DE102012024632A1

DE102012024632A1 - Speedometer for vehicle i.e. motor car, has detecting sensor detecting movement of moving component of powertrain and chassis of vehicle, and evaluation unit deriving speed measurement value from detected motion using algorithm

Info

Publication number: DE102012024632A1
Application number: DE201210024632
Authority: DE
Inventors: Hartmut Fischer
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2014-06-18

Abstract

The speedometer has a detecting sensor (6) detecting movement of moving components (2, 4, 5) of a powertrain and a chassis of a vehicle. An evaluation unit (7) derives first speed measurement value from detected motion using an algorithm. The evaluation unit monitors second speed measurement value if systematic discrepancy is in the algorithm to correct discrepancy-reduction. A satellite signal receiver (8) is connected with the evaluation unit to determine position of the vehicle based on a received satellite signal and velocity measurement value. Independent claims are also included for the following: (1) a motor car (2) a method for calibration of a tachometer in a vehicle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tachometer, ein Verfahren zu dessen Kalibrierung sowie ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, das ein solches Tachometer verwendet.The present invention relates to a tachometer, a method for its calibration and a vehicle, in particular a motor vehicle, which uses such a tachometer.

Die herkömmlicherweise in Kraftfahrzeugen verbauten Tachometer basieren auf der Überwachung einer Geschwindigkeit, im Allgemeinen einer Rotationsgeschwindigkeit, einer bewegten Komponente eines Antriebsstrangs oder Fahrwerks des Fahrzeugs. Unter der Annahme, dass diese Geschwindigkeit in einem bekannten und reproduzierbaren Zusammenhang mit der Fahrzeuggeschwindigkeit steht, wird der an dieser Komponente erhaltene Geschwindigkeitsmesswert in eine Fahrzeuggeschwindigkeit umgerechnet und auf einem Anzeigeinstrument am Armaturenbrett des Fahrzeugs angezeigt.The tachometers conventionally installed in motor vehicles are based on the monitoring of a speed, generally a rotational speed, a moving component of a drive train or chassis of the vehicle. Assuming that this speed is in a known and reproducible relationship with the vehicle speed, the speed reading obtained on that component is converted to a vehicle speed and displayed on a display instrument on the dashboard of the vehicle.

Der Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeit der bewegten Komponente und der Fahrzeuggeschwindigkeit ist in guter Näherung linear. Systematische Abweichungen von der Linearität können auf das Deformationsverhalten der verwendeten Reifen zurückzuführen sein. Je höher der Druck in einem Reifen ist bzw. je schneller er rotiert, umso geringer ist seine Verformung an der Aufstandsfläche. Wie stark diese Verformung den effektiven Reifenumfang und damit den Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeit der bewegten Komponente und der Fahrzeuggeschwindigkeit beeinflusst, hängt von der Bauart des Reifens ab. Um einerseits sicherzustellen, dass ein Tachometer niemals eine niedrigere als die wahre Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt, andererseits eine möglichst gute Übereinstimmung zwischen angezeigter und wahrer Geschwindigkeit zu erzielen, sind aufwendige Kalibrierarbeiten notwendig, die für jedes Fahrzeugmodell Messungen mit diversen Reifenfabrikaten umfassen.The relationship between the speed of the moving component and the vehicle speed is linear to a good approximation. Systematic deviations from linearity may be due to the deformation behavior of the tires used. The higher the pressure in a tire or the faster it rotates, the lower is its deformation at the footprint. How much this deformation affects the effective tire circumference and thus the relationship between the speed of the moving component and the vehicle speed, depends on the type of tire. On the one hand to ensure that a tachometer never displays a lower than the true vehicle speed, on the other hand to achieve the best possible match between displayed and true speed, complex calibration work is necessary, comprising measurements for each vehicle model with various tire makes.

Der Fahrzeughersteller steht damit vor dem Dilemma, entweder Reifenfabrikate, für die ein genaues Funktionieren des Tachometers garantiert werden kann, explizit anzugeben, oder am Tachometer eine Sicherheitsmarge einzustellen, so dass es bei den getesteten Reifenfabrikaten etwas zu hoch anzeigt, um sicherzugehen, dass auch bei einem nicht getesteten Reifenfabrikat die angezeigte Geschwindigkeit niemals über der wahren Geschwindigkeit liegt.The vehicle manufacturer is thus faced with the dilemma of either explicitly indicating tire makes for which the tachometer can be guaranteed to function, or setting a safety margin on the tachometer so that it is slightly too high for the tested tire makes to ensure that even at In an untested tire make, the displayed speed is never above the true speed.

Eine weitere Ursache für Abweichungen zwischen der von einem Tachometer angezeigten und der wahren Fahrzeuggeschwindigkeit ist die Variabilität der Reifendurchmesser. Wenn Reifen aufgezogen werden, deren Durchmesser von dem der zur Kalibrierung verwendeten Reifen abweicht, dann weisen die Messwerte des Tachometers einen zum Durchmesserunterschied proportionalen Fehler auf. Doch selbst wenn nur Reifen eines zur Kalibrierung verwendeten Typs gefahren werden, ergibt sich ein Problem dadurch, dass der Durchmesser eines Reifens mit abgefahrenem Profil von dem Durchmesser desselben Reifens im Neuzustand um ca. 2% abweichen kann. Das Tachometer muss, um nicht zu hoch anzuzeigen, auf den Durchmesser des neuen Reifens abgestimmt sein. Folglich ist die angezeigte Geschwindigkeit, wenn ein gegebener Prozentsatz des Reifendurchmessers abgefahren ist, um wenigstens eben diesen Prozentsatz falsch.Another cause of deviations between the speed indicated by a speedometer and the true vehicle speed is the variability of tire diameters. If tires are being wound whose diameter differs from that of the tires used for calibration, then the tachometer readings have an error proportional to the diameter difference. However, even when only tires of a type used for calibration are driven, there is a problem that the diameter of a treaded tire may differ from the diameter of the same tire when new by about 2%. The tachometer must be adjusted to the diameter of the new tire, not to high. Thus, when a given percentage of the tire diameter has traveled, the indicated speed is incorrect by at least that percentage.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Tachometer für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, das genaue Messwerte bei reduziertem Eichaufwand liefert.The object of the invention is to provide a tachometer for a motor vehicle, which supplies accurate measured values with reduced calibration effort.

Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Tachometer für ein Fahrzeug mit einem eine Bewegung einer bewegten Komponente eines Antriebsstrangs oder Fahrwerks des Fahrzeugs erfassenden Sensor und einer Auswertungseinheit zum Ableiten eines ersten Geschwindigkeitsmesswerts aus der erfassten Bewegung unter Verwendung eines Algorithmus die Auswertungseinheit eingerichtet ist, den ersten Geschwindigkeitsmesswert auf das Vorliegen einer systematischen Diskrepanz zu einem zweiten Geschwindigkeitsmesswert zu überwachen und bei Vorliegen einer systematischen Diskrepanz an den verwendeten Algorithmus eine die Diskrepanz verringernde Korrektur vorzunehmen. Die Fähigkeit des Tachometers, sich in dieser Weise selbst zu kalibrieren, erlaubt es, die Kalibrierung an einem fertig montierten Fahrzeug für die an diesem Fahrzeug verwendete konkrete Reifen-Felgen-Kombination vorzunehmen und sie im Bedarfsfall während der Gebrauchszeit des Fahrzeugs zu wiederholen. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, Kalibriermessungen an verschiedenen Reifenfabrikaten durchzuführen, was den Entwicklungsaufwand reduziert. Außerdem wird die Sicherheitsmarge für Reifenfabrikate, an denen keine Eichmessungen durchgeführt wurden, nicht benötigt, so dass die angezeigte Geschwindigkeit mit der wahren Geschwindigkeit des Fahrzeugs zuverlässiger übereinstimmt.The object is achieved by the evaluation unit being set up in a speedometer for a vehicle with a sensor detecting a movement of a moving component of a drive train or chassis of the vehicle and an evaluation unit for deriving a first speed measurement value from the detected movement using an algorithm To monitor the velocity measurement for the presence of a systematic discrepancy with a second velocity measurement, and to make a discrepancy-reducing correction if there is a systematic discrepancy with the algorithm used. The ability of the tachometer to self-calibrate in this manner allows the calibration on a finished vehicle to be made for the specific tire-rim combination used on that vehicle and, if necessary, repeated during the period of use of the vehicle. This eliminates the need to carry out calibration measurements on different tire makes, which reduces the development effort. In addition, the safety margin is not needed for tire makes where calibration measurements have not been made so that the indicated speed is more consistent with the true speed of the vehicle.

Als Quelle für den zweiten Geschwindigkeitsmesswert kann hier insbesondere ein an sich bekannter Rollprüfstand dienen, auf dem nach Abschluss der Montage eines Fahrzeugs erste Funktionstests durchgeführt werden.As a source for the second speed measured value, in particular a rolling test bench known per se can be used, on which first functional tests are performed after completion of the assembly of a vehicle.

Um die zweiten Geschwindigkeitsmesswerte von dem Rollprüfstand oder einer anderen geeigneten externen Quelle zu empfangen, sollte das Tachometer einen geeigneten Anschluss aufweisen.To receive the second speed readings from the rolling test bench or other suitable external source, the tachometer should have a suitable port.

Einer bevorzugten Weiterentwicklung zufolge kann an diesen Anschluss ein Fahrzeug-Navigationssystem angeschlossen sein. Derartige Systeme sind heutzutage großenteils in der Lage, aus sukzessiven Messungen der geografischen Position eines Fahrzeugs dessen Geschwindigkeit mit hoher Genauigkeit zu messen, wobei die Qualität einer solchen Messung von den Eigenschaften der Reifen völlig unbeeinflusst ist. Indem die zweiten Geschwindigkeitsmesswerte von einem Fahrzeug-Navigationssystem bezogen werden, ist eine kontinuierliche Kalibrierung des Tachometers über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs hinweg möglich, so dass sich das Tachometer selbsttätig an durch Abnutzung veränderte Reifendurchmesser, durch Reifen- oder Radwechsel verändertes Deformationsverhalten etc. anpassen und von diesen Störeinflüssen unbeeinträchtigt genaue erste Geschwindigkeitsmesswerte liefern kann.According to a preferred further development, a vehicle navigation system can be connected to this connection. Such systems are Nowadays, for the most part, it is able to measure its speed with high accuracy from successive measurements of the geographical position of a vehicle, the quality of such a measurement being completely unaffected by the properties of the tires. By the second speed readings are obtained from a vehicle navigation system, a continuous calibration of the speedometer over the lifetime of the vehicle is possible away, so that the tachometer automatically adapt to wear-modified tire diameter, changed by tire or wheel change deformation behavior, etc. and from these disturbances can deliver undisturbed accurate first speed readings.

Natürlich kann die Auswertungseinheit des Tachometers auch selber mit einem Satelliten-Signalempfänger verbunden und eingerichtet sein, die Position des Fahrzeugs aus einem empfangenen Satellitensignal zu bestimmen und den zweiten Geschwindigkeitsmesswert aus einer Änderung der Position abzuleiten.Of course, the tachometer evaluation unit may itself be connected to a satellite signal receiver and configured to determine the position of the vehicle from a received satellite signal and derive the second speed measurement from a change in position.

Die Auswertungseinheit kann mit einem Anzeigeinstrument verbunden sein, um den ersten Geschwindigkeitsmesswert darauf anzuzeigen. Insbesondere wenn der zweite Geschwindigkeitsmesswert auch bei fahrendem Fahrzeug zur Verfügung steht, kann die Auswertungseinheit eingerichtet sein, einen aus erstem und zweitem Geschwindigkeitsmesswert abgeleiteten, eventuell verbesserten dritten Geschwindigkeitsmesswert auszugeben. Dieser dritte Geschwindigkeitsmesswert kann z. B. ein Mittelwert aus erstem und zweitem Geschwindigkeitsmesswert sein, eventuell jeweils gewichtet mit einem Zuverlässigkeitsgrad des ersten bzw. zweiten Geschwindigkeitsmesswerts.The evaluation unit may be connected to a gauge to display the first velocity reading thereon. In particular, if the second speed measurement value is also available when the vehicle is moving, the evaluation unit may be set up to output a possibly improved third speed measurement value derived from the first and second speed measurement values. This third speed measurement can be z. B. may be an average of the first and second speed measurement, possibly weighted with a degree of reliability of the first and second speed measurement.

Insbesondere kann die Auswertungseinheit eingerichtet sein, bei Nichtverfügbarkeit oder Unzuverlässigkeit des zweiten Geschwindigkeitsmesswerts den ersten Geschwindigkeitsmesswert als dritten Geschwindigkeitsmesswert auszugeben. Eine solche Situation kann sich im oben betrachten Fall der Kalibrierung am Rollprüfstand dann ergeben, wenn die Kalibrierung beendet ist und die Verbindung der Auswertungseinheit, über die diese die zweiten Geschwindigkeitsmesswerte vom Rollprüfstand empfängt, unterbrochen wird. Wenn der zweite Geschwindigkeitsmesswert auf einer Positionsbestimmung auf Grundlage eines Satellitensignals basiert, kann eine Nichtverfügbarkeit oder Unzuverlässigkeit dann auftreten, wenn die Positionsbestimmung an unzureichendem Satellitenempfang scheitert.In particular, the evaluation unit can be set up to output the first speed measurement value as the third speed measurement value if the second speed measurement value is unavailable or unreliable. Such a situation may arise in the above case of rolling bench calibration, when the calibration is complete and the connection of the evaluation unit over which it receives the second speed measurements from the rolling test bench is interrupted. When the second velocity measurement is based on a satellite signal based position determination, unavailability or unreliability may occur if the position determination fails due to insufficient satellite reception.

Transiente Abweichungen zwischen dem ersten Geschwindigkeitsmesswert und der wahren Geschwindigkeit des Fahrzeugs treten auf, wenn eine starke Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs einen nicht vernachlässigbaren Schlupf zwischen den Reifen und der Fahrbahn bewirkt. Daher kann die Auswertungseinheit zweckmäßigerweise eingerichtet sein, im Falle einer schnellen Änderung des ersten Geschwindigkeitsmesswertes bzw. wenn der Betrag der Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs einen Schwellwert überschreitet, den zweiten Geschwindigkeitsmesswert als dritten Geschwindigkeitsmesswert auszugeben.Transient deviations between the first speed reading and the true speed of the vehicle occur when severe acceleration or deceleration of the vehicle causes non-negligible slip between the tires and the roadway. Therefore, in case of a rapid change of the first speed measurement value or if the amount of acceleration or deceleration of the vehicle exceeds a threshold value, the evaluation unit may expediently be set up to output the second speed measurement value as a third speed measurement value.

Umgekehrt kann es zweckmäßig sein, den ersten Geschwindigkeitsmesswert als dritten Geschwindigkeitsmesswert auszugeben, wenn bei einem Fahrzeugstart für eine zuverlässige Berechnung des zweiten Geschwindigkeitsmesswerts benötigte Positionsmessungen noch nicht vorliegen oder die Fahrzeuggeschwindigkeit so niedrig ist, dass Ungenauigkeiten der Positionsmessung die Zuverlässigkeit des zweiten Geschwindigkeitsmesswerts stark beeinträchtigen.Conversely, it may be useful to output the first speed measurement as a third speed measurement if position measurements required at a vehicle start for a reliable calculation of the second speed measurement are not yet available or the vehicle speed is so low that inaccuracies of the position measurement severely affect the reliability of the second speed measurement.

Die Korrektur des Algorithmus kann insbesondere eine Änderung des Umrechnungsfaktors zwischen der erfassten Geschwindigkeit der von dem Sensor überwachten Komponente und der Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen.In particular, the correction of the algorithm may include a change in the conversion factor between the detected speed of the component being monitored by the sensor and the vehicle speed.

Zweckmäßigerweise kann das Tachometer eingerichtet sein, den Gesamtbetrag der Korrekturen ab einem Startzeitpunkt, zweckmäßigerweise der Anbringung von neuen Reifen, zu überwachen und eine Warnung auszugeben, wenn die seit diesem Startzeitpunkt kumulierten Korrekturen groß genug sind, um die Annahme zu rechtfertigen, dass die Reifen abgefahren sind.Conveniently, the tachometer may be arranged to monitor the total amount of corrections from a start time point, conveniently the attachment of new tires, and to issue a warning if the corrections accumulated since that start time are large enough to justify the assumption that the tires drove off are.

Auch ein zu niedriger Reifendruck kann dazu führen, dass der erste Geschwindigkeitsmesswert niedriger wird als der zweite, und so die Ausgabe der Warnung auslösen. Die Warnung kann daher zweckmäßigerweise den Fahrer auffordern, das Reifenprofil oder den Reifendruck zu überprüfen.Also, too low a tire pressure can cause the first speed reading to become lower than the second, triggering the issue of the alert. The warning may therefore expediently prompt the driver to check the tire tread or the tire pressure.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Aus dieser Beschreibung und den Figuren gehen auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt. Es zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying figures. From this description and the figures also show features of the embodiments, which are not mentioned in the claims. Such features may also occur in combinations other than those specifically disclosed herein. Therefore, the fact that several such features are mentioned in the same sentence or in a different type of textual context does not justify the conclusion that they can occur only in the specific combination disclosed; instead, it is generally to be assumed that individual ones of several such features are also omitted or modified can, if this does not affect the functionality of the invention in question. Show it:

1 ein Blockdiagramm eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Tachometer; 1 a block diagram of a motor vehicle with a speedometer according to the invention;

2 ein Blockdiagramm des Tachometers gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung; 2 a block diagram of the tachometer according to a first embodiment of the invention;

3 ein Blockdiagramm des Tachometers gemäß einer zweiten Ausgestaltung; 3 a block diagram of the speedometer according to a second embodiment;

4 ein Blockdiagramm des Tachometers gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung, und 4 a block diagram of the speedometer according to a third embodiment of the invention, and

5 ein Blockdiagramm des Tachometers gemäß einer vierten Ausgestaltung der Erfindung. 5 a block diagram of the tachometer according to a fourth embodiment of the invention.

Das in 1 schematisch dargestellte Kraftfahrzeug hat einen Antriebsstrang mit einem Motor und einem Getriebe, die in der Figur als Einheit mit dem Bezugszeichen 1 versehen sind, einer von der Motor-Getriebe-Einheit 1 ausgehenden, an einem Differential 3 der Hinterachse angreifenden Abtriebswelle 2 und ein Fahrwerk mit Vorder- und Hinterrädern 4, 5.This in 1 schematically illustrated motor vehicle has a drive train with a motor and a transmission, in the figure as a unit with the reference numeral 1 are provided, one of the engine-transmission unit 1 outgoing, at a differential 3 the rear axle engaging output shaft 2 and a chassis with front and rear wheels 4 . 5 ,

Ein Tachometer umfasst wenigstens einen Drehzahlsensor 6, der, wie in 1 gezeigt, an der Abtriebswelle 2, einem Hinterrad 5 oder auch einem – hier nicht angetriebenen – Vorderrad 4 angebracht sein kann. Vorzugsweise sind Drehzahlsensoren 6 an mehreren der genannten oder weiteren geeigneten Einbauorten vorhanden, um redundante Drehzahlmesswerte zu liefern, und/oder um beim Kurvenfahren an rechten und linken Rädern 4, 5 des Fahrzeugs unterschiedliche Drehzahlmesswerte zu erfassen.A tachometer comprises at least one speed sensor 6 who, as in 1 shown on the output shaft 2 a rear wheel 5 or even a - not driven here - front wheel 4 can be appropriate. Preferably, speed sensors 6 present at a plurality of said or other suitable locations to provide redundant speed readings, and / or at cornering left and right wheels 4 . 5 the vehicle to capture different speed readings.

Eine Auswertungseinheit 7 ist einerseits mit dem wenigstens einen Drehzahlsensor 6 und andererseits mit einem Empfänger 8 eines Satelliten-Navigationssystems verbunden. Der Empfänger 8 ist in an sich bekannter Weise eingerichtet, um Funksignale von Navigationssatelliten, insbesondere GPS-Satelliten, zu empfangen und aus diesen die geografische Position des Fahrzeugs zu bestimmen. Anhand von wenigstens zwei in bekanntem Zeitabstand durchgeführten Messungen berechnet der Empfänger 8 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und liefert das Ergebnis als einen zweiten Geschwindigkeitsmesswert an die Auswertungseinheit 7.An evaluation unit 7 on the one hand with the at least one speed sensor 6 and on the other hand with a receiver 8th connected to a satellite navigation system. The recipient 8th is arranged in a manner known per se to receive radio signals from navigation satellites, in particular GPS satellites, and from these determine the geographical position of the vehicle. Based on at least two measurements performed at a known time interval, the receiver calculates 8th the speed of the vehicle and delivers the result as a second speed reading to the evaluation unit 7 ,

Der Empfänger 8 ist mit einem Eingangsanschluss für den zweiten Geschwindigkeitsmesswert an der Auswertungseinheit 7 über eine Steckverbindung 24 verbunden. Diese Steckverbindung kann gelöst werden, um über sie in die Auswertungseinheit 7 anstelle der Geschwindigkeitsmesswerte des Empfängers 8 Geschwindigkeitsmesswerte eines (nicht dargestellten) Rollprüfstandes einzuspielen, auf dem das Kraftfahrzeug nach Abschluss seiner Montage, eventuell auch nach einem Rad- oder Reifenwechsel, getestet wird.The recipient 8th is with an input port for the second velocity reading at the evaluation unit 7 via a plug connection 24 connected. This connector can be solved to pass over it into the evaluation unit 7 instead of the speed readings of the receiver 8th Speed measurement values of a (not shown) Rollprüfstandes on which the motor vehicle after completion of its assembly, possibly even after a wheel or tire change, is tested.

Anhand der von dem wenigstens einen Drehzahlsensor 6 und dem Satelliten-Empfänger 8 gelieferten ersten und zweiten Geschwindigkeitsmesswerte ermittelt die Auswertungseinheit 7 einen verbesserten, dritten Geschwindigkeitsmesswert. Dieser dritte Geschwindigkeitsmesswert muss sich nicht zwangsläufig in seinem Zahlenwert vom ersten oder zweiten Geschwindigkeitsmesswert unterscheiden, wohl aber in seiner Zuverlässigkeit.On the basis of the at least one speed sensor 6 and the satellite receiver 8th delivered first and second speed readings determined by the evaluation unit 7 an improved third speed reading. This third speed measurement need not necessarily differ in its numerical value from the first or second speed measurement, but in its reliability.

Aufbau und Arbeitsweise der Auswertungseinheit 7 werden im Folgenden anhand der Blockdiagramme der 2 bis 4 erläutert. Dabei versteht sich, dass zwar die Auswertungseinheit 7 aus diversen, jeweils den mit Bezug auf 2 bis 4 erläuterten Komponenten entsprechenden Schaltungen zusammengefügt sein kann, dass die Auswertungseinheit 7 aber auch als Mikroprozessor- oder Mikrokontrollersystem implementiert sein kann, in welchem die Funktionen dieser verschiedenen Komponenten durch Programmroutinen implementiert sind, ohne das Schaltungskomponenten eindeutig der einen oder anderen Funktion zugeordnet werden könnten.Structure and operation of the evaluation unit 7 The following are the block diagrams of the 2 to 4 explained. It is understood that although the evaluation unit 7 from various, each with respect to 2 to 4 explained components corresponding circuits may be joined together that the evaluation unit 7 but may also be implemented as a microprocessor or microcontroller system in which the functions of these various components are implemented by program routines, without which the circuit components could be uniquely assigned to one or the other function.

Der in 2 gezeigte Drehzahlsensor 6 kann ein einzelner, wie in 1 gezeigt an einem Rad 4 oder 5, einer Achse oder Welle 2 des Fahrzeugs angeordneter Sensor sein; er kann aber auch für eine Mehrzahl von Sensoren und eine nachgeschaltete Recheneinheit stehen, die die Messwerte der mehreren Sensoren zu einem einzigen ersten Geschwindigkeitsmesswert verrechnet Dieser erste Geschwindigkeitsmesswert liegt an einem Multiplikator 9 an, um mit einem Eichfaktor multipliziert zu werden. Mit dem dabei erhaltenen Produkt wird ein Anzeigeinstrument 10 am Armaturenbrett des Fahrzeugs angesteuert, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs anzuzeigen. Alternativ oder ergänzend kann das Produkt auch an einen Integrator 22 ausgegeben werden, der wiederum ein Anzeigeinstrument 23 ansteuert, um eine gefahrene Weglänge anzuzeigen.The in 2 shown speed sensor 6 can be a single, as in 1 shown on a wheel 4 or 5 , an axle or shaft 2 be arranged sensor of the vehicle; but it can also stand for a plurality of sensors and a downstream processing unit, which calculates the measured values of the multiple sensors to a single first speed measurement value. This first speed measurement value is based on a multiplier 9 to be multiplied by a calibration factor. With the product thus obtained is a display instrument 10 controlled on the dashboard of the vehicle to indicate the speed of the vehicle. Alternatively or additionally, the product may also be supplied to an integrator 22 be issued, which in turn is a display instrument 23 to indicate a distance traveled.

Der Eichfaktor wird von einem Speicherbaustein 11 an den Multiplikator 9 ausgegeben. Welchen Wert der Eichfaktor haben sollte, um ein korrektes Anzeigeergebnis auf dem Anzeigeinstrument 10 zu liefern, hängt ab vom Übersetzungsverhältnis zwischen der Drehzahl der vom Sensor 6 überwachten Komponente und der Drehzahl der Räder 4, 5 sowie von deren Durchmesser, d. h. vom Durchmesser der Reifen, mit denen die Räder 4, 5 bestückt sind. Ein Wert des Eichfaktors, der eine im Wesentlichen korrekte Geschwindigkeitsanzeige bei Verwendung von neuen Reifen eines für das betreffende Fahrzeug vorgeschriebenen Typs und bei korrekt nach Herstellerspezifikation eingestelltem Reifendruck liefert, wird beim Einbau des Tachometers in das Fahrzeug in den Speicherbaustein 11 eingetragen.The calibration factor is determined by a memory chip 11 to the multiplier 9 output. What value should the calibration factor have in order to obtain a correct display result on the display instrument 10 to deliver depends on the gear ratio between the speed of the sensor 6 monitored component and the speed of the wheels 4 . 5 as well as their diameter, ie the diameter of the tires with which the wheels 4 . 5 are equipped. A value of the calibration factor that provides a substantially correct speed indication when used of new tires of a type prescribed for the vehicle in question and if the tire pressure has been set correctly according to the manufacturer's specification, the memory module will be installed when the speedometer is installed in the vehicle 11 entered.

Ein Differenzverstärker 12 empfängt den Ausgabewert des Multiplikators 9 sowie den zweiten Geschwindigkeitsmesswert vom Satelliten-Empfänger 8 und gibt eine Differenz zwischen beiden an ein Addierglied 13 aus. Ein zweiter Eingang des Addierglieds 13 empfängt den vom Speicherbaustein 11 ausgegebenen Eichfaktor. Der Ausgang des Addierglieds 13 ist mit einem Eingang des Speicherbausteins 11 verbunden, um den dort gespeicherten Eichfaktor in regelmäßigen Zeitabständen mit der Ausgabe des Addierglieds 13 zu überschreiben.A differential amplifier 12 receives the output value of the multiplier 9 and the second speed reading from the satellite receiver 8th and gives a difference between both to an adder 13 out. A second input of the adder 13 receives the from the memory chip 11 issued calibration factor. The output of the adder 13 is connected to an input of the memory module 11 connected to the calibration factor stored there at regular intervals with the output of the adder 13 to overwrite.

Wenn die Ausgabe des Multiplikators 9 und der zweite Geschwindigkeitsmesswert übereinstimmen, ist die Ausgabe des Differenzverstärkers 12 Null, und die des Addierglieds 13 ist gleich dem gespeicherten Eichfaktor. In diesem Fall gibt es keine systematische Diskrepanz zwischen dem ersten und dem zweiten Geschwindigkeitsmesswert, und der Eichfaktor bleibt konstant. Ist hingegen z. B. der zweite Geschwindigkeitsmesswert höher als die Ausgabe des Multiplikators 9, dann ist auch die Ausgabe des Differenzverstärkers 12 positiv, und die des Addierglieds 13 ist größer als der aktuell gespeicherte Eichfaktor. So bewirkt jedes Überschreiben des Speicherbausteins 11 mit der Ausgabe des Addierglieds 13 eine Inkrementierung des Eichfaktors, und entsprechend nimmt auch die Ausgabe des Multiplikators 9 zu, bis eine Übereinstimmung mit dem zweiten Geschwindigkeitsmesswert erreicht ist. Das Anzeigeinstrument 10 empfängt dann einen korrigierten dritten Geschwindigkeitsmesswert, der sich von dem Geschwindigkeitsmesswert, so wie er anhand des vom Hersteller ursprünglich vorgegebenen Eichfaktors aus dem Messwert des Sensors 6 erhalten worden wäre, unterscheidet.If the output of the multiplier 9 and the second speed measurement match, is the output of the differential amplifier 12 Zero, and that of the adder 13 is equal to the stored calibration factor. In this case, there is no systematic discrepancy between the first and second velocity readings, and the calibration factor remains constant. If z. For example, the second speed reading is higher than the output of the multiplier 9 , then also the output of the differential amplifier 12 positive, and that of the adder 13 is greater than the currently stored calibration factor. This is how each overwriting of the memory module is effected 11 with the output of the adder 13 an increment of the calibration factor and, accordingly, the output of the multiplier also decreases 9 until it matches the second velocity reading. The indicating instrument 10 then receives a corrected third speed reading, which is different from the speed reading, as determined from the sensor's reading, based on the calibration factor originally given by the manufacturer 6 would be different.

Indem der Eichfaktor anhand der Messwerte des Satelliten-Empfängers 8 angepasst wird, werden systematische Messfehler, die sich beispielsweise aus einer allmählichen Durchmesserverringerung bei fortschreitender Abnutzung der Reifen ergeben, automatisch kompensiert, und die Genauigkeit der am Anzeigeinstrument 10 angezeigten Geschwindigkeit ist bei neuen Reifen mit starkem Profil genauso gut wie bei weitgehend abgefahrenen, kurz vordem Austausch stehenden.By the calibration factor based on the measurements of the satellite receiver 8th adjusted, systematic measurement errors, for example, resulting from a gradual reduction in diameter as the wear of the tire progresses, are automatically compensated, and the accuracy of the display instrument 10 indicated speed is as good for new tires with a strong profile as for a largely worn, just before the replacement.

Aus diesem Grund ist es hier auch möglich und zweckmäßig, dass der vom Hersteller vorgegebene Eichfaktor entsprechend dem Durchmesser von neuen Reifen bemessen ist, und nicht entsprechend einem mittleren Durchmesser, der zwar über die ganze Lebensdauer der Reifen hinweg einigermaßen brauchbare Geschwindigkeitswerte ergibt, der aber, wenn die Reifen neu sind, systematisch zu einer Unterschätzung der tatsächlichen Geschwindigkeit und gegen Ende ihrer Lebensdauer zu einer Überschätzung führt.For this reason, it is also possible and expedient here for the calibration factor prescribed by the manufacturer to be dimensioned according to the diameter of new tires, and not according to a mean diameter which gives reasonably usable speed values over the entire service life of the tires, but which when the tires are new, they systematically lead to an underestimation of the actual speed and towards the end of their service life to overestimate.

3 zeigt eine Weiterbildung des in 2 gezeigten Aufbaus, wobei identische Komponenten mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und nicht erneut erläutert werden, soweit sie nicht zusätzliche Funktionen aufweisen oder solche, die von denen der 2 verschieden sind. Ein zweiter Speicherbaustein 14 enthält hier den vom Hersteller vorgegebenen Eichfaktor. Wenn an dem Fahrzeug neue Reifen montiert worden sind, wird eine normalerweise offene Leitung 15 zeitweilig geschlossen, um den im Speicherbaustein 14 gespeicherten Eichfaktor in den Speicherbaustein 11 zu kopieren. Auf diese Weise wird eine zuvor stattgefundene, die abnutzungsbedingte Durchmesserverringerung der alten Reifen widerspiegelnde Verringerung des Eichfaktors schlagartig rückgängig gemacht, so dass nach dem Reifenwechsel sofort eine befriedigende Übereinstimmung der Geschwindigkeitsmesswerte mit der wahren Geschwindigkeit besteht. 3 shows a training of in 2 shown construction, wherein identical components are denoted by the same reference numerals and will not be explained again, unless they have additional functions or those which of those of 2 are different. A second memory module 14 Contains the calibration factor specified by the manufacturer. When new tires have been mounted on the vehicle, a normally open pipe becomes 15 temporarily closed to the memory module 14 stored calibration factor in the memory module 11 to copy. In this way, a previously occurring reduction in the calibration factor, which reflects the wear-related reduction in diameter of the old tires, is abruptly reversed so that after the tire change there is immediately a satisfactory match of the speed measurements with the true speed.

Eine weitere Leitung 16 kann zwischen dem Ausgang des Speicherbausteins 11 und dem Eingang des Speicherbausteins 14 vorgesehen sein, die nach dem Reifenwechsel für eine begrenzte Zeit geschlossen ist, um eine Aktualisierung des Inhalts des Speicherbausteins 14 durch den an die neu montierten Reifen angepassten Eichfaktor zu ermöglichen, der wie mit Bezug auf 2 beschrieben nach einer gewissen Fahrtstrecke im Speicherbaustein 11 erhalten wird. Indem diese Leitung 16 nach einigen Kilometern Fahrt mit den neuen Reifen unterbrochen wird, kann sichergestellt werden, dass ein dem neuwertigen Zustand der Reifen entsprechender Eichfaktor im Speicherbaustein 14 gespeichert bleibt, solange die Reifen benutzt werden.Another line 16 can be between the output of the memory chip 11 and the input of the memory module 14 be provided, which is closed after the tire change for a limited time to update the contents of the memory module 14 by allowing the calibration factor adapted to the newly assembled tires, as described with reference to 2 described after a certain distance in the memory module 11 is obtained. By doing this wire 16 after a few kilometers of driving with the new tires is interrupted, it can be ensured that a calibration factor corresponding to the new condition of the tires in the memory module 14 stored as long as the tires are used.

Ein zweiter Differenzverstärker 17 ist mit den Ausgängen beider Speicherbausteine 11, 14 verbunden. Wenn die Differenz zwischen den darin gespeicherten Eichfaktoren einen Grenzwert von z. B. 2% überschreitet, dann deutet dies darauf hin, dass der Durchmesser der Reifen seit ihrer Montage um 2% abgenommen hat, und dass infolgedessen das Reifenprofil abgefahren sein dürfte. In diesem Fall liefert der Differenzverstärker 17 ein Signal an eine Warnanzeige 18 des Anzeigeinstruments 10, um den Fahrer auf den kritischen Zustand der Reifen hinzuweisen und ihn zu einer Kontrolle des Reifenprofils und ggf. einem Austausch der Reifen zu veranlassen.A second differential amplifier 17 is with the outputs of both memory modules 11 . 14 connected. If the difference between the calibration factors stored therein a limit of z. B. exceeds 2%, then this indicates that the diameter of the tires has decreased by 2% since their assembly, and that as a result, the tire tread is likely to be worn. In this case, the differential amplifier delivers 17 a signal to a warning display 18 of the indicating instrument 10 to alert the driver to the critical condition of the tires and to control the tire tread and, if necessary, replace the tires.

Die Komponenten 22, 23 sind in 3 der Übersichtlichkeit halber weggelassen, können aber auch bei dieser Ausgestaltung oder der nachfolgend beschriebenen Ausgestaltung der 4 vorgesehen sein.The components 22 . 23 are in 3 omitted for clarity, but can also in this embodiment or the following described embodiment of 4 be provided.

Die Ausgestaltung der 4 unterscheidet sich von derjenigen der 3 durch einen Hochpassfilter 19, eine Betragsschaltung 20 und einen von letzterer gesteuerten Schalter 21. Der Hochpassfilter 19 ist an den Ausgang des Drehzahlsensors 6 angeschlossen, um schnelle Steigerungen oder Verzögerungen der Drehzahl, die auf Schlupf der Räder hindeuten können, zu erfassen. Die Betragsschaltung 20 liefert ein Ansteuersignal an den Schalter 21, wenn das Ausmaß der Beschleunigung oder Verzögerung, ungeachtet ihres Vorzeichens, einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt. Wenn dies der Fall ist, dann ist zu erwarten, dass der Messwert des Drehzahlsensors 6 ungenau ist. In diesem Fall trennt der Schalter 21 das Anzeigeinstrument 10 vom Ausgang des Multiplikators 9 und verbindet es stattdessen direkt mit dem Satelliten-Empfänger 8, um den von dort gelieferten zweiten Geschwindigkeitsmesswert unverändert auf dem Anzeigeinstrument 10 auszugeben.The design of the 4 is different from the one of 3 through a high pass filter 19 , an amount shift 20 and a switch controlled by the latter 21 , The high pass filter 19 is at the output of the speed sensor 6 connected to detect rapid increases or decelerations in speed, which may indicate slippage of the wheels. The amount switching 20 provides a drive signal to the switch 21 if the magnitude of the acceleration or deceleration, regardless of its sign, exceeds a predetermined threshold. If this is the case, then it is expected that the reading of the speed sensor 6 is inaccurate. In this case, the switch disconnects 21 the indicating instrument 10 from the output of the multiplier 9 and instead connects it directly to the satellite receiver 8th to the second speed measured value supplied from there unchanged on the display instrument 10 issue.

Der Ausgestaltung von 5 zufolge ist der Schalter 21 ferner gesteuert durch ein Signal des Satelliten-Empfängers 8, das die Zuverlässigkeit des von diesem gelieferten zweiten Geschwindigkeitsmesswerts angibt. Wenn dieses Signal anzeigt, dass der zweite Geschwindigkeitsmesswert nicht zuverlässig ist, z. B. weil die Empfangsbedingungen für die GPS-Signale schlecht sind, weil seit dem Einschalten des Satelliten-Empfängers 8 noch nicht ausreichend Positionsmessungen vorliegen oder weil der Abstand zwischen den gemessenen Positionen im Verhältnis zur Genauigkeit der Positionsbestimmung zu klein ist, um eine genaue Geschwindigkeitsberechnung zu erlauben, dann geht es der Ausgabe der Betragsschaltung 20 vor und hält das Anzeigeinstrument 10 mit dem Ausgang des Multiplikators 9 verbunden.The design of 5 According to the switch 21 further controlled by a signal from the satellite receiver 8th indicating the reliability of the second speed reading provided by the latter. If this signal indicates that the second speed measurement is not reliable, e.g. B. because the reception conditions for the GPS signals are bad, because since switching on the satellite receiver 8th If there are not enough position measurements yet, or because the distance between the measured positions is too small relative to the accuracy of the position determination to allow an accurate speed calculation, then the output of the magnitude circuit is concerned 20 ahead and holds the gauge 10 with the output of the multiplier 9 connected.

Das die Zuverlässigkeit des zweiten Geschwindigkeitsmesswerts angebende Signal kann ferner, auch in den anderen oben beschriebenen Ausgestaltungen, genutzt werden, um eine Aktualisierung des Inhalts des Speicherbausteins 11 zu unterbinden, solange der zweite Geschwindigkeitsmesswert nicht zuverlässig ist.The signal indicative of the reliability of the second velocity measurement may also be utilized, including in the other embodiments described above, to update the contents of the memory device 11 as long as the second speed measurement is not reliable.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde angenommen, dass zwischen der vom Sensor 6 erfassten Drehzahl und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ein linearer Zusammenhang besteht. Dies ist für niedrige Geschwindigkeiten richtig. Bei hohen Geschwindigkeiten können die an den Reifen der Räder 4, 5 einwirkenden Fliehkräfte eine Vergrößerung des effektiven Raddurchmessers bewirken, so dass der wahre Zusammenhang zwischen der vom Sensor 6 erfassten Drehzahl ω und der Fahrzeuggeschwindigkeit besser durch ein Polynom der Form v = aω + bω² mit einem großen Linearterm a und einem kleinen quadratischen Korrekturterm b beschrieben ist. Dem kann auf einfache Weise Rechnung getragen werden, indem die oben erwähnten Speicherbausteine 11, 14 nicht jeweils nur einen einzelnen Speicherplatz für einen Eichfaktor, sondern mehrere Speicherplätze umfassen, die jeweils geschwindigkeitsabhängig adressiert werden. Das zum Adressieren der Speicherbausteine 11, 14 verwendete Adresssignal kann sowohl vom Ausgabesignal ω des Drehzahlsensors 6 als auch vom zweiten Geschwindigkeitsmesswert abgeleitet sein. So kann z. B. in einem Geschwindigkeitsbereich von 0 bis ca. 80 km/h jeweils ein erster Speicherplatz, in einem zweiten Geschwindigkeitsintervall von 80 bis 120 km/h ein zweiter Speicherplatz, von 120 bis 150 km/h ein dritter Speicherplatz etc. adressiert sein, so dass für jedes der so definierten Geschwindigkeitsintervalle eine Optimierung des zugehörigen Eichfaktors stattfindet, wenn sich das Fahrzeug mit entsprechender Geschwindigkeit bewegt.In the embodiments described above, it was assumed that between that of the sensor 6 recorded speed and the speed of the vehicle is a linear relationship. This is right for low speeds. At high speeds can be attached to the tires of the wheels 4 . 5 acting centrifugal forces cause an increase in the effective wheel diameter, so that the true relationship between that of the sensor 6 detected speed ω and the vehicle speed is better described by a polynomial of the form v = aω + bω ² with a large linear term a and a small square correction term b. This can be accommodated in a simple manner by the above-mentioned memory modules 11 . 14 not each comprise only a single memory space for a calibration factor, but a plurality of memory locations, which are each addressed speed-dependent. This for addressing the memory modules 11 . 14 used address signal can both from the output signal ω of the speed sensor 6 as derived from the second velocity measurement. So z. B. in a speed range from 0 to about 80 km / h in each case a first memory location, in a second speed interval of 80 to 120 km / h, a second memory location, 120 to 150 km / h, a third memory, etc. addressed, so that for each of the speed intervals thus defined an optimization of the associated calibration factor takes place when the vehicle is moving at a corresponding speed.

Denkbar ist aber auch, den Multiplikator 9 in den 2 bis 5 jeweils durch eine Recheneinheit zum Berechnen eines Polynoms der Form v = a·ω + bω² zu ersetzten, um die Eichfaktoren a, b basierend auf bei diversen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs erhaltenen Wertepaaren von ω und dem zweiten Geschwindigkeitsmesswert, beispielsweise nach dem Verfahren der kleinsten Fehlerquadrate, anzupassen.It is also conceivable, the multiplier 9 in the 2 to 5 to be replaced by an arithmetic unit for calculating a polynomial of the form v = a · ω + bω ² , the calibration factors a, b based on pairs of values of ω and the second velocity measured value obtained at various speeds of the vehicle, for example, least squares method to adapt.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Motor-Getriebe-EinheitMotor-gearbox unit
22: Abtriebswelleoutput shaft
33: Differentialdifferential
44: Vorderradfront
55: Hinterradrear wheel
66: DrehzahlsensorSpeed sensor
77: Auswertungseinheitevaluation unit
88th: Satelliten-EmpfängerSatellite Receiver
99: Multiplikatormultiplier
1010: AnzeigeinstrumentGauge
1111: Speicherbausteinmemory chip
1212: Differenzverstärkerdifferential amplifier
1313: Addiergliedadder
1414: Speicherbausteinmemory chip
1515: Leitungmanagement
1616: Leitungmanagement
1717: Differenzverstärkerdifferential amplifier
1818: WarnanzeigeinstrumentWarning Gauge
1919: Hochpasshighpass
2020: Betragsschaltungamount circuit
2121: Schalterswitch
2222: Integratorintegrator
2323: AnzeigeinstrumentGauge
2424: Steckverbindungconnector

Claims

Tachometer for a vehicle, with a movement of a moving component ( 2 . 4 . 5 ) of a drive train or chassis of the vehicle sensing sensor ( 6 ) and an evaluation unit ( 7 ) for deriving a first speed measurement value from the detected movement using an algorithm, characterized in that the evaluation unit ( 7 ) is adapted to monitor the first speed measurement for the presence of a systematic discrepancy with a second speed measurement, and to make a discrepancy-reducing correction if there is a systematic discrepancy in the algorithm.

A tachometer according to claim 1, characterized by a port for receiving the second speed reading from an external source.

Speedometer according to claim 1, characterized in that the evaluation unit ( 7 ) with a satellite signal receiver ( 8th ) and is arranged to determine the position of the vehicle from a received satellite signal and to derive the second speed measurement from a change in position.

Speedometer according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit ( 7 ) is arranged to output a third speed measurement value derived from first and second speed measurement values.

Speedometer according to claim 4, characterized in that the evaluation unit ( 7 ) is arranged to output the first speed measurement value as the third speed measurement value if the second speed measurement value is unavailable or unreliable.

Speedometer according to claim 4 or 5, characterized in that the evaluation unit ( 7 ) is arranged to output the second speed measurement value as the third speed measurement value in the event of a rapid change of the first speed measurement value.

Speedometer according to one of claims 4 to 6, characterized in that the evaluation unit is set up to output the first speed measurement value as a third speed measurement value during a vehicle start or when driving at a minimum speed.

Speedometer according to one of the preceding claims, characterized in that the correction comprises the change of a conversion factor.

Speedometer according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit ( 7 ) is configured to issue a warning when the total amount of corrections exceeds a threshold value from a start time.

Motor vehicle with a tachometer according to one of the preceding claims.

Motor vehicle according to claim 10, characterized by a source for the second speed measurement.

A method of calibrating a speedometer in a vehicle, the speedometer comprising a movement of a moving component ( 2 . 4 . 5 ) of a drive train or chassis of the vehicle sensing sensor ( 6 ) and an evaluation unit ( 7 ) for deriving a first velocity measurement from the sensed motion using an algorithm, comprising the steps of: - monitoring the first velocity measurement for a systematic discrepancy to a second velocity measurement; and - if there is a systematic discrepancy, performing a discrepancy-reducing correction the algorithm.

A method according to claim 12, characterized in that it is carried out on the moving vehicle.