DE102008009522A1

DE102008009522A1 - Verfahren zur Kalibrierung von Radgeschwindigkeiten

Info

Publication number: DE102008009522A1
Application number: DE102008009522A
Authority: DE
Inventors: Tobias Munko; Gerhard Ruhnau; Axel Stender; Ingo Tha
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 2008-02-16
Filing date: 2008-02-16
Publication date: 2009-08-20
Anticipated expiration: 2028-02-17
Also published as: CN101509936A; US8336364B2; GB2457357B; DE102008009522B4; GB2457357A; US20090205401A1; GB0901421D0; CN101509936B

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Kalibrieren von Radgeschwindigkeitssignalen vorgeschlagen, die von Raddrehzahlsensoren (5 bis 8) in einem Fahrzeug (12) gemessen werden, wobei das Fahrzeug (12) mit mindestens einem Längsbeschleunigungssensor (11) ausgerüstet ist. Während der Beschleunigungs- oder Verzögerungsphasen des Fahrzeugs (12) wird das Signal des Längsbeschleunigungssensors (11) integriert und das so gewonnene Fahrzeug-Geschwindigkeitssignal mit den Signalen der einzelnen Raddrehzahlsensoren (5 bis 8) verglichen. Danach wird geprüft, ob eine eventuelle Abweichung bei einem Rad innerhalb eines Toleranzbandes liegt. Bei einer größeren Abweichung eines Rades wird der parametrierte Reifenumfang so lange adaptiv nachkalibriert, bis die Abweichung wieder innerhalb des Toleranzbandes liegt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kalibrierung von Radgeschwindigkeiten gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 oder 2.
Bei Fahrzeugen, insbesondere Nutzfahrzeugen, sind verschiedene Systeme zur Verbesserung der Fahrstabilität bekannt. Hierzu gehören z. B. ABS (Antiblockiersystem, z. B. DE 197 47 689 B4 ), EBS (elektronisches Bremssystem, z. B. DE 198 54 788 A1 ), ESC (Electronic Stability Control, z. B. DE 103 38 879 A1 ) und RSS (Rollover Stability System, z. B. DE 101 35 020 A1 ). Es sind auch andere Bezeichnungen bzw. Abkürzungen gebräuchlich. Für alle diese Systeme ist es wichtig, sowohl die einzelnen Radgeschwindigkeiten als auch die Fahrzeuggeschwindigkeit möglichst exakt bestimmen zu können. Für die Messung der Radgeschwindigkeit sind Radsensoren bekannt. Diese bestehen aus einem feststehenden magnetfeldempfindlichen Sensor, der einen Zahnkranz abfühlt, der sich mit dem Rad dreht. Derartige Zahnkränze haben in der Regel eine Zähnezahl von 100 oder von 80. Die so gemessenen Raddrehzahlen werden den oben genannten Elektroniken zugeführt und dort weiter verarbeitet.
Die Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt dabei nach bestimmten bekannten Regeln aus den einzelnen Radgeschwindigkeiten. Naturgemäß ist die Fahrzeuggeschwindigkeit dabei von der Größe bzw. dem Umfang der montierten Reifen abhängig. Für eine möglichst genaue Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit ist also eine Kenntnis der Reifengröße unbedingt notwendig.
Bei der Herstellung der Fahrzeuge (Zugfahrzeuge oder Anhänger) werden die passenden Reifen montiert und deren Größe am Bandende den jeweiligen eingebauten Elektroniken mitgeteilt bzw. parametriert.
Nach längerem Betrieb der Nutzfahrzeuge können sich jedoch die Werte für die Reifen ändern. Es können z. B. vom Betreiber des Nutzfahrzeuges Reifen mit abweichendem Durchmesser montiert werden. Weiter kann der Durchmesser der Originalreifen durch Abnutzung verringert werden. Dies hat zur Folge, dass die ursprünglich parametrierten Reifengrößen nicht mehr stimmen und deshalb eine exakte Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeit nicht mehr möglich ist. So ergibt sich z. B. bei einem abgefahrenen Reifen eine scheinbar zu hohe Fahrzeuggeschwindigkeit, da sich dieser mit höherer Geschwindigkeit dreht.
Durch einen sogenannten Reifenabgleich, der von den obengenannten Elektroniken durchgeführt werden kann, ist es bekannt, bei einzelnen Reifen, die deutlich von der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit abweichen, deren Drehzahlwert mit einem Korrekturfaktor zu versehen und hierdurch die in der Elektronik verarbeitete Geschwindigkeit dieses Reifens wieder an die Geschwindigkeiten der anderen Reifen anzupassen.
Diese Methode führt jedoch nicht zum Ziel bzw. wird nicht durchgeführt, wenn alle Reifengrößen vom ursprünglich beim Hersteller parametrierten Wert gleichmäßig abweichen. In diesem Fall wird die Fahrzeuggeschwindigkeit von den oben genannten Elektroniken falsch berechnet und deren korrekte Funktion ist nicht mehr gewährleistet.
Eine genaue Kenntnis der Fahrzeuggeschwindigkeit ist besonders bei dem oben erwähnten RSS-System wichtig, welches ein Umkippen von Nutzfahrzeugen in Kurven verhindern soll. Hierzu wird bei Kurvenfahrten eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs bestimmt, und falls diese einen Grenzwert überschreitet, das Fahrzeug automatisch abgebremst. Die Querbeschleunigung kann dabei entweder durch einen separaten Querbeschleunigungssensor gemessen werden, oder aber auch aus der Differenz der Raddrehzahlen der rechten und linken Seite des Fahrzeugs berechnet werden. Eine Abweichung zwischen der parametrierten Reifengröße und der tatsächlichen Reifengröße führt zur fehlerhaften Berechnung der Radgeschwindigkeiten. Dieser Fehler geht in die Berechnung der Querbeschleunigung des Fahrzeugs quadratisch ein.
Falls, wie oben erwähnt, eine Fahrzeuggeschwindigkeit durch abgefahrene Reifen von der Elektronik zu hoch eingeschätzt wird, wird dabei das Fahrzeug zu früh abgebremst. Die Grenze für die Umkippverhinderung wird also nicht ausgenutzt, da das Fahrzeug in Wirklichkeit langsamer fährt, als von der Elektronik angenommen.
Falls umgekehrt eine Fahrzeuggeschwindigkeit von der Elektronik zu niedrig eingeschätzt wird, wird das Fahrzeug zu spät abgebremst und kann möglicherweise umkippen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Methode zur Korrektur der aus den Raddrehzahlen bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit anzugeben, durch welche die oben genannten Unterschiede bei den Reifendurchmessern kompensiert werden.
Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 und 2 enthaltene Verfahren gelöst. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige Weiterbildungen. In Anspruch 10 ist eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben.
Es sind zwar bereits in Fahrzeuge eingebaute Elektroniken bekannt, die einen Längsbeschleunigungssensor aufweisen ( DE 10 2006 003 674 A1 ). Diese dienen aber einem anderen Zweck, nämlich der Fahrtrichtungserkennung.
Die Erfindung wird im folgenden mittels einer Zeichnung (1) näher erläutert.
Diese zeigt schematisch ein Anhängerfahrzeug (12) mit einer Deichsel (9) und Rädern (1 bis 4), das mit einer ABS-, EBS-, ESC- oder RSS-Elektronik (10) ausgerüstet ist.
Gemäß der Erfindung ist die Elektronik (10) des Fahrzeugs mit mindestens einem Längsbeschleunigungssensor (11) ausgerüstet. Während bestimmter, unten näher erläuterter Beschleunigungs- oder Verzögerungsphasen des Fahrzeugs werden die Signale des Längsbeschleunigungssensors (11) zu einer Fahrzeuggeschwindigkeit integriert und mit den Geschwindigkeitssignalen einzelner Raddrehzahlsensoren (5 bis 8) verglichen. Dabei wird für jedes Rad überprüft, ob eine Differenz zwischen den beiden Werten vorliegt und ob diese innerhalb eines Toleranzbandes liegt. Bei einer Abweichung vom Toleranzband bei einzelnen Rädern wird der parametrierte Reifenumfang adaptiv nachkalibriert, solange bis die Differenz wieder innerhalb des Toleranzbandes liegt. Das Toleranzband kann dabei eine Abweichung der einzelnen Radgeschwindigkeiten von 0 bis 2% der Fahrzeuggeschwindigkeit zulassen.
Alternativ kann man auch während der Beschleunigungs- oder Verzögerungsphasen die Signale der Drehzahlsensoren differenzieren, und die so gewonnenen Fahrzeug-Verzögerungssignale bzw. -Beschleunigungssignale mit dem Signal des Längsbeschleunigungssensors vergleichen. Auch dabei wird ein Toleranzband ausgewertet und ein oder mehrere abweichende Reifendurchmesser werden nachkalibriert, bis die Abweichung wieder innerhalb des Toleranzbandes liegt.
Damit das Verfahren möglichst fehlerfrei abläuft, wird es nur bei bestimmten, eindeutigen Fahrsituationen angewendet.
Zweckmäßig wird das Verfahren nur durchgeführt, solange keine ABS-Regelung läuft. In diesem Fall entsprechen durch den erhöhten Radschlupf die Drehzahlsignale der Räder nicht der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Weiter wird die gemessene Längsbeschleunigung nur dann ausgewertet, wenn ein Fehler aufgrund eines Offsets des Längsbeschleunigungssensors (11) durch die Elektronik (10) kompensiert worden ist.
Weiter wird die gemessene Längsbeschleunigung nur dann ausgewertet, wenn Fehler aufgrund einer Einbauneigung des Längsbeschleunigungssensors (11) durch die Elektronik (10) kompensiert worden sind.
Weiter wird die gemessene Längsbeschleunigung nur dann ausgewertet, wenn keine Berg- oder Talfahrt des Fahrzeugs vorliegt. In diesem Fall würden sich die Werte des Beschleunigungssensors durch die überlagerte Erdanziehung verfälschen. Das Vorliegen einer Berg- oder Talfahrt kann durch bekannte Verfahren nachgewiesen werden.
Weiter wird die gemessene Längsbeschleunigung nur dann ausgewertet, wenn sie innerhalb bestimmter Grenzen liegt. So werden durch den Längsbeschleunigungssensor gemessene zu hohe oder zu geringe Beschleunigungswerte, die weniger genau sein können, nicht verwendet.
Alle oben genannten Einschränkungen können einzeln oder auch in Kombination angewendet werden.
Wie oben bereits erwähnt, wird das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise bei einem Anhängerfahrzeug angewendet. Bei diesem steht nämlich ein Tachosignal, wie es im Zugfahrzeug vorhanden ist, zur Kontrolle der Raddrehzahlsensoren nicht zur Verfügung. Eine denkbare Übertragung des Tachosignals vom Zugfahrzeug zum Anhängerfahrzeug ist aus technischen Gründen nicht ohne weiteres möglich.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird zweckmässig so realisiert, dass eine vorhandene ABS-, EBS-, ESC- oder RSS-Elektronik mit einem Längsbeschleu nigungssensor ergänzt wird, oder dass ein in einer RSS-Elektronik bereits vorhandener Querbeschleunigungssensor durch einen mindestens zweidimensional, also in Quer- und Längsrichtung messenden Beschleunigungssensor ersetzt wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren bietet den Vorteil, dass auf eine Parametrierung der Reifengröße am Bandende beim Fahrzeughersteller verzichtet werden kann. Mit dem Verfahren ist es möglich, eine Kalibrierung automatisch während der Fahrt durchzuführen. Dabei lässt sich auch eine falsche Zähnezahl eines Polrades nachkalibrieren. Damit führt ein Reifenwechsel oder ein Reifenverschleiß im Betrieb nicht zu einer Beeinträchtigung der RSS-Funktion.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19747689 B4 [0002]
- DE 19854788 A1 [0002]
- DE 10338879 A1 [0002]
- DE 10135020 A1 [0002]
- DE 102006003674 A1 [0013]

Claims

Verfahren zum Kalibrieren von Radgeschwindigkeitssignalen, die von Raddrehzahlsensoren (5 bis 8) in einem Fahrzeug (12) gemessen werden, wobei das Fahrzeug (12) mit mindestens einem Längsbeschleunigungssensor (11) ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, dass während Beschleunigungs- oder Verzögerungsphasen des Fahrzeugs (12) das Signal des Längsbeschleunigungssensors (11) integriert wird und das so gewonnene Fahrzeug-Geschwindigkeitssignal mit den Signalen der einzelnen Raddrehzahlsensoren (5 bis 8) verglichen wird.
Verfahren zum Kalibrieren von Radgeschwindigkeitssignalen, die von Raddrehzahlsensoren (5 bis 8) in einem Fahrzeug (12) gemessen werden, wobei das Fahrzeug (12) mit mindestens einem Längsbeschleunigungssensor (11) ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, dass während Beschleunigungs- oder Verzögerungsphasen des Fahrzeugs (12) die Signale der Drehzahlsensoren (5 bis 8) differenziert werden und die so gewonnenen Fahrzeug-Verzögerungssignale mit dem Signal des Längsbeschleunigungssensors (11) verglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Vergleich geprüft wird, ob eine eventuelle Abweichung innerhalb eines Toleranzbandes liegt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer bei einem Rad festgestellten Abweichung vom Toleranzband ein parametrierter Reifenumfang adaptiv nachkalibriert wird, bis die Abweichung bei diesem Rad wieder innerhalb des Toleranzbandes liegt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Längsbeschleunigungssensor (11) gemessene Längsbeschleunigung nur dann ausgewertet wird, wenn keine ABS-Regelung läuft.
Verfahren nach oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessene Längsbeschleunigung nur dann ausgewertet wird, wenn ein Fehler aufgrund eines Offsets des Längsbeschleunigungssensors (11) kompensiert worden ist.
Verfahren nach oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessene Längsbeschleunigung nur dann ausgewertet wird, wenn Fehler aufgrund einer Einbauneigung des Längsbeschleunigungssensors (11) kompensiert sind.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessene Längsbeschleunigung nur dann ausgewertet wird, wenn keine Berg- oder Talfahrt des Fahrzeugs vorliegt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessene Längsbeschleunigung nur dann ausgewertet wird, wenn sie innerhalb bestimmter Grenzen liegt.
Verfahren nach oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es in einem Anhängerfahrzeug (12) eingesetzt wird.
Vorrichtung zur Kalibrierung von Radgeschwindigkeitssignalen in einem Fahrzeug (12), dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (12) mit einer ABS-, EBS-, ESC- oder RSS-Elektronik (10) versehen ist, wobei diese mit einem mindestens zweidimensional messenden Beschleunigungssensor (11) ausgerüstet ist.