausgabesignals wird als VWFE definiert. Es ist jedoch
zu beachten, dass diese Radgeschwindigkeit vor der Durchführung einer
Korrektur bezüglich
zweier oder mehrerer Räder
erhalten wird. Die Radgeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Rauscherzeugung kann
vom Rauschen beeinträchtigt
werden und ist deshalb ungenau. Deshalb ist es nicht ratsam, diese Radgeschwindigkeit
zur Bestimmung der Radgeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Rauscherzeugung zu
verwenden. Daher sollte zweckmäßigerweise
eine Radgeschwindigkeit zu einem Zeitpunkt, der nahe an dem Zeitpunkt
der Rauscherzeugung liegt und zu dem die Radgeschwindigkeit durch
das Rauschen nicht beeinträchtigt
werden kann, beispielsweise eine Radgeschwindigkeit zu einem Zeitpunkt,
der eine bestimmte Zeit vor oder nach dem Zeitpunkt der Rauscherzeugung
liegt, oder eine Durchschnittsradgeschwindigkeit über einen
bestimmten Zeitraum nahe dem Zeitpunkt der Rauscherzeugung, als
Radgeschwindigkeit VWFE zum Zeitpunkt der Rauscherzeugung verwendet
werden. Die bestimmte Zeit und der bestimmte Zeitraum werden zweckmäßigerweise kürzer eingestellt
als die Zeit und der Zeitraum, die das Rad bei Maximalgeschwindigkeit
des Fahrzeugs für
eine Umdrehung (genauer gesagt, für eine volle Umdrehung des
Magnetrotors 10) benötigt.
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Anschließend wird das Produkt aus TFE
und VWFE (d.h., TFE × VWFE)
mit einem vorgegebenen Koeffizienten KFE verglichen. Falls die Beziehung 0.8 × KFE ≤ TFE × VWFE ≤ 1.2 × KFE erfüllt ist,
wird bestimmt, dass eine Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit
bei einer bestimmten Position vorliegt. Das Produkt TFE × VWFE wird
als ein Wert definiert, der der Entfernung entspricht, die von dem
Fahrzeug zwischen zwei Zeitpunkten der Rauscherzeugung im Ausgabesignal
des Aufnehmers 15 zurückgelegt
wird. Dieser Wert entspricht der Strecke entlang des Außenumfangs
des Magnetrotors 10 zwischen zwei Magnetkörpern 14,
die Rauschen erzeugt haben. Der Bestimmungskoeffizient KFE wird als
ein Wert definiert, der der Außenumfangslänge eines
Rads entspricht. Die tatsächliche
Strecke, die das Fahrzeug zwischen den Zeitpunkten der Rauscherzeugung
zurücklegt,
ist deshalb die Strecke, die entsprechend dem Verhältnis aus
dem Raddurchmesser und dem Durchmesser des Magnetrotors 10 erhöht wurde.
Falls sich die Werte TFE und VWFE in ihrer Einheit unterscheiden,
wird der Koeffizient KFE zweckmäßigerweise
unter Berücksichtigung
eines Umrechnungsfaktors festgesetzt. Wenn das Fahrzeug mit niedriger
Geschwindigkeit fährt,
rotieren auch die Räder
mit niedriger Geschwindigkeit und das Ausgabesignal des Aufnehmers 15 kann
nicht stabilisiert werden. In einem solchen Fall, beispielsweise,
bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 10 km/h oder darunter, sollte
von der Abnormitätsbestimmung
besser abgesehen werden.
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Falls eine Schwankung bei einer bestimmten Position
des Magnetrotors 10 bestimmt wird, wird mit Schritt S3
fortgefahren. In Schritt S3 wird der Wert eines Zählers Crf(n)
wird um 1 erhöht,
womit das momentane Programm beendet wird. Der Zähler CRf(n) nimmt einen Wert
n = 1 bis 4 an, der für
jeden Radsensor individuel eingestellt wird. Dieser wert stellt eine
Zeitdauer dar, während
der die Schwankung bei der bestimmten Position erzeugt wird, für den Fall, dass
ein Abnormitätszustand
aufgrund einer anhaltenden Erfassung der Schwankung bestätigt wird. Falls
bestimmt wird, dass keine Schwankung bei der bestimmten Position
vorliegt, wird mit Schritt S4 fortgefahren. Der Wert des Zählers CRf(n)
wird auf 0 zurückgesetzt,
und das Programm wird beendet.
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Eisenteile, oder dergleichen, die
an den Magneten 11 anhaften, werden als ein Grund für die Schwankungen
des Ausgabesignals (eine scheinbare Schwankung der Radgeschwindigkeit)
bei einer bestimmten Position des Rads, d.h. des Magnetrotors 10 ,
angesehen. Eine Änderung
des durch den Aufnehmer 15 erfassten magnetischen Flusses
wird gemäß der Teilung,
mit der die Magnete 11 bezüglich des Aufnehmers 15 angeordnet
sind, verursacht. Falls, wie zuvor geschrieben, Eisenteile an den
Magneten 11 anhaften, tritt an dieser Position keine Änderung
des magnetischen Flusses auf. Der sich dadurch ergebende Zustand
unterscheidet sich von dem Normalzustand, in dem keine Eisenteile,
oder dergleichen, anhaften. Dadurch unterscheidet sich der Rotationszustand
des Magnetrotors 10, der basierend auf dieser Änderung
des magnetischen Flusses berechnet wird, von dem immanenten Drehzustand
des Magnetrotors 10, und eine scheinbar echte Schwankung
der Rotationsgeschwindigkeit wird an einer bestimmten Position am
Außenumfang
des Magnetrotors 10 hervorgerufen. Falls eine solche Schwankung
an dieser bestimmten Position erfasst wird, nimmt der Abnormitätsbestimmungsabschnitt 16 an,
dass Eisenteile an den Magneten 11 anhaften, und stellt
den Zähler
CRf(n) auf einen positiven Wert ein, um zu verhindern, dass fälschlicherweise
eine Schwankung der Rotation erfasst wird.
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Im Folgenden wird der Betrieb der
Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung basierend auf dem vom Radgeschwindigkeitssensor
erfassten Messwerts beschrieben. Zunächst führen der Fahrbahnunebenheitsbestimmunsabschnitt 32 und
der Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungsabschnitt 33 Bestimmungen
der Fahrbahnunebenheit bzw. der Fahrzeuggeschwindigkeit durch, wobei
nur solche Signale verwendet werden, die vom Radgeschwindigkeitssensor
in einem Zustand ausgegeben werden, in dem keine scheinbare Schwankung
bei einer bestimmten Position erfasst wurde, d.h. CRf(n) = 0 (Schritt
S11). Die Bestimmung der Fahrbahnunebenheit ist so gestaltet, dass
beispielsweise ein Unebenheitszustand der Fahrbahnoberfläche gemäß einem ungewöhnlichen
Schwankungsbetrag der Radbeschleunigung abgeschätzt wird. Die Fahrzeuggeschwindigkeit
wird durch Umrechnung der durchschnittlichen Radgeschwindigkeit
(Rotationsgeschwindigkeit) mittels des bekannten Raddurchmessers
bestimmt.
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In Schritt S12 wird bestimmt, ob
der Maximalwert des Zählers
CRf(n) gleich oder größer ist
als ein Schwellwert Th-CRf. Dieser Schwellwert wird auf einen wert
eingestellt, der dem Fall entspricht, in dem eine scheinbare Schwankung
der Radgeschwindigkeit an einer bestimmten Position für eine vorgegebene
Zeitdauer, oder länger,
fortlaufend erfasst wird. Beispielsweise wird der Schwellwert auf
einen Wert entsprechend dem Fall eingestellt, in dem ein solche Schwankung
für 15
Sekunden fortlaufend erfasst wurde.
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Falls bestimmt wird, dass eine scheinbare Schwankung
der Radgeschwindigkeit an der bestimmten Position für die vorgegebene
Zeitspanne, oder länger,
angehalten hat, wird mit Schritt S13 fortgefahren. In Schritt S13
werden ein Flag XABS zur Unterdrückung
der ABS(Antiblockiersystem)-Steuerung
und ein Flag XEBD zur Unterdrückung
der EBD(elektronische Bremskraftverteilungs)-Steuerung auf 1,
d.h auf einen die Unterdrückung
signalisierenden wert, gesetzt. Anschließend wird ein Warnprozess durchgeführt, der
den Fahrer mittels einer Warnlampe 4 auf die Erfassung
einer Abnormität
des Radgeschwindigkeitssensors hinweist (Schritt S14). Zu diesem
Zeitpunkt sollte das Ergebnis der Abnormitätserfassung einem (nicht gezeigten)
Diagnosesystem zugeführt
und darin gespeichert werden, um die Reparatur und Wartung zu erleichtern.
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Falls erfasst wird, dass die Dauer
der scheinbaren Schwankung der Radgeschwindigkeit bei der bestimmten
Position kürzer
war als die vorgegebene Zeitdauer, wird mit Schritt S15 fortgefahren.
In Schritt S15 werden das Flag XABS zur Unterdrückung der ABS-Steuerung und
das Flag XEBD zur Unterdrückung
der EBD-Steuerung auf 0, d.h. auf einen die Aufhebung der Unterdrückung signalisierenden Wert,
gesetzt. Das vorliegende Programm wird damit beendet.
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Falls der Fahrer das Bremspedal 53 betätigt, wird
ein dem Betätigungsbetrag
des Bremspedals 53 entsprichender Hydraulikdruck vom Hauptzylinder 52 auf
den Aktuator 50 übertragen.
Falls die Flags XABS und XEBD auf 0 gesetzt sind, führt der
Bremssteuerabschnitt 31 die ABS-Steuerung und die EBD-Steuerung
aus. Genauer gesagt, führt
der Bremssteuerabschnitt 31 die EBD-Steuerung aus, um die
während des
Bremsvorgangs auf die einzelnen Räder zu übertragenden Bremskräfte auf
der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Radgeschwindigkeit, und
des Fahrbahnoberflächenzustands
zu steuern. Falls eine große
Bremskraft zu übertragen
ist, führt
der Bremssteuerabschnitt 31 ferner die ABS-Steuerung aus, um auf
jedes Rad eine geeignete Bremskraft zu übertragen, während ein
Blockieren der Räder
verhindert wird.
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In diesem Ausführungsbeispiel wird ein als abnormal
erachteter Messwert des Radgeschwindigkeitssensors von den Daten
ausgenommen, die zur Bestimmung der Fahrbahnunebenhait oder der
Fahrzeuggeschwindigkeit herangezogen werden, falls der Abnormitätsbestimmungsabschnitt 17 bestimmt, dass
eine Abnormität
des Radgeschwindigkeitssensors (des magnetischen Rotationsdetektors)
vorliegt. Dadurch wird die Verwendung eines fehlerhaften Werts .
des Radgeschwindigkeitssensors vermieden. Folglich können die
Fahrbahnunebenheitsbestimmung und die Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmung
mit hoher Genauigkeit durchgeführt
werden. Ferner wird dadurch eine etwaige Verhaltenssteuerung des
Fahrzeugs unter Verwendung eines fehlerhaften Werts des Radgeschwindigkeitssensors
ausgeschlossen, da die Vorgänge
zur Fahrzeugverhaltenssteuerung, wie ABS-Steuerung, EBD-Steuerung, oder dergleichen,
für die
Dauer des Abnormitätszustands
unterdrückt
werden. Folglich wird die Durchführung
einer fehlerhaften Steuerung verhindert.
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In dem hier beschriebenen Beispiel
wird ein als fehlerhaft erachteter Messwert des Radgeschwindigkeitssensors
von den Daten ausgeschlossen, die zur Fahrbahnunebenheitsbestimmung
oder zur Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmung herangezogen werden.
Es ist jedoch nicht unbedingt notwendig, ein vom Radsensor erfasstes,
fehlerhaftes Signal von den zur Durchführung dieser Bestimmungen verwendeten
Daten vollständig
auszuschließen.
Das heißt, dass
dieser Messwert bei den Bestimmungen der Fahrbahnunebenheit und
der Fahrzeuggeschwindigkeit mit verminderter Gewichtung verwendet
werden kann. In diesem Fall wird ein korrekter Messwert des Radgeschwindigkeitssensors
bei den Bestimmungen der Fahrbahnunebenheit und der Fahrzeuggeschwindigkeit
stärker
als normal gewichtet. Dadurch wird eine abnormale Bestimmung noch
immer wirkungsvoller verhindert, als wenn ein fehlerhafter Messwert
des Radgeschwindigkeitssensors direkt verwendet wird. Es ist auch
nicht unbedingt notwendig, dass die Fahrzeugverhaltenssteuervorgänge vollständig unterbunden
werden. Das heißt,
anstatt die Steuerungen in voller Stärke auszuführen, können sie auch abgeschwächt durchgeführt werden. Falls
die Steuerungsvorgänge,
wie hier beschrieben, abgeschwächt
ausgeführt
werden, kann das Verhalten des Fahrzeugs korrigiert und gleichzeitig
eine fehlerhafte Steuerung verhindert werden. Dabei kann die Umsetzung
der Steuervorgänge
entsprechend der Zeitdauer (Wert des zuvor erwähnten Zählers CRf(n)) der Abnormitätsbestimmung
abgeschwächt (die Änderungsrate
der Steuergrößen zur
Steuerung des Fahrzeugs basierend auf dem Ausgabesignal des Aufnehmers 15 kann
vermindert werden, wenn bestimmt wird, dass sich der Magnetrotor 10 in
einem abnormalen Zustand befindet) vorgenommen werden. Die Steuervorgänge können unterdrückt werden,
falls eine vorgegebene Zeitdauer überschritten wird.
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Der Aufbau eines Magnetrotors eines
erfindungsgemäßen magnetischen
Rotationsdetektors ist nicht auf den Aufbau des in 1 dargestellten Magnetrotors 10 beschränkt. Beispielsweise
können auch
die in den 5A, 5B und 5C gezeigten Konstruktionen verwendet
werden. In dem in 5A dargestellten
Aufbau sind die Magneten 11a jeweils zwischen benachbarten
Zähnen 13a des
Hauptkörpers eines
zahnradförmigen
Magnetrotors 10a angeordnet. In dem in 5B dargestellten Aufbau sind die Magneten 11b jeweils
in eine der Nuten 14b, die nahe des Außenumfangs des Magnetrotors 10b ausgebildet
sind, eingepasst. In dem in 5C dargestellten
Aufbau sind die Magneten 11c1 und die Magneten 11c2,
die sich gegenseitig in der Anordung der Magnetpole unterscheiden,
abwechselnd in den Nuten 14 angeordnet, die auf einer Seitenfläche des Magnetrotors 10c in
einem Bereich nahe dessen Außenumfang
ausgebildet sind. In jedem Fall kann die Rotationsgeschwindigkeit
der Magnetrotoren 10a, 10b, oder 10c mittels
des Aufnehmers 15 erfasst werden, um eine Änderung
des magnetischen Flusses zu erfassen, die aufgrund der Rotation
der Magnetrotors 10a, 10b, oder 10c in
einem Außenumfangsbereich
auftritt.
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Das hier beschriebene Beispiel behandelt den
Fall, in dem ein erfindungsgemäßer magnetischer
Rotationsdetektor als Radgeschwindigkeitssensor eingesetzt wird.
Der erfindungsgemäße magnetische
Rotationsdetektor kann jedoch genauso als On-board-Sensor oder als
Off-board-Sensor
zur Erfassung der Rotationsgeschwindigkeit einer Brennkraftmaschine,
oder als beliebig anderer Sensor zur Rotationserfassung eingesetzt
werden. Selbst wenn der magnetische Rotationsdetektor als Radgeschwindigkeitssensor
verwendet wird, ist es nicht notwendig, dass der Magnetrotor koaxial
zu dem Rad angeordnet wird. Das heißt, es ist genauso denkbar, dass
der Magnetrotor auf einer Welle angeordnet ist, die rotiert, wobei
die Rotationsgeschwindigkeit des Rads erhöht oder verringert wird. Auch
in diesem Fall wird eine scheinbare Änderung der Rotation, die bei einer
bestimmten Position des Magnetrotors verursacht wird, erfasst. Als
ein Verfahren zur Erfassung einer bestimmten Position des Magnetrotors,
bei der eine scheinbare Rotationsschwankung hervorgerufen wird,
kann diese bestimmte Position, wie oben beschrieben, als eine Umfangsposition
des zu vermessenden Objekts (im vorhergehenden Fall, ein Rad) erfasst
werden. Die bestimmte Position kann auch als Winkelposition des
zu vermessenden Gegenstands, oder als eine Umfangs- oder Winkelposition
des Magnetrotors selbst beschrieben werden.
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Die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind dafür
ausgelegt, ein Ausgabesignal des Aufnehmers zu überwachen und zu bestimmen,
ob eine Abnormität,
wie etwa anhaftende Metallteile, oder dergleichen, an einem bestimmten
Magnetkörper
bei einer bestimmten Position, vorliegt, falls eine scheinbare Rotationsschwankung
des Magnetrotors an dem Magnetkörper
bei der bestimmten Position verursacht wird. Dadurch kann die Bestimmung
einer Abnormität,
wie etwa an den Magnetkörpern
des Magnetrotors anhaftende Metallteile, oder dergleichen, zuverlässig vorgenommen
werden. Ferner können
eine fehlerhafte Bestimmung während der
Rotationsbestimmung, Fehler bei verschiedenen Bestimmungen basierend
auf der erfassten Rotationsgeschwindigkeit, der Geschwindigkeit,
und dergleichen, und Fehler bei den Fahrzeugsteuervorgängen verhindert
werden.