DE102005016110A1 - Roll direction determination method for motor vehicle, involves assigning phase shift to rotation signals from rotation sensors in first roll direction and changing phase shift in roll direction opposite first roll direction - Google Patents

Roll direction determination method for motor vehicle, involves assigning phase shift to rotation signals from rotation sensors in first roll direction and changing phase shift in roll direction opposite first roll direction Download PDF

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Abstract

The method involves receiving the out-of-phase number of the rotation signals (S1-S4) from rotation sensors (1) arranged in different wheels (2) of a motor vehicle, and then assigning phase shift to the rotation signals in the first roll direction (R). A change in the phase shift of the rotation signals is performed in the roll direction opposite the first roll direction. The phase shift in the rotation signals is compensated based on steering angle or wheel slippage. The phase shift is assigned to the rotation numbers in the first roll direction if vehicle is driven in straight direction. An independent claim is included for the roll direction determining device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln der Rollrichtung eines Fahrzeugs.The The invention relates to a method and a device for determining the rolling direction of a vehicle.

Aus der internationalen Patentanmeldung WO 98/48284 ist ein Verfahren zur Erkennung der Drehrichtung eines Rades mittels Hall-Sonden bekannt, bei dem drei Hall-Sonden nacheinander am Umfang eines Rades angeordnet sind. Aus den Ausgangssignalen der drei Hall-Sonden werden zwei Auswertesignale gewonnen, durch deren Vergleich die Drehrichtung des Rades ermittelt wird.Out International patent application WO 98/48284 is a method known for detecting the direction of rotation of a wheel by means of Hall probes, in which three Hall probes arranged successively on the circumference of a wheel are. The output signals of the three Hall probes become two evaluation signals obtained by comparing the direction of rotation of the wheel determined becomes.

In der Deutschen Patentschrift DE 195 15 448 C1 ist eine Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl und der Drehrichtung eines Elektromotors mit einem Hallgebersystem und einem Magnetsystem offenbart, die ortsfest am Elektromotor angeordnet sind. Ein magnetisch leitfähiges Teil läuft mit der Ankerwelle des Motors um und steuert den magnetischen Fluss am Hallgebersystem. Zwei magnetische Kreise sind derart angeordnet, dass durch Verschiebung des magnetisch leitfähigen Teils der erste magnetische Kreis vor dem zweiten magnetischen Kreis geschlossen wird.In the German patent DE 195 15 448 C1 discloses a device for detecting the speed and the direction of rotation of an electric motor with a Hall sender system and a magnetic system, which are arranged stationarily on the electric motor. A magnetically conductive part reverses the armature shaft of the motor and controls the magnetic flux at the Hall sender system. Two magnetic circuits are arranged such that the first magnetic circuit is closed in front of the second magnetic circuit by displacement of the magnetically conductive part.

Die Deutsche Offenlegungsschrift DE 43 11 267 A1 betrifft einen Positionsgeber zur Überwachung der Winkelstellung, Winkelgeschwindigkeit und Drehrichtung einer angetriebenen Welle. Der Positionsgeber weist einen mit der Welle verbundenen, am Umfang mehrpolig lateral magnetisierten Läufer auf, der mit Magnetfeldsensoren zusammenwirkt. Für die Bestimmung der Drehrichtung der Welle werden von zwei Magnetfeldsensoren zwei gegeneinander phasenverschobene Ausgangssignale erzeugt.The German Offenlegungsschrift DE 43 11 267 A1 relates to a position sensor for monitoring the angular position, angular velocity and direction of rotation of a driven shaft. The position transmitter has a rotor connected to the shaft, multipolar laterally magnetized on the circumference of the rotor, which cooperates with magnetic field sensors. To determine the direction of rotation of the shaft two mutually phase-shifted output signals are generated by two magnetic field sensors.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum einfachen und zuverlässigen Ermitteln der Rollrichtung eines Fahrzeugs bereitzustellen.In front In this background, the present invention is now the task underlying, a method and an apparatus for simple and reliable determination to provide the rolling direction of a vehicle.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.According to the invention this Task by a method and a device with the features the independent one claims solved.

Demgemäß ist bei einem Verfahren zum Ermitteln der Rollrichtung eines Fahrzeugs vorgesehen, dass die phasenverschobenen Drehzahlsignale von wenigstens an drei unterschiedlichen Rädern angeordneten Drehzahlsensoren empfangen werden. Die Phasenverschiebung der Drehzahlsignale wird einer ersten Rollrichtung zugeordnet. Eine Änderung der Phasenverschiebung der Drehzahlsignale wird als eine der ersten Rollrichtung entgegengesetzte Richtung ausgegeben.Accordingly, at a method for determining the rolling direction of a vehicle, that the phase-shifted speed signals of at least three different wheels arranged speed sensors are received. The phase shift The speed signals are assigned to a first rolling direction. A change in the Phase shift of the speed signals is considered one of the first Rolling direction opposite direction issued.

Die Vorrichtung zum Bestimmen der Rollrichtung eines Fahrzeugs weist wenigstens an drei unterschiedlichen Rädern angeordnete Drehzahlsensoren und eine Auswerteeinheit auf. Die Auswerteeinheit ordnet die Phasenverschiebung der von den Dreh zahlsensoren erzeugten Signale einer ersten Rollrichtung und eine Änderung in der Phasenverschiebung eine der ersten Rollrichtung entgegengesetzten Richtung zu.The Device for determining the rolling direction of a vehicle has at least on three different wheels arranged speed sensors and an evaluation unit. The evaluation unit orders the phase shift the signals generated by the rotational speed sensors of a first rolling direction and a change in the phase shift one of the first rolling direction opposite direction to.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.advantageous Embodiments and developments of the invention are the subject the dependent claims and the description with reference to the drawing.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, an unterschiedlichen Rädern angeordnete Drehzahlsensoren für die Erkennung der Rollrichtung eines Fahrzeugs ("Vorwärts-/Rückwertserkennung") zu nutzen. Zur Erfassung der Rollrichtung eines Fahrzeugs bzw. der Drehrichtung der Räder ist es somit nicht erforderlich, mehrere Sensoren an einem Rad anzuordnen.The The idea underlying the present invention is that on different wheels arranged speed sensors for to use the recognition of the rolling direction of a vehicle ("forward / reverse detection"). to Detecting the rolling direction of a vehicle or the direction of rotation the wheels Thus, it is not necessary to arrange several sensors on a wheel.

Besonders vorteilhaft lässt sich die Erfindung im Zusammenhang mit einem Antiblockiersystem eines Kraftfahrzeugs nutzen. Dessen ohnehin vorhandenen Drehzahlsensoren können zur Erkennung der Rollrichtung des Fahrzeugs genutzt werden. Auf zusätzliche Sensoren kann verzichtet werden.Especially advantageous the invention in connection with an anti-lock braking system use of a motor vehicle. Its already existing speed sensors can be used to detect the rolling direction of the vehicle. On additional Sensors can be dispensed with.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt dabei:The Invention will be described below with reference to the schematic figures The drawings specified embodiments explained in more detail. It shows attended:

1 einen mit einer Auswerteeinheit verbundenen Drehzahlsensor; 1 a speed sensor connected to an evaluation unit;

2 vier gegeneinander phasenverschobene Drehzahlsignale. 2 four mutually phase-shifted speed signals.

In allen Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente – sofern nichts Anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden.In all figures of the drawing are the same or functionally identical elements - if nothing else is indicated - with the same reference numerals have been provided.

In 1 ist ein Drehzahlsensor 1 dargestellt, der an einem Rad 2 eines Fahrzeugs angeordnet ist. Als Drehzahlsensoren eignen sich vorzugsweise Hall-Sensoren.In 1 is a speed sensor 1 pictured on a wheel 2 a vehicle is arranged. Hall sensors are preferably suitable as speed sensors.

Der Drehzahlsensor 1 gibt, gegebenenfalls über entsprechende Logik- oder Verstärkerschaltungen, ein Drehzahlsignal S1 an eine Auswerteeinheit 3 aus. Die Auswerteeinheit 3 empfängt weitere Drehzahlsignale S2, S3, S4 von drei weiteren an drei weiteren Rädern angeordneten (nicht dargestellten) Drehzahlsensoren. Bei der Auswerteeinheit 3 handelt es sich um das Steuergerät eines Antiblockiersystems, in dem ein Programm bzw. eine Routine zur Bestimmung der Rollrichtung des Fahrzeugs gespeichert ist.The speed sensor 1 if necessary via appropriate logic or amplifier Schaltun gene, a speed signal S 1 to an evaluation 3 out. The evaluation unit 3 receives further speed signals S 2 , S 3 , S 4 of three further arranged on three other wheels (not shown) speed sensors. At the evaluation unit 3 it is the control unit of an anti-lock braking system in which a program or a routine for determining the rolling direction of the vehicle is stored.

Die Drehzahlsignale S1–S4 weisen jeweils zueinander eine Phasenverschiebung auf. Die Drehzahlsignale können den einzelnen Drehzahlsensoren und damit den Rädern zugeordnet werden. Der zeitliche Abstand der Drehzahlsignale der an den unterschiedlichen Rädern angeordneten Drehzahlsensoren zueinander oder, noch einfacher, die Reihenfolge der Drehzahlsignale definiert eine erste Rollrichtung R.The speed signals S 1 -S 4 each have a phase shift to each other. The speed signals can be assigned to the individual speed sensors and thus to the wheels. The time interval between the rotational speed signals of the rotational speed sensors arranged on the different wheels relative to each other or, more simply, the sequence of the rotational speed signals defines a first rolling direction R.

Die Auswerteeinheit 3 ist ferner mit einem Lenkwinkelsensor 4 verbunden. Um eine Verfälschung der Phasenbeziehungen zwischen den einzelnen Drehzahlsignalen S1–S4 der unterschiedlichen Sensoren zu vermeiden, darf eine Bestimmung der Rollrichtung entweder nur erfolgen, wenn erkannt wird, dass das Fahrzeug im Wesentlichen geradeaus fährt oder eine Kompensation des Lenkwinkels erfolgt. In beiden Fällen liefert der Lenkwinkelsensor 4 die hierfür notwendige Information.The evaluation unit 3 is further provided with a steering angle sensor 4 connected. In order to avoid a falsification of the phase relationships between the individual speed signals S 1 -S 4 of the different sensors, a determination of the rolling direction may be made only if it is detected that the vehicle is driving substantially straight or compensation of the steering angle. In both cases, the steering angle sensor provides 4 the information necessary for this.

Die Ermittlung der Rollrichtung erfolgt besonders zuverlässig, wenn zusätzlich ein eventueller, unterschiedlicher Schlupf der Räder in der Phasenbeziehung der Drehzahlsignale S1–S4 berücksichtigt und kompensiert wird.The determination of the rolling direction is particularly reliable, if in addition a possible, different slip of the wheels in the phase relationship of the speed signals S 1 -S 4 is taken into account and compensated.

Ein Sensor 5 übermittelt der Auswerteeinheit 3 die vom Fahrzeugführer eingelegte Fahrstufe. Je nachdem, ob es sich um einen Vorwärts- oder Rückwärtsgang handelt, wird eine erste Rollrichtung R als "vorwärts" oder "rückwärts" klassifiziert.A sensor 5 the evaluation unit transmits 3 the driving position engaged by the driver. Depending on whether it is a forward or reverse gear, a first rolling direction R is classified as "forward" or "backward".

Bei einem Stillstand wird die Reihenfolge bzw. die Phasenlage oder Phasenbeziehung der Drehzahlsignale S1–S4 abgespeichert. Bewegt sich das Fahrzeug wieder, kann nach den ersten drei Impulsen, die von drei der vier Drehzahlsensoren stammen, festgestellt werden, ob sich die Rollrichtung geändert hat.At a standstill, the order or the phase relationship or phase relationship of the speed signals S 1 -S 4 is stored. If the vehicle moves again, it can be determined after the first three pulses, which come from three of the four speed sensors, whether the rolling direction has changed.

In 2 ist die Phasenverschiebung zwischen den vier Drehzahlsignalen S1–S4 in einer schematischen Darstellung veranschaulicht. Da die Drehzahlsignale jeweils einem anderen Rad des Fahrzeugs zugeordnet werden können, spiegelt die Sequenz der Signale eine Rollrichtung des Fahrzeugs wieder. Folglich kann aus der Abfolge der Drehzahlsignale S1-S4 festgestellt werden, ob sich die Drehrichtung der Räder ändert bzw. ob das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts rollt.In 2 is the phase shift between the four speed signals S 1 -S 4 illustrated in a schematic representation. Since the speed signals can each be assigned to another wheel of the vehicle, the sequence of signals reflects a rolling direction of the vehicle. Consequently, it can be determined from the sequence of the speed signals S 1 -S 4 , whether the direction of rotation of the wheels changes or whether the vehicle rolls forward or backward.

Obgleich die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.Although the present invention above based on a preferred embodiment It is not limited to this, but in many ways and modifiable.

So sei die Erfindung nicht auf den in den vorstehenden Figuren dargestellten, speziellen Aufbau beschränkt. Vielmehr kann eben dieser auf beliebige Art und Weise modifiziert werden, ohne dass vom grundlegenden Prinzip der Erfindung abgewichen wird.So the invention is not limited to that shown in the preceding figures, limited special structure. Rather, just this can be modified in any way without departing from the basic principle of the invention.

Statt der Verwendung von als Hall-Sensoren ausgebildete Drehzahlsensoren können deren Funktion auch magnetoresistive Sensoren und/oder Induktiv-Sensoren verwendet werden, wenngleich sich Induktiv-Sensoren in der vorliegenden Ausführung eher schlechter eignen, da sie für ihre Funktion eine Mindestgeschwindigkeit erfordern.Instead of the use of designed as Hall sensors speed sensors can their function also magnetoresistive sensors and / or inductive sensors used, although inductive sensors in the present Execution rather worse suitable, since they are for their function require a minimum speed.

11
DrehzahlsensorSpeed sensor
22
Radwheel
33
Auswerteeinheitevaluation
44
LenkwinkelsensorSteering angle sensor
55
Sensorsensor
RR
Rollrichtungrolling direction
S1–S4 S 1 -S 4
DrehzahlsignalSpeed signal

Claims (11)

Verfahren zum Ermitteln der Rollrichtung eines Fahrzeugs, wobei – die phasenverschobenen Drehzahlsignale (S1, S2, S3) von wenigstens an drei unterschiedlichen Rädern angeordneten Drehzahlsensoren empfangen werden, – die Phasenverschiebung der Drehzahlsignale (S1, S2, S3) einer ersten Rollrichtung R zugeordnet wird und – eine Änderung in der Phasenverschiebung der Drehzahlsignale als eine der ersten Rollrichtung R entgegengesetzte Richtung ausgegeben wird.A method for determining the rolling direction of a vehicle, wherein - the phase-shifted speed signals (S 1 , S 2 , S 3 ) are received by at least three different wheels arranged speed sensors, - the phase shift of the speed signals (S 1 , S 2 , S 3 ) a the first rolling direction R is assigned and a change in the phase shift of the rotational speed signals is output as a direction opposite to the first rolling direction R. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenverschiebung der Drehzahlsignale (S1, S2, S3) um Lenkeinschläge und/oder Radschlupf kompensiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the phase shift of the rotational speed signals (S 1 , S 2 , S 3 ) is compensated by steering angles and / or wheel slip. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenverschiebung der Drehzahlsignale (S1, S2, S3) nur dann einer ersten Rollrichtung R zugeordnet wird, wenn das Fahrzeug im Wesentlichen geradeaus fährt.Method according to the preceding claim, characterized in that the phase shift of the rotational speed signals (S 1 , S 2 , S 3 ) is assigned to a first rolling direction R only when the vehicle is traveling substantially straight ahead. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenverschiebung der Drehzahlsignale (S1, S2, S3) in eine Reihenfolge der Drehzahlsignale abgebildet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the phase shift of the rotational speed signals (S 1 , S 2 , S 3 ) is mapped into an order of the rotational speed signals. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rollrichtung R in Abhängigkeit einer Fahrstufenauswahl als vorwärts oder rückwärts klassifiziert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first rolling direction R is dependent on a gear selection as forward or classified backwards becomes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Stillstand des Fahrzeugs die Reihenfolge der Drehzahlsignale (S1, S2, S3) abgespeichert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at standstill of the vehicle, the sequence of the speed signals (S 1 , S 2 , S 3 ) is stored. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Drehzahlsignale (S1, S2, S3, S4) von genau vier Drehzahlsensoren, die an vier Rädern angeordnet sind, ausgewertet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that rotational speed signals (S 1 , S 2 , S 3 , S 4 ) of exactly four rotational speed sensors, which are arranged on four wheels, are evaluated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlsignale von den Drehzahlsensoren an ein Steuergerät eines Antiblockiersystems ausgeben werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the speed signals from the speed sensors to a control unit an anti-lock system. Vorrichtung zum Bestimmen der Rollrichtung eines Fahrzeugs, enthaltend: – wenigstens an drei unterschiedlichen Rädern (2) angeordnete Drehzahlsensoren (1), – eine Auswerteeinheit (3), die die Phasenverschiebung der von den Drehzahlsensoren (1) erzeugten Drehzahlsignale (S1, S2, S3) einer ersten Rollrichtung R zuordnet und eine Änderung in der Phasenverschiebung der Drehzahlsignale (S1, S2, S3) als eine der ersten Rollrichtung R entgegengesetzte Richtung ausgibt.Device for determining the rolling direction of a vehicle, comprising: - at least three different wheels ( 2 ) arranged speed sensors ( 1 ), - an evaluation unit ( 3 ), which determines the phase shift of the speed sensors ( 1 Speed signals (S 1 , S 2 , S 3 ) assigned to a first rolling direction R and outputs a change in the phase shift of the speed signals (S 1 , S 2 , S 3 ) as one of the first rolling direction R opposite direction. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlsensoren (1) die Drehzahlsignale an ein Steuergerät eines Antiblockiersystems ausgeben.Device according to the preceding claim, characterized in that the speed sensors ( 1 ) output the speed signals to a control unit of an anti-lock brake system. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, gekennzeichnet durch eine Auswerteeinheit (3), in der ein Programm zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche abgespeichert ist.Device according to one of the preceding device claims, characterized by an evaluation unit ( 3 ), in which a program for carrying out a method according to one of the preceding method claims is stored.
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