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Die Erfindung betrifft ein Steuergerät zur Steuerung einer Bremsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiter betrifft die Erfindung eine Drehzahlsensoranordnung mit einem Drehzahlsensor und mit einem derartigen Steuergerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5. Ferner betrifft die Erfindung eine Bremsanlage und ein Fahrzeug mit dem Steuergerät bzw. mit der Drehzahlsensoranordnung gemäß den Ansprüchen 8 und 9. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Drehzahlsensierung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
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Die Erfindung betrifft das Überwachen eines Luftspalts zwischen einem aktiven Drehzahlsensor und einem Polrad bzw. Encoder. Das Polrad ist an einem Rad des Fahrzeuges angeordnet und dreht sich zusammen mit dem Rad, so dass von der Drehzahl des Polrades auf die Drehzahl des Rades geschlossen werden kann.
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Es ist bekannt, passive Sensoren in einem Bohrloch oder in einer anderen Halteöffnung im Bereich des Rades klemmend anzuordnen, um eine Drehzahlsensierung an einem Fahrzeug durchzuführen. Analoge Signale werden vom passiven Drehzahlsensor an ein Steuergerät übermittelt, welches aus diesen Signalen zusätzlich den jeweiligen Luftspalt zwischen dem passiven Sensor und dem Polrad ermitteln kann. Der passive Sensor kann sich nämlich im Bohrloch axial verschieben und daher ggf. einen unzulässig großen Abstand zum Polrad einnehmen, was jedoch am Steuergerät erkannt werden kann.
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Weiter ist es bekannt, einen aktiven Drehzahlsensor unverrückbar im Bereich des Polrades anzuordnen bzw. zu fixieren. Der aktive Drehzahlsensor kann sich daher nicht unzulässig verschieben. Eine einfache Luftspaltüberwachung wird bei einem derartigen aktiven Drehzahlsensor mittels des Drehzahlsensors selbst durchgeführt. Insbesondere ist aus
DE 199 11 774 A1 bekannt, Änderungen des Luftspaltes mittel des Drehzahlsensors zu erfassen, um rechtzeitig vor einem möglichen Aussetzen eines Sensorsignals ein entsprechendes Statussignal zu erzeugen. Dabei wird jedoch nur binär am Drehzahlsensor zwischen einem zulässigen und einem nichtzulässigen Luftspalt unterschieden.
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Darüber hinaus wird für andere Zwecke ein analoges Signal, welches ein Maß für den Luftspalt ist, mit einer 3-Bit-Codierung digitalisiert und einem Steuergerät bereitgestellt. Entsprechendes ist unter Verweis auf
DE 199 11 774 A1 in
DE 102 03 483 A1 beschrieben. Gemäß
DE 102 03 483 A1 kann die Wortbreite, mit der bspw. die magnetische Luftspaltfeldstärke vom Drehzahlsensor an das Steuergerät übermittelt werden kann, 4 Bit betragen. Das Steuergerät kann den zeitlichen Verlauf der Luftspaltfeldstärke mit erhöhter Auflösung verfolgen und ggf. weiter auswerten. Insbesondere zielt dieses Vorgehen gemäß
DE 102 03 483 A1 darauf ab, dynamische Veränderungen des Luftspaltes zu erfassen und zur Bestimmung von Fahrzuständen in einer Brems- und/oder Fahrdynamikregelung zu verwenden. Weiter kann die Beobachtung des aktuellen Luftspaltes gemäß
DE 102 03 483 A1 auch als Maß für die auf das Rad einwirkende Querbeschleunigung oder der Radlagertemperatur herangezogen werden. Am Steuergerät werden somit lediglich Änderungen des Luftspaltes ausgewertet, die durch die Lage des Polrades hervorgerufen werden. Die korrekte Position des Drehzahlsensors wird dagegen weiterhin mittels des Drehzahlsensors in einfacher Weise überwacht.
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Der Erfindung liegt nach alledem die Aufgabe zugrunde, die Luftspaltüberwachung bei der Drehzahlsensierung mittels eines aktiven Drehzahlsensors zu verbessern.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einem Steuergerät nach Anspruch 1, mit einer Drehzahlsensoranordnung nach Anspruch 5, mit einer Bremsanlage nach Anspruch 8, mit einem Fahrzeug nach Anspruch 9 und mit einem Verfahren nach Anspruch 10.
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Das Steuergerät weist eine Empfangsschaltung auf zum Abgreifen und Verarbeiten des vom aktiven Drehzahlsensor für die Drehzahlmessung am Rad des Fahrzeuges bereitgestellten digitalen Signals. Dieses digitale Signal enthält eine Drehzahlinformation über die Drehzahl des beabstandet durch einen Luftspalt vor dem Drehzahlsensor angeordneten und mit dem Rad mitdrehenden Polrades. Weiter umfasst dieses digitale Signal einen mehrstufig digitalisierten und mehrere Bit umfassenden Ist-Luftspaltwert, der ein Maß für den aktuellen Luftspalt zwischen dem Polrad und dem Drehzahlsensor ist. Der Ist-Luftspaltwert kann direkt ein Entfernungswert, kann jedoch alternativ auch ein anderer Wert, bspw. ein Feldstärkewert sein, aus dem der Luftspalt ermittelt werden kann. In jedem Fall ist der Ist-Luftspaltwert ein Maß für den aktuellen Luftspalt zwischen dem Polrad und dem Drehzahlsensor. Die Empfangsschaltung ist ferner vorzugsweise zum Ermitteln der Drehzahl bzw. der Drehfrequenz des Polrades aus der Drehzahlinformation ausgebildet.
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Weiter weist das Steuergerät eine Vergleichsschaltung auf, die zum Vergleichen des Ist-Luftspaltwertes mit einem Soll-Luftspaltwert ausgebildet ist. Insbesondere ist eine Recheneinrichtung des Steuergerätes derart ausgebildet, dass diese Recheneinrichtung diese Vergleichsschaltung sowie ggf. weiter nachfolgend genannte Schaltungen umfasst. Die Vergleichsschaltung ist dazu ausgebildet, zu ermitteln, ob der Ist-Luftspaltwert den Soll-Luftspaltwert um mehr als einen definierten Toleranzwert überschreitet. Weiter weist das Steuergerät eine Informationsschaltung auf zum Generieren und Bereitstellen einer Vorwarn-Information, wenn die Vergleichsschaltung ermittelt hat, dass der Ist-Luftspaltwert den Soll-Luftspaltwert um mehr als den Toleranzwert überschreitet. Insbesondere wird die Vorwarn-Information in Erwiderung darauf, dass ermittelt wurde, dass der Ist-Luftspaltwert dem Soll-Luftspaltwert um mehr als den Toleranzwert überschreitet, generiert und bereitgestellt. Der definierte Toleranzwert ist gemäß einer bevorzugten Variante 0, so dass jede bekannte Abweichung des Ist-Luftspaltwertes vom Soll-Luftspaltwert eine Vorwarn-Information erzeugt. Gemäß einer alternativen Variante ist der Toleranzwert jedoch ein anderer Wert als 0, so dass geringe Abweichungen des Ist-Luftspaltwerts vom Soll-Luftspaltwert toleriert werden, ohne dass eine Vorwarn-Information erzeugt wird.
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Die Erfindung ermöglicht eine mehrstufige Überwachung der korrekten Position des Drehzahlsensors. Das Steuergerät erkennt ein Verrutschen des Drehzahlsensors bereits, wenn der Drehzahlsensor noch korrekte Werte liefert. Daher kann ein Verrutschen des Drehzahlsensors frühzeitig erkannt und behoben werden. Die Erfindung ermöglicht daher das Klemmen eines aktiven Drehzahlsensors ähnlich oder analog zum bekannten Klemmen eines passiven bzw. induktiven Drehzahlsensors. Wenn der aktive Drehzahlsensor sich bspw. als Folge von Erschütterungen verschiebt, wird dies führzeitig signalisiert und kann in einer Werkstatt, bspw. durch einfaches Nachdrücken des Drehzahlsensors rückgängig gemacht werden. Ein kompletter Ausfall des Drehzahlsensors kann somit in den meisten Fällen vermieden werden, was die Sicherheit beim Betrieb des Fahrzeuges erhöht.
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Die erfindungsgemäße Drehzahlsensoranordnung, die erfindungsgemäße Bremsanlage und das erfindungsgemäße Fahrzeug weisen jeweils das Erfindungsgemäße Steuergerät auf.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Drehzahlsensierung werden mittels des Steuergerätes bzw. mittels der Drehzahlsensoranordnung Verfahrensschritte entsprechend dem Zweck bzw. der Auslegung des Steuergerätes bzw. der Drehzahlsensoranordnung durchgeführt. Die erfindungsgemäßen Vorteile der Drehzahlsensoranordnung, der Bremsanlage, des Fahrzeuges und des Verfahrens ergeben sich analog zu den erfindungsgemäßen Vorteilen des Steuergerätes. Besonders vorteilhaft ist das Zusammenwirken des Steuergerätes mit den weiteren Merkmalen der Drehzahlsensoranordnung, der Bremsanlage und des Fahrzeuges.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vergleichsschaltung des Steuergerätes ausgebildet zum Vergleichen des Ist-Luftspaltwertes mit einem Grenz-Luftspaltwert. Die Vergleichsschaltung kann ermitteln, ob der Ist-Luftspaltwert den Grenz-Luftspaltwert erreicht oder überschreitet. Der Grenz-Luftspaltwert ist ein kritischer Wert, bei dessen Erreichen Daten bzw. Informationen vom entsprechenden Drehzahlsensor nicht mehr verwendet werden sollten. Die Informations-Schaltung ist daher gemäß dieser Ausführungsform zum Generieren und Bereitstellen einer Fehler-Information ausgebildet, wenn die Vergleichsschaltung ermittelt hat, dass der Ist-Luftspaltwert den Grenz-Luftspaltwert erreicht oder überschreitet. Insbesondere ist die Informations-Schaltung zum Generieren und Bereitstellen der Fehlerinformation ausgebildet, wenn die Vergleichsschaltung ermittelt hat, dass der Ist-Luftspaltwert den Soll-Luftspaltwert um mehr als den Toleranzwert überschreitet und den Grenz-Luftspaltwert erreicht oder überschreitet.
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Vorzugsweise führt die Vergleichsschaltung erst den Vergleich des Ist-Luftspaltwertes mit dem Grenz-Luftspaltwert durch, wenn zuvor erkannt wurde, dass der Ist-Luftspaltwert den Soll-Luftspaltwert um mehr als den Toleranzwert überschreitet bzw. vom Ist-Luftspaltwert abweicht. Die Erfindung ermöglicht eine Unterscheidung zwischen noch tolerierbaren und nicht mehr tolerierbaren Abweichungen des Ist-Luftspaltwertes vom Soll-Luftspaltwert bzw. zum Generieren einer Vorwarn-Information und/oder einer Fehler-Information in Abhängigkeit vom ermittelten Luftspalt zwischen dem Drehzahlsensor und dem Polrad.
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Gemäß einer ersten Variante dieser Ausführungsform ist der Grenz-Luftspaltwert in Abhängigkeit vom Soll-Luftspaltwert festgelegt und somit durch einen festgelegten Differenzwert ähnlich dem definierten Toleranzwert gegeben. Gemäß einer alternativen Variante ist der Grenz-Luftspaltwert unabhängig vom Soll-Luftspaltwert festgelegt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Informations-Schaltung zum Generieren und Bereitstellen einer Einbau-Information ausgebildet. Diese Einbau-Information umfasst die Information, ob der Einbau des Drehzahlsensors als korrekt oder inkorrekt ermittelt wurde. Die Vergleichs-Schaltung ist daher gemäß dieser Ausführungsform dazu ausgebildet, mittels Vergleich des Ist-Luftspaltwertes mit einem Vorgabe-Luftspaltwert oder mit einem Intervall von Vorgabe-Luftspaltwerten den Einbau des Drehzahlsensors als korrekt zu erkennen, wenn der Ist-Luftspaltwert dem Vorgabe-Luftspaltwert entspricht oder im Intervall der Vorgabe-Luftspaltwerte liegt, und andernfalls als inkorrekt zu erkennen.
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Gemäß dieser Ausführungsform ermöglicht die Erfindung ein automatisches Erkennen der korrekten Einbauposition mittels des Steuergerätes bei der Fertigung des Fahrzeuges bzw. bei oder nach der Montage, bspw. am Bandende eines Fertigungsbandes. Die Einbau-Information umfasst somit eine Bewertung des aktuell ermittelten Ist-Luftspaltwertes, der jedoch zusätzlich in der Einbau-Information enthalten sein kann.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Informationsschaltung alternativ oder zusätzlich zum Generieren und Bereitstellen einer weiteren Einbau-Information ausgebildet, die den Ist-Luftspaltwert enthält. Dank dieser Ausbildung der Erfindung kann bei oder nach der Fertigung des Fahrzeuges, bspw. am Bandende, mittels eines Diagnosegerätes der am Steuergerät ermittelte und bereitgestellte digitale Messwert des Luftspaltes bzw. der Ist-Luftspaltwert ausgelesen und bspw. angezeigt werden, so dass manuell oder mittels einer Software am Diagnosegerät erkannt werden kann, ob der Drehzahlsensor korrekt eingebaut ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Steuergerät eine Initialisierungsschaltung auf zum Festlegen des Soll-Luftspaltwertes auf den aktuellen Ist-Luftspaltwert, insbesondere in Erwiderung auf einen als korrekt erkannten Einbau des Drehzahlsensors, und eine Speicherschaltung zum Speichern des Soll-Luftspaltwertes. Dank der Initialisierungsschaltung kann bei der Fertigung bzw. in Erwiderung auf eine Diagnose am Bandende eines Fertigungsbandes der Soll-Luftspaltwert festgelegt und dank der Speicherschaltung, insbesondere in einem Datenspeicher, gespeichert werden. Die Vergleichsschaltung nimmt daher nachfolgend Vergleiche relativ zum dem als korrekt erkannten Soll-Luftspaltwert vor. Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird der Soll-Luftspaltwert auf einen vordefinierten Wert festgelegt. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn der definierte Toleranzwert ein anderer Wert als 0 ist, und bei der Fertigung lediglich kontrolliert wurde, dass der Ist-Luftspaltwert in einem Intervall von Vorgabe-Luftspaltwerten liegt.
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Zur Übertragung der Drehzahlinformation und des Ist-Luftspaltwertes wird vorzugsweise ein normiertes Datenprotokoll, bspw. das sogenannte AK-Protokoll verwendet. Drehzahlimpulse werden dabei mit einem ersten Pegel übertragen, wobei der Abstand zwischen den Drehzahlimpulsen bzw. deren Frequenz Aufschluss über die Drehzahl bzw. Drehfrequenz des Polrades gibt. Nach jedem Drehzahlimpuls wird mit einem zweiten Pegel, der gegenüber dem ersten Pegel verringert ist, ein Datenprotokoll übertragen. Das Datenprotokoll weist eine erste Bitsequenz mit Informationen und eine daran anschließende zweite Bitsequenz mit Zusatzinformationen auf. Diese Zusatzinformationen umfassen vorzugsweise den Ist-Luftspaltwert. Der Ist-Luftspaltwert wird vorzugsweise mit einer Wortbreite von 3 oder 4 Bit im digitalen Signal bzw. in den Zusatzinformationen übertragen. Diese 3 oder 4 Bit sind freie Bit, denen frei eine bestimmte Information zugewiesen werden kann. Im Gegensatz dazu ist die erste Bitsequenz mit den Informationen aus Kompatibilitätsgründen festgelegt.
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Im Datenprotokoll sind die Daten bzw. Bit, also die Unterscheidung zwischen 1 und 0, entweder durch die Amplitude des Signals oder bevorzugt durch den Anstieg oder Abfall von Impulsflanken festgelegt. Alternativ zum AK-Protokoll werden die Daten auf andere Weise kodiert übertragen, bspw. mittels Pulsweitenmodulation (PWM).
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Die Empfangsschaltung ist vorzugsweise ausgebildet zum Ermitteln der Drehzahl aus der Frequenz des Eintreffens von Drehimpulsen, die mit einem ersten Pegel empfangen werden, und zum Ermitteln des Ist-Luftspaltwertes aus einem jeweils nach einem Drehzahlimpuls mit einem zweiten Pegel empfangenen Datenprotokoll. Ferner ist das Steuergerät vorzugsweise dazu ausgebildet, den Ist-Luftspaltwert aus 3 oder 4 Bit im digitalen Signal auszulesen.
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Die erfindungsgemäße Drehzahlsensoranordnung weist zusätzlich zum Steuergerät den aktiven Drehzahlsensor und eine Datenschnittstelle zur Übermittlung des digitalen Signals vom aktiven Drehzahlsensor an das Steuergerät auf. Die Datenschnittstelle ist bspw. eine Zweidrahtleitung, die vorzugsweise gedrillt ist. Die Datenschnittstelle ähnelt daher einer Datenschnittstelle zu einem bekannten passiven Drehzahlsensor.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der aktive Drehzahlsensor ein aktives Sensorelement auf zum aktiven Abtasten der Drehung des durch den Luftspalt getrennt vor dem Drehzahlsensor angeordneten und mit dem Rand mitdrehenden Polrades. Weiter weist der aktive Drehzahlsensor bevorzugt eine Luftspalterkennungsschaltung auf zum Ermitteln eines analogen Messwertes, der ein Maß für den aktuellen Luftspalt zwischen dem Polrad und dem Drehzahlsensor ist, und zum mehrstufigen Digitalisieren des analogen Messwertes, um den digitalen, mehrere Bit umfassenden, Ist-Luftspaltwert zu generieren. Ferner weist der aktive Drehzahlsensor eine Sendeschaltung auf zum Bereitstellen des digitalen Signals, das eine Drehzahlinformation über die Drehzahl des Polrades sowie den Ist-Luftspaltwert enthält.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Drehzahlsensoranordnung bzw. des Verfahrens ist der Drehzahlsensor zur Drehzahlmessung, insbesondere mittels einer Klemmbuchse, in beliebiger radialer Orientierung und/oder axial verschiebbar in einer Halteöffnung vor dem Polrad klemmbar ausgebildet bzw. wird vor dem Klemmrad geklemmt und tastet dort die Drehzahl des Polrades ab. Das aktive Sensorelement ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass der aktive Drehzahlsensor selbsttätig seine radiale Ausrichtung erkennt. Der aktive Drehzahlsensor kann daher analog zu einem bekannten induktiven bzw. passiven Drehzahlsensor in der Halteöffnung geklemmt werden.
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Weiter ist die Drehzahlsensoranordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform derart ausgebildet, dass der Drehzahlsensor über die Datenschnittstelle mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Über die Datenleitung, insbesondere die verdrillte Zweidrahtleitung, hinaus, braucht somit keine zusätzliche Leitung zur elektrischen Energieversorgung vorgesehen werden.
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Die Bremsanlage ist bspw. eine pneumatische Bremsanlage mit Bremszylindern, die pneumatisch betätigt werden können, um die Räder des Fahrzeuges, welches diese Bremsanlage aufweist, abzubremsen. Die Drehzahlinformation wird bspw. für automatische Bremseingriffe bei einer Antiblockierfunktion bzw. bei einem elektronischen Stabilitätsprogramm verwendet.
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Das Fahrzeug ist insbesondere ein Kraftfahrzeug mit einem Motor. Ferner ist das Fahrzeug vorzugsweise ein Nutzfahrzeug, welches eine Last befördern bzw. ziehen kann. Das Fahrzeug weist Räder auf, die mittels einer Bremsanlage, welche die erfindungsgemäße Bremsanlage sein kann, abgebremst werden können. Alternativ zur Bremsanlage weist das Fahrzeug das erfindungsgemäße Steuergerät oder die erfindungsgemäße Drehzahlsensoranordnung auf.
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Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus dem anhand der Zeichnung näher erläuterten Ausführungsbeispiel. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein Fahrzeug mit einer Bremsanlage, die eine Sensoranordnung mit einem Steuergerät aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter schematischer Darstellung unter jeweiliger Berücksichtigung lediglich ausgewählter Bestandteile,
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2 ein Blockschaltbild des Steuergerätes des Ausführungsbeispiels gemäß 1 mit Signalwegen und
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3 ein Blockschaltbild des Drehzahlsensors des Ausführungsbeispiels gemäß 1 mit Signalwegen.
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1 zeigt in vereinfachter Kästchendarstellung ein Fahrzeug 1, welches vorzugsweise ein als Nutzfahrzeug ausgebildetes Kraftfahrzeug ist. Das Fahrzeug 1 weist ein Rad 2 sowie weitere Räder und Bestandteile eines Fahrzeuges auf, die hier nicht weiter dargestellt sind. Insbesondere weist das Fahrzeug 1 bspw. einen Verbrennungsmotor zum Antrieb des Rades 2 und/oder der weiteren Räder und eine Bremsanlage 4 auf, deren Systemgrenze in 1 eingezeichnet ist.
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Mittels der Bremsanlage 4 kann das Fahrzeug 1 abgebremst bzw. festgestellt werden. Hierfür ist am Rad 2 ein Bremszylinder 6 angeordnet, der pneumatisch über eine Druckluftleitung 8, in Abweichung vom gezeigten Ausführungsbeispiel jedoch hydraulisch, von einem Bremsmodulator 10 betätigt werden kann. Der Bremsmodulator 10 wird über eine elektrische Steuerleitung 12 von einem Steuergerät 14 angesteuert. Das Steuergerät 14 nimmt die Ansteuerung des Bremsmodulators 10 vorzugsweise in Abhängigkeit von einem elektrischen Bremsanforderungssignal vor, welches direkt oder mittelbar durch die Betätigung eines Bremspedals generiert und dem Steuergerät 14 bereitgestellt wird. Ferner können dem Bremsmodulator 10 verschiedene Sensorsignale, bspw. eines sensierten Drucks in der Druckluftleitung 8 bereitgestellt werden. Über eine Datenschnittstelle 16, die vorzugsweise als verdrillte Zweidrahtleitung ausgeführt ist, ist das Steuergerät 14 mit einem Drehzahlsensor 18 verbunden. Das Steuergerät 14, die Datenschnittstelle 16 und der Drehzahlsensor 18 bilden ggf. zusammen mit weiteren Komponenten eine Sensoranordnung 20.
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Der Drehzahlsensor 18 ist im Bereich des Rades 2 vor einem mit dem Rad 2 mitdrehenden Polrad 22, jedoch beabstandet durch einen Luftspalt 24 vom Polrad 22 angeordnet. Das Polrad 22 ist bspw. ein Stahlzahnrad oder ein Rad mit einer permanentmagnetischen Struktur, so dass im Drehzahlsensor 18 eine Signalspannung erzeugt werden kann.
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Der Drehzahlsensor 18 ist in beliebiger radialer Orientierung und axial gegen eine Klemmkraft verschiebbar mittels einer Klemmbuchse 26 in einer Halteöffnung 28 geklemmt, die von einer speziellen Haltevorrichtung oder mittels einer Bohrung bereitgestellt wird. Zur Montage des Drehzahlsensors 18 reicht es daher aus, die Klemmbuchse 26 und nachfolgend den Drehzahlsensor 18 in die Halteöffnung 28 einzuschieben.
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Über die Datenschnittstelle 16 werden Drehzahlimpulse und weitere Daten an das Steuergerät 14 übermittelt. Über dieselbe Datenschnittstelle 16 wird ferner der Drehzahlsensor 18 vom Steuergerät 14 mit elektrischer Energie versorgt. Entsprechende Anordnungen können auch für die hier nicht dargestellten, weiteren Räder des Fahrzeuges 1 vorgesehen sein.
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2 zeigt ein Blockschaltbild des Steuergerätes 14 des Ausführungsbeispiels gemäß 1 sowie interne Signalwege zwischen Einrichtungen des Steuergerätes 14. Über die Datenschnittstelle 16 gemäß 1 wird dem Steuergerät 14 ein digitales Signal 30 bereitgestellt. Das digitale Signal 30 enthält einen mittels des Drehzahlsensors 18 gemäß 1 generierten Ist-Luftspaltwert 32, der ein Maß für den Luftspalt 24 ist. Zudem enthält das digitale Signal 30 eine Drehzahlinformation 34. Eine Empfangsschaltung 36 des Steuergerätes 14 ist dazu ausgebildet, aus der Drehzahlinformation 34 im digitalen Signal 30 einen Drehzahlwert 38 bzw. die Drehzahl des Polrades 22 und damit des Rades 2 zu ermitteln und einer Bremssteuerung 40 bereitzustellen, welche Bremssteuersignale 42 ggf. unter Berücksichtigung des Drehzahlwertes 38 generiert und über die elektrische Steuerleitung 12 gemäß 1 dem Bremsmodulator 10 bereitstellen kann.
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Die Empfangsschaltung 36 ist ferner dazu ausgebildet, den Ist-Luftspaltwert 32 aus dem digitalen Signal 30 zu extrahieren und sowohl einer Vergleichsschaltung 44 des Steuergerätes 14 als auch einer Initialisierungsschaltung 46 des Steuergerätes 14 bereitzustellen.
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Weiter weist das Steuergerät 14 eine Speicherschaltung 48 mit einem Speicher 50 sowie eine Informationsschaltung 52 auf. Der Speicher 50 ist ein Datenspeicher, in welchem verschiedene vordefinierte Vergleichswerte abgelegt sind bzw. in welchem entsprechende Werte mittels der Speicherschaltung 48 abgelegt werden können. Im Speicher 50 ist ein vordefinierter Vorgabe-Luftspaltwert 54 abgelegt, der von der Vergleichsschaltung 44 aus dem Speicher 50 ausgelesen und mit dem Ist-Luftspaltwert 32 verglichen wird, um nach der Fertigung und vor Auslieferung des Fahrzeuges 1 die korrekte Position des Drehzahlsensors 18 vor dem Polrad 22 zu kontrollieren. Insbesondere wird ein Intervall von Vorgabe-Luftspaltwerten 54 mittels der Vergleichsschaltung 44 aus dem Speicher 50 ausgelesen. Wenn der Ist-Luftspaltwert 32 innerhalb dieses Intervalls liegt, wird die Einbauposition des Drehzahlsensors als korrekt erkannt, so dass die Informationsschaltung 52 eine Einbau-Information 56 generiert, wonach die Position des Drehzahlsensors 18 als korrekt erkannt wurde. Diese Einbau-Information 56 wird auch der Initialisierungsschaltung 46 bereitgestellt, die in Erwiderung darauf den Ist-Luftspaltwert 32 als neuen Soll-Luftspaltwert 60 mittels der Speicherschaltung 48 in den Speicher 50 schreibt. In der Einbau-Information 56 und/oder in einer zusätzlich bereitgestellten weiteren Einbau-Information 58 wird ferner der gemessene Luftspalt 24 bereitgestellt.
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Der Soll-Luftspaltwert 60 wird im normalen Betrieb des Fahrzeuges 1 bzw. der Bremsanlage 4 bzw. des Steuergerätes 14 von der Vergleichsschaltung 44 zum Vergleichen mit dem Ist-Luftspaltwert 32 verwendet, um bei einer Abweichung, die über einem ebenfalls aus dem Speicher 50 ausgelesenen Toleranzwert 62 liegt, der Informationsschaltung 52 zu ermöglichen, eine Vorwarn-Information 64 bereitzustellen, wenn die Vergleichsschaltung 44 ermittelt hat, dass der Ist-Luftspaltwert 32 den Soll-Luftspaltwert 60 um mehr als den Toleranzwert 62 überschreitet. Alternativ zum gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Toleranzwert 62 nicht im Speicher 50 gespeichert. Insbesondere wenn als Toleranzwert 62 der Wert 0 festgelegt ist, reicht es der Erfindung aus, eine Abweichung des Ist-Luftspaltwertes vom Soll-Luftspaltwert 60 zu ermitteln, um in Erwiderung darauf die Vorwarn-Information 64 zu generieren.
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In Erwiderung auf das Bereitstellen der Vorwarn-Information 64 wird bspw. eine Warnleuchte im Fahrerhaus des Fahrzeuges 1 angesteuert, um einem Fahrer des Fahrzeuges 1 zu signalisieren, eine Werkstatt aufzusuchen. In der Werkstatt kann der Drehzahlsensor 18 wieder in eine geeignete Position gedrückt werden, was bspw. mittels der ersten Einbau-Information 58, die vorzugsweise von einem Diagnosegerät ausgelesen werden kann, kontrolliert wird. Vorzugsweise setzt die Initialisierungsschaltung 46 den Soll-Luftspaltwert 60 entweder automatisch oder durch manuelle Aktivierung nachfolgend auf den derzeitigen Ist-Luftspaltwert 32.
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Wenn der Vergleich des Ist-Luftspaltwertes 32 mit dem Soll-Luftspaltwert 60 jedoch eine Abweichung ergeben hat, die größer als ein aus dem Speicher 50 ausgelesener Grenz-Luftspaltwert 66 ist, generiert die Informationsschaltung 52 alternativ oder zusätzlich zur Vorwarninformation 64 eine Fehler-Information 68, die zur Ansteuerung einer Warnleuchte sowie der Bremssteuerung 40 bereitgestellt wird. Die Bremssteuerung 40 berücksichtigt diese Fehler-Information 68 bei der Entscheidung, ob der Drehzahlwert 38 noch berücksichtigt werden kann, oder berücksichtigt in Erwiderung auf die Fehlerinformation 68 den Drehzahlwert 38 nachfolgend nicht weiter.
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3 zeigt den Drehzahlsensor 18 des Ausführungsbeispiels gemäß 1 mit seinen Einrichtungen in einer Darstellung als Blockschaltbild, in welchem interne Signalwege dargestellt sind.
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Der Drehzahlsensor 18 ist ein aktiver Drehzahlsensor, der ein aktives Sensorelement 70 mit passiven Aufnehmern aufweist. Zum Abtasten der Stellung bzw. Drehung des Polrades 22 benötigt das aktive Sensorelement 70 eine Hilfsspannung, welche mittelbar über die Datenschnittstelle 16 gemäß 1 bereitgestellt wird. Das aktive Sensorelement 70 umfasst beispielsweise ein Hallelement oder eine magnetoresistive Brücke.
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Das aktive Sensorelement 70 stellt, insbesondere wiederholt, einen analogen Messwert 72 bereit, der einer Luftspalterkennungsschaltung 74 des Drehzahlsensors 18 zugeführt wird. Alternativ oder zusätzlich stellt das aktive Sensorelement 70 direkt digitale Messwerte bereit.
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Die Luftspalterkennungsschaltung 74 ermittelt aus den analogen Messwert 72 bzw. durch mehrstufige Digitalisierung den Ist-Luftspaltwert 32, vorzugsweise mit einer Wortbreite von 3 oder 4 Bit. Mittels einer Sendeschaltung 76 des Drehzahlsensors 18 wird der Ist-Luftspaltwert 32 im digitalen Signal 30 bereitgestellt und kann über die Datenschnittstelle 16 dem Steuergerät 14 zugeführt werden.
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Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander einsetzbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt. Vielmehr sind alle Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19911774 A1 [0004, 0005]
- DE 10203483 A1 [0005, 0005, 0005, 0005]
