DE102018202981A1

DE102018202981A1 - Erfassungsvorrichtung sowie Verfahren zur Detektion loser Radbefestigungsmittel eines Rades

Info

Publication number: DE102018202981A1
Application number: DE102018202981.4A
Authority: DE
Inventors: Daniel Zirkel; Mario Beyer; Uwe Martin
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2019-08-29
Also published as: WO2019166138A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Erfassungsvorrichtung zur Detektion loser Radbefestigungsmittel eines Rades eines mit einer elektrischen Antriebsmaschine ausgestatteten Fahrzeugs, mit einer Regeleinheit, die eine Drehmomentregelung der elektrischen Antriebsmaschine vornimmt, wobei die Drehmomentregelung eine Rotorlagewinkelinformation und/oder eine elektrische Frequenzinformation der Antriebsmaschine beinhaltet. Es ist eine Auswerteeinheit vorgesehen, die die Rotorlagewinkelinformation und/oder die Frequenzinformation hinsichtlich charakteristischer, lose Radbefestigungsmittel anzeigender Signaländerungen auswertet. Die Erfinfung betrifft ferner ein entsprechendes Verfahren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Erfassungsvorrichtung zur Detektion loser Radbefestigungsmittel eines Rades eines mit einer elektrischen Antriebsmaschine ausgestatteten Fahrzeugs, mit einer Regeleinheit, die eine Drehmomentregelung der elektrischen Antriebsmaschine vornimmt, wobei die Drehmomentregelung eine Rotorlagewinkelinformation und/oder eine elektrische Frequenzinformation der Antriebsmaschine beinhaltet. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zur Detektion loser Radbefestigungsmittel eines Rades des Fahrzeugs.
Stand der Technik
Zur Regelung von permanenterregten Synchronmaschinen oder elektrisch erregten Synchronmaschinen, wie sie in Hybrid- und Elektrofahrzeugen zu deren Antrieb eingesetzt werden, ist die Erfassung des Rotorlagewinkels erforderlich. Zur Regelung von Asynchronmaschinen, mit denen ebenfalls derartige Fahrzeuge angetrieben werden können, ist die Kenntnis der elektrischen Frequenz des elektrischen Antriebs notwendig. Zur Ermittlung des Rotorlagewinkels oder der elektrischen Frequenz sind verschiedene Sensoren bekannt. Beispielsweise gibt es hierfür digitale Winkelgeber, Resolver sowie auf Basis eines Wirbelstrom-Effekts arbeitende Sensoren. Es ist bekannt, eine Raddrehzahlinformation eines elektrischen Stabilitätsprogramms (ESP) bei mit elektrischen Antriebssträngen versehenen Fahrzeugen auszuwerten, um gelöste Radbefestigungsmittel der Fahrzeuge zu detektieren. Dieses bekannte Vorgehen ist in der Praxis nicht immer erfolgsversprechend, da eine geringe Informationsgüte und Auflösung vorliegt.
Offenbarung der Erfindung
Bei der eingangs genannten Erfassungsvorrichtung beziehungsweise dem entsprechenden Verfahren wird erfindungsgemäß eine Auswerteeinheit verwendet, die die Rotorlagewinkelinformation und/oder die Frequenzinformation hinsichtlich charakteristischer, lose Radbefestigungsmittel anzeigender Signaländerungen auswertet. Das entsprechende Signal der Maschinenregelung, nämlich die Rotorlagewinkelinformation und/oder die elektrische Frequenzinformation, besitzt sehr gute Güte und hohe Auflösung, sodass lose Radbefestigungsmittel mit hoher Sicherheit erkannt werden. Ferner werden für andere Zwecke bereits vorhandene Daten, nämlich die Rotorlagewinkelinformation und/oder die Frequenzinformation erfindungsgemäß für den genannten weiteren Zweck genutzt, sodass keine zusätzlichen Hardwaremittel eingesetzt werden müssen. Löst sich ein Radbefestigungsmittel, so führt dies zu einer Signaländerung der Rotorlagewinkelinformation beziehungsweise zu einer Signaländerung der elektrischen Frequenzinformation. Diese Signaländerungen werden von der Auswerteeinheit untersucht und für die Detektion verwendet.
Die hohe Güte und gute Auflösung des entsprechenden Signals der Maschinenregelung der elektrischen Antriebsmaschine resultiert zum einen aus den hohen Anforderungen an die Drehmomentregelung und zum anderen aus der Polpaarzahl der jeweiligen eingesetzten elektrischen Maschine, bei der es sich um eine permanenterregte Synchronmaschine, eine elektrisch erregte Synchronmaschine oder um eine Asynchronmaschine handeln kann. Bei den Synchronmaschinen wird erfindungsgemäß die Rotorlagewinkelinformation verarbeitet und bei den Asynchronmaschinen die elektrische Frequenz. Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Vorgehen wird zur Ermittlung des mechanischen Fehlers, nämlich des losen Radbefestigungsmittels, eine elektrische Größe durch die Polpaarzahl geteilt, wodurch die Güte der Auswertung stark eingeschränkt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Vorgehen tritt dieses Problem nicht auf.
Bei dem erfindungsgemäßen Vorgehen wird das Signal der Maschinenregelung, nämlich die Rotorlagewinkelinformation und/oder die elektrische Frequenzinformation, verwendet, um lose Radbefestigungsmittel, beispielsweise lose Radmuttern zu detektieren. Sind diese Befestigungsmittel nicht fest angezogen, so kommt es zu minimalen Bewegungen der Felge des Rades auf der Achse. Diese lose Verbindung verursacht in der Praxis zwar oft Geräusche, insbesondere beim Bremsen oder Beschleunigen, jedoch werden diese vom durchschnittlichen Fahrer oft nicht erkannt oder wahrgenommen.
Die erwähnten Bewegungen der Felge relativ zur Achse führen zu kleinsten Schwingungen auf dem Antriebsstrang des Fahrzeugs. Vor allem beim Bremsen oder Beschleunigen kann es jeweils einen „Ruck“ geben, der sich direkt auf die Rotorlagewinkelinformation beziehungsweise die elektrische Frequenzinformation auswirkt. Insbesondere treten Picks und/oder kleine Schwingungen des jeweiligen Signals auf. Die Auswerteeinheit erkennt diese Signaländerungen, die als charakteristische Signaländerungen eines gelösten Radbefestigungsmittels erkannt werden. Dabei kann derart vorgegangen werden, dass die jeweilige Erkennung des veränderten Signals gezählt wird und bei Erreichen einer bestimmten Anzahl dem Fahrer das Ergebnis „lose Radmuttern“ signalisiert wird.
Um die Auswertesicherheit der Auswerteeinheit zu erhöhen, kann vorgesehen sein, dass eine Gaspedalstellung, eine Bremspedalstellung, eine Gaspedalstellungsänderung und/oder eine Bremspedalstellungsänderung des Fahrzeugs mit berücksichtigt wird/werden. Gerade bei Beschleunigungs- und Bremsvorgängen treten die genannten Signaländerungen mit hoher Wahrscheinlichkeit auf. Fallen also Brems- beziehungsweise Beschleunigungsvorgänge mit Signaländerungen zusammen, so ist dies eine relativ robuste Grundlage, auf lose Radbefestigungsmittel zu schließen. Die Beschleunigungs- beziehungsweise Bremsvorgänge sind von der erwähnten Gaspedalstellung, Bremspedalstellung, Gaspedalstellungsänderung und/oder Bremspedalstellungsänderung abhängig. Es ist insbesondere möglich, nur im Falle einer großen Beschleunigungsänderung eine detaillierte Auswertung einer Signaländerung vorzunehmen.
Es besteht ferner die Möglichkeit, ein Diagnosesignal auf die Drehmomentregelung aufzuprägen, um eine Robustheitssteigerung der Detektion loser Radbefestigungsmittel vorzunehmen. Dabei kann es sich um ein Diagnosesignal handeln, das zu einer Bewegung der losen Felge auf der Achse führt. Dementsprechend ist es bevorzugt möglich, dass die Auswerteeinheit die Regeleinheit derart ansteuert, dass eine Drehmomentänderung der Drehmomentregelung auftritt, welches die erwähnte Bewegung der losen Felge relativ zur Achse auslöst. Insbesondere kann es sich dabei um eine sprunghafte Änderung, vorzugsweise in einem kleinen Bereich, oder um eine Schwingung handeln. Je nach gewünschter Sensitivität der Diagnosefunktion sind dabei zwei prinzipielle Vorgehensweisen denkbar. Es ist möglich, das erwähnte Drehmoment-Diagnosesignal im normalen Fahrbetrieb aufzuprägen. Dies sollte nach Möglichkeit vom Fahrer nicht wahrgenommen werden. Demzufolge sind nur kleine Amplituden des Diagnosesignals möglich. Lose Radmuttern werden daher nur mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit erkannt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass dem Fahrer ein spezieller Diagnosemodus im Fehlerverdachtsfall bereitgestellt wird. Wird diese Diagnose ausgelöst, so wird der Fahrer den Diagnosevorgang wahrnehmen. Das aufgeprägte Diagnosesignal hat in einem solchen Falle entsprechend große Amplituden, wodurch eine sehr gute Erkennungsmöglichkeit loser Radbefestigungsmittel vorliegt.
Aufgrund der Erfindung ist es mit äußerst geringem Aufwand möglich, lose Radbefestigungsmittel von Fahrzeugen zu erkennen, die mit einem Elektro- oder Hybridantrieb versehen sind. Hierzu wird die erfindungsgemäße Erfassungsvorrichtung eingesetzt beziehungsweise das entsprechende Verfahren zur Detektion loser Radbefestigungsmittel durchgeführt.

Claims

Erfassungsvorrichtung zur Detektion loser Radbefestigungsmittel eines Rades eines mit einer elektrischen Antriebsmaschine ausgestatteten Fahrzeugs, mit einer Regeleinheit, die eine Drehmomentregelung der elektrischen Antriebsmaschine vornimmt, wobei die Drehmomentregelung eine Rotorlagewinkelinformation und/oder eine elektrische Frequenzinformation der Antriebsmaschine beinhaltet, gekennzeichnet durch eine Auswerteeinheit, die die Rotorlagewinkelinformation und/oder die Frequenzinformation hinsichtlich charakteristischer, lose Radbefestigungsmittel anzeigender Signaländerungen auswertet.
Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit eine Gaspedalstellung, eine Bremspedalstellung, eine Gaspedalstellungsänderung und/oder eine Bremspedalstellungsänderung des Fahrzeugs bei der Auswertung der Signaländerungen berücksichtigt.
Erfassungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere beim Auftreten bestimmter Signaländerungen die Auswerteeinheit die Regeleinheit derart ansteuert, dass eine Drehmomentänderung der Drehmomentregelung vorgenommen wird.
Verfahren zur Detektion loser Radbefestigungsmittel eines Rades eines mit einer elektrischen Antriebsmaschine ausgestatteten Fahrzeugs, wobei eine Regeleinheit eine Drehmomentregelung der elektrischen Antriebsmaschine vornimmt und die Drehmomentregelung eine Rotorlagewinkelinformation und/oder eine elektrische Frequenzinformation der Antriebsmaschine beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinheit die Rotorlagewinkelinformation und/oder die Frequenzinformation hinsichtlich charakteristischer, lose Radbefestigungsmittel anzeigender Signaländerungen auswertet.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit bei der Auswertung der Signaländerungen eine Gaspedalstellung, eine Bremspedalstellung, eine Gaspedalstellungsänderung und/oder eine Bremspedalstellungsänderung des Fahrzeugs berücksichtigt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere beim Auftreten bestimmter Signaländerungen die Auswerteeinheit die Regeleinheit derart ansteuert, dass eine Drehmomentänderung der Drehmomentregelung vorgenommen wird.