DE102020204339A1 - Method for determining the wheel speed of a vehicle wheel - Google Patents

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Ermittlung der Raddrehzahl eines Fahrzeugrades in einem Fahrzeug mit elektrischem Antriebsmotor wird die Motordrehzahl des elektrischen Antriebsmotors mittels eines Rotorsensors bestimmt und unter Berücksichtigung einer Getriebeübersetzung eines Getriebes zwischen dem elektrischen Antriebsmotor und einem Fahrzeugrad zur Raddrehzahlermittlung herangezogen.In a method for determining the wheel speed of a vehicle wheel in a vehicle with an electric drive motor, the motor speed of the electric drive motor is determined by means of a rotor sensor and, taking into account a gear ratio of a transmission between the electric drive motor and a vehicle wheel, is used to determine the wheel speed.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung der Raddrehzahl eines Fahrzeugrades in einem Fahrzeug mit elektrischem Antriebsmotor.The invention relates to a method for determining the wheel speed of a vehicle wheel in a vehicle with an electric drive motor.

Stand der TechnikState of the art

Es ist bekannt, in Kraftfahrzeugen Raddrehzahlsensoren zur Ermittlung der Raddrehzahlen zu verwenden, die in verschiedenen Fahrdynamikkontrollsystemen und Fahrerassistenzsystemen wie beispielsweise in einem elektronischen Stabilitätsprogramm ESP verwendet werden. Als Raddrehzahlsensoren werden Winkelinkrementalgeber verwendet, die als Sensorsignal ein Winkelinkrement liefern, wobei die Raddrehzahl durch Auswerten der Winkelinkremente pro Zeit berechnet werden. Der Winkelinkrementalgeber weist über den Umfang eine Vielzahl von Zähnen auf, welche die Winkelauflösung festlegen.It is known to use wheel speed sensors in motor vehicles to determine the wheel speeds, which sensors are used in various driving dynamics control systems and driver assistance systems such as, for example, in an electronic stability program ESP. Angle incremental encoders are used as wheel speed sensors, which deliver an angle increment as a sensor signal, the wheel speed being calculated by evaluating the angle increments per time. The angular incremental encoder has a large number of teeth over the circumference, which define the angular resolution.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Ermittlung der Raddrehzahl eines Fahrzeugrades in einem Fahrzeug mit elektrischem Antriebsmotor eingesetzt werden. Der elektrische Antriebsmotor ist kinematisch mit einem Fahrzeugrad des Fahrzeugs gekoppelt, insbesondere über ein Getriebe, wobei aus der Motordrehzahl des elektrischen Antriebsmotors unter Berücksichtigung der Getriebeübersetzung auf die Raddrehzahl geschlossen werden kann.The method according to the invention can be used to determine the wheel speed of a vehicle wheel in a vehicle with an electric drive motor. The electric drive motor is kinematically coupled to a vehicle wheel of the vehicle, in particular via a transmission, it being possible to infer the wheel speed from the motor speed of the electric drive motor, taking into account the gear ratio.

Gegebenenfalls können Verspannungen im Antriebsstrang zwischen dem elektrischen Antriebsmotor und dem Fahrzeugrad berücksichtigt werden. If necessary, tension in the drive train between the electric drive motor and the vehicle wheel can be taken into account.

Derartige Verspannungen werden beispielsweise in einem mathematischen Modell abgebildet, aus dem die Raddrehzahl bestimmt wird.Such stresses are mapped, for example, in a mathematical model from which the wheel speed is determined.

Die kinematische Kopplung zwischen dem elektrischen Antriebsmotor und dem Fahrzeugrad besteht vorzugsweise permanent, so dass keine öffenbare und schließbare Kupplung zwischen elektrischem Antriebsmotor und Fahrzeugrad vorhanden ist. Gegebenenfalls kann aber auch eine Kupplung im Antriebsstrang zwischen elektrischem Antriebsmotor und Fahrzeugrad vorhanden sein, wobei im Fall einer geschlossenen Kupplung aus der Motordrehzahl des elektrischen Antriebsmotors auf die Raddrehzahl geschlossen wird.The kinematic coupling between the electric drive motor and the vehicle wheel is preferably permanent, so that there is no openable and closable coupling between the electric drive motor and the vehicle wheel. If necessary, however, there can also be a clutch in the drive train between the electric drive motor and the vehicle wheel, with the wheel speed being deduced from the engine speed of the electric drive motor in the case of a closed clutch.

Die Vorgehensweise, aus der Motordrehzahl des elektrischen Antriebsmotors unter Berücksichtigung der Getriebeübersetzung auf die Raddrehzahl zu schließen, hat den Vorteil, dass die Raddrehzahlermittlung grundsätzlich ohne einen Raddrehzahlsensor durchgeführt werden kann. Vorteilhaft ist es außerdem, dass die Raddrehzahlermittlung mit einer hohen Genauigkeit durchgeführt werden kann, da der Sensortyp, welcher für die Ermittlung der Motordrehzahl des elektrischen Antriebsmotors eingesetzt wird, im Unterschied zu einem Raddrehzahlsensor üblicherweise nicht inkrementell aufgebaut ist, sondern typischerweise kontinuierlich arbeitet und beispielsweise auf Induktion basierend eine elektrische Spannung generiert. Daher ist die Auflösung des Rotorsensors zur Ermittlung der Motordrehzahl signifikant höher als die Auflösung eines inkrementell arbeitenden Raddrehzahlsensors. Es ist insbesondere möglich, die Motordrehzahl mithilfe des Rotorsensors kontinuierlich zu bestimmen, ohne eine für ein Winkelinkrement typische Raddrehung berücksichtigen zu müssen.The procedure of inferring the wheel speed from the motor speed of the electric drive motor, taking into account the gear ratio, has the advantage that the wheel speed determination can in principle be carried out without a wheel speed sensor. It is also advantageous that the wheel speed determination can be carried out with a high degree of accuracy, since the sensor type which is used to determine the engine speed of the electric drive motor, in contrast to a wheel speed sensor, is usually not incremental, but typically works continuously and, for example Induction generates an electrical voltage based on it. The resolution of the rotor sensor for determining the engine speed is therefore significantly higher than the resolution of an incrementally operating wheel speed sensor. In particular, it is possible to continuously determine the engine speed with the aid of the rotor sensor without having to take into account a wheel rotation that is typical for an angular increment.

Vorteilhaft ist es außerdem, dass das Getriebe, welches zwischen dem elektrischen Antriebsmotor und dem Fahrzeugrad angeordnet ist, typischerweise eine Übersetzung kleiner als eins (Getriebeuntersetzung) aufweist, so dass die höhere Motordrehzahl des elektrischen Antriebsmotors in eine geringere Raddrehzahl übersetzt wird. Die Getriebeübersetzung liegt beispielsweise in einer Größenordnung von 1:10. Dementsprechend führt der Rotor des elektrischen Antriebsmotors in gleicher Zeiteinheit eine größere Winkelumdrehung durch als das Fahrzeugrad, wodurch die Auflösung bei der sensorischen Ermittlung der Raddrehzahl nochmals gesteigert wird.It is also advantageous that the transmission, which is arranged between the electric drive motor and the vehicle wheel, typically has a gear ratio less than one (gear reduction), so that the higher motor speed of the electric drive motor is converted into a lower wheel speed. The gear ratio is, for example, of the order of 1:10. Correspondingly, the rotor of the electric drive motor performs a larger angular rotation than the vehicle wheel in the same time unit, whereby the resolution in the sensor-based determination of the wheel speed is increased again.

Vorteilhaft ist es schließlich, dass insbesondere bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten eine hohe Güte bei der Raddrehzahlermittlung erreicht werden kann. Im Fall von inkrementellen Winkelgebern als Raddrehzahlsensoren wirkt sich die inkrementelle Rasterung bei niedrigen Geschwindigkeiten stärker aus, wohingegen bei der Ermittlung der Motordrehzahl mithilfe des Rotorsensors keine derartige Rasterung erfolgt. Dies erlaubt insbesondere auch Anwendungen bis zum Abbremsen zum Fahrzeugstillstand oder einem Anfahren aus dem Fahrzeugstillstand sowie bei Schrittgeschwindigkeit, beispielsweise bei Ein- und Ausparkvorgängen.Finally, it is advantageous that, particularly at low vehicle speeds, a high level of quality can be achieved when determining the wheel speed. In the case of incremental angle encoders as wheel speed sensors, the incremental raster has a stronger effect at low speeds, whereas no such raster takes place when determining the engine speed with the help of the rotor sensor. In particular, this also allows applications up to braking to a vehicle standstill or starting from a vehicle standstill as well as at walking speed, for example when maneuvering into and out of parking spaces.

Es kann ausreichend sein, die Raddrehzahl eines elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugrades ausschließlich über den Rotorsensor des elektrischen Antriebsmotors zu bestimmen, der das betreffende Fahrzeugrad antreibt. Dies betrifft insbesondere Fälle eines Einzelradantriebs, bei denen der elektrische Antriebsmotor genau ein Fahrzeugrad antreibt. Die Raddrehzahlermittlung der übrigen, nicht-angetriebenen Fahrzeugräder erfolgt vorteilhafterweise über Raddrehzahlsensoren.It may be sufficient to determine the wheel speed of a vehicle wheel driven by an electric motor exclusively via the rotor sensor of the electric drive motor that drives the vehicle wheel in question. This applies in particular to cases of a single wheel drive in which the electric drive motor drives exactly one vehicle wheel. The wheel speed determination of the remaining, non-driven vehicle wheels is advantageously carried out via wheel speed sensors.

In einer alternativen Ausführung kann es aber auch zweckmäßig sein, dass die Raddrehzahlermittlung eines Fahrzeugrades sowohl über den Rotorsensor des antreibenden elektrischen Antriebsmotors als auch über einen Raddrehzahlsensor erfolgt. In diesen Fällen kann eine Verbesserung im Hinblick auf die Güte und Genauigkeit der Raddrehzahl über die Berücksichtigung von zwei unterschiedlichen Sensorsignalen erreicht werden, aus denen jeweils die Raddrehzahl bestimmt werden kann.In an alternative embodiment, however, it can also be expedient that the wheel speed determination of a vehicle wheel is carried out both via the rotor sensor of the driving electric Drive motor as well as a wheel speed sensor takes place. In these cases, an improvement in terms of the quality and accuracy of the wheel speed can be achieved by taking into account two different sensor signals, from which the wheel speed can be determined in each case.

Auch im Fall eines elektrischen Antriebsmotors als Einzelradantrieb kann gegebenenfalls zusätzlich zu dem Rotorsensor auch die Information aus einem Raddrehzahlsensor des angetriebenen Fahrzeugrades berücksichtigt werden.Even in the case of an electric drive motor as a single wheel drive, the information from a wheel speed sensor of the driven vehicle wheel can optionally also be taken into account in addition to the rotor sensor.

Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird unterhalb eines Geschwindigkeitsgrenzwerts ausschließlich die Motordrehzahl des elektrischen Antriebsmotors zur Raddrehzahlermittlung herangezogen, nicht jedoch eine Information aus einem Radrehzahlsensor. Über diese Vorgehensweise wird eine Verschlechterung bei der Raddrehzahlermittlung als Folge der diskreten Sensorinformationen des Raddrehzahlsensors vermieden, die sich bei niedrigeren Geschwindigkeiten stärker auswirken.According to yet another advantageous embodiment, below a speed limit value, only the engine speed of the electric drive motor is used to determine the wheel speed, but not information from a wheel speed sensor. This procedure avoids a deterioration in the determination of the wheel speed as a result of the discrete sensor information of the wheel speed sensor, which has a greater effect at lower speeds.

Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird die Motordrehzahl des elektrischen Antriebsmotors und die daraus ermittelte Raddrehzahl in einem Fahrerassistenzsystem im Fahrzeug, insbesondere in einem Bremsregelsystem wie beispielsweise einem ESP-System (Elektronisches Stabilitätsprogramm) oder einem Antiblockiersystem ABS verwendet.According to yet another advantageous embodiment, the engine speed of the electric drive motor and the wheel speed determined therefrom are used in a driver assistance system in the vehicle, in particular in a brake control system such as an ESP system (electronic stability program) or an anti-lock braking system ABS.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in Fahrzeugen mit elektromotorischem Antrieb eingesetzt werden, wobei verschiedene Antriebskonfigurationen in Betracht kommen. Zum einen kann dies der vorbeschriebene Einzelradantrieb sein, bei dem einem elektrischen Antriebsmotor genau ein Fahrzeugrad zum Antreiben zugeordnet ist. Typischerweise werden in einem Fahrzeug zwei Fahrzeugräder über jeweils einen elektrischen Antriebsmotor angetrieben, gegebenenfalls alle vier Fahrzeugräder.The method according to the invention can be used in vehicles with an electric motor drive, various drive configurations being possible. On the one hand, this can be the single-wheel drive described above, in which exactly one vehicle wheel is assigned to an electric drive motor for driving purposes. Typically, two vehicle wheels in a vehicle are each driven by an electric drive motor, possibly all four vehicle wheels.

In einer weiteren Fahrzeugkonfiguration erfolgt der Antrieb der Fahrzeugräder an einer gemeinsamen Fahrzeugachse über einen gemeinsamen elektrischen Antriebsmotor und ein Getriebe sowie ein Differential zum Verteilen von Antriebsmoment auf das linke und das rechte Fahrzeugrad der Fahrzeugachse. Es handelt sich um einen Hinterradantrieb, um einen Vorderradantrieb oder um einen Allradantrieb. In diesem Fall kann es zweckmäßig sein, dass den angetriebenen Fahrzeugrädern jeweils ein Raddrehzahlsensor zugeordnet ist, über den zusätzlich eine Information über die Raddrehzahl zu ermitteln ist. Die Sensorinformationen vom Raddrehzahlsensor und vom Rotorsensor des elektrischen Antriebsmotors werden gemäß eines definierten mathematischen Zusammenhangs zur Raddrehzahl verarbeitet.In a further vehicle configuration, the vehicle wheels are driven on a common vehicle axle via a common electric drive motor and a gearbox as well as a differential for distributing drive torque to the left and right vehicle wheels of the vehicle axle. It is a rear-wheel drive, a front-wheel drive or an all-wheel drive. In this case it can be expedient for a wheel speed sensor to be assigned to each of the driven vehicle wheels, via which information about the wheel speed can also be determined. The sensor information from the wheel speed sensor and from the rotor sensor of the electric drive motor are processed according to a defined mathematical relationship to the wheel speed.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird als Rotorsensor ein induktiver Sensor verwendet, beispielsweise ein Resolver, in dem in Abhängigkeit von der Motordrehzahl eine Spannung induziert wird, wobei aus dem Spannungsverlauf auf die Rotordrehzahl geschlossen werden kann. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass ein kontinuierliches Sensorsignal zur Verfügung steht, das aufgrund seiner nicht-inkrementellen Ausführung auch für niedrige Fahrzeuggeschwindigkeiten verwertbar ist. Bei dem Resolver wird durch die Rotordrehung im elektrischen Antriebsmotor eine Spannung induziert, die gemessen und aus der die Winkellage bzw. die Drehzahl des Rotors bestimmt wird. Unter Berücksichtigung der Getriebeübersetzung kann auf die Raddrehzahl des angetriebenen Fahrzeugrades geschlossen werden.According to a further advantageous embodiment, an inductive sensor is used as the rotor sensor, for example a resolver, in which a voltage is induced as a function of the motor speed, it being possible to infer the rotor speed from the voltage profile. This design has the advantage that a continuous sensor signal is available which, due to its non-incremental design, can also be used for low vehicle speeds. In the resolver, the rotation of the rotor in the electric drive motor induces a voltage which is measured and from which the angular position or the speed of the rotor is determined. Taking into account the gear ratio, conclusions can be drawn about the wheel speed of the driven vehicle wheel.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerät zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens. Dem Steuergerät werden als Eingangsinformationen die Sensorsignale des Rotorsensors sowie gegebenenfalls eines Raddrehzahlsensors zugeführt, wobei die Sensorsignale gemäß einer hinterlegten Berechnungsvorschrift unter Berücksichtigung der Getriebeübersetzung der Raddrehzahlermittlung herangezogen werden. Die ermittelte Raddrehzahl kann in einem Bremsregelsystem, insbesondere einem ESP-System oder einem ABS weiterverwendet werden.Another aspect of the invention relates to a control device for carrying out the method described above. The sensor signals of the rotor sensor and possibly a wheel speed sensor are fed to the control unit as input information, the sensor signals being used in accordance with a stored calculation rule, taking into account the gear ratio of the wheel speed determination. The determined wheel speed can be used in a brake control system, in particular an ESP system or an ABS.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Fahrerassistenzsystem in einem Fahrzeug, insbesondere ein Bremsregelsystem wie ein ESP-System oder ein Antiblockiersystem, mit einem vorbeschriebenen Steuergerät. Das Steuergerät kann Teil des Fahrerassistenzsystems sein.The invention also relates to a driver assistance system in a vehicle, in particular a brake control system such as an ESP system or an anti-lock braking system, with a control device as described above. The control unit can be part of the driver assistance system.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, das mit einem elektrischen Antriebsmotor zum Antreiben eines oder mehrerer Fahrzeugräder ausgestattet ist. In dem Fahrzeug befindet sich außerdem ein vorbeschriebenes Steuergerät, in welchem Sensorsignale des Rotorsensors und gegebenenfalls eines oder mehrerer Raddrehzahlsensoren ausgewertet werden, um die Raddrehzahl des elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugrades zu bestimmen. Bei dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um einen Personenkraftwagen oder um einen Lastkraftwagen. Gegebenenfalls kommt auch eine Anwendung auf Einspurfahrzeuge wie Motorräder oder Motorroller in Betracht.Another aspect of the invention relates to a vehicle, in particular a motor vehicle, which is equipped with an electric drive motor for driving one or more vehicle wheels. In the vehicle there is also a previously described control device in which sensor signals from the rotor sensor and optionally one or more wheel speed sensors are evaluated in order to determine the wheel speed of the vehicle wheel driven by an electric motor. The vehicle is, for example, a passenger car or a truck. An application to single-track vehicles such as motorcycles or scooters may also be considered.

Die Erfindung bezieht sich schließlich auf ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der dazu ausgelegt ist, die vorbeschriebenen Verfahrensschritte auszuführen. Das Computerprogrammprodukt läuft in einem vorbeschriebenen Steuergerät ab.The invention finally relates to a computer program product with a program code which is designed to comply with the above-described To carry out procedural steps. The computer program product runs in a control device described above.

Es kommt auch eine Ausführung mit verschiedenen Steuergeräten in Betracht. Beispielsweise erfolgt die Ermittlung der Raddrehzahlen aus der Motordrehzahl des elektrischen Antriebsmotors in einem Steuergerät des elektrischen Antriebsmotors. Diese Raddrehzahl kann auf ein weiteres Steuergerät eines Bremsregelsystems übertragen werden, in welchem die Raddrehzahl aus dem elektrischen Antriebsmotor weiterverarbeitet wird. In diesem Steuergerät des Bremsregelsystems kann außerdem auch die Sensorinformation aus einem Raddrehzahlsensor verarbeitet werden, um unter Berücksichtigung der Raddrehzahl aus dem elektrischen Antriebsmotor zu einer verbesserten Raddrehzahl zu kommen.A version with different control units is also possible. For example, the wheel speeds are determined from the engine speed of the electric drive motor in a control unit of the electric drive motor. This wheel speed can be transmitted to a further control unit of a brake control system, in which the wheel speed from the electric drive motor is further processed. In this control unit of the brake control system, the sensor information from a wheel speed sensor can also be processed in order to achieve an improved wheel speed, taking into account the wheel speed from the electric drive motor.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem elektrischen Antriebsmotor zum Antreiben der Hinterräder,
  • 2 eine schematische Darstellung eines weiteren Kraftfahrzeugs mit jeweils einem elektrischen Antriebsmotor als Einzelradantrieb für jedes Hinterrad,
  • 3 ein Blockschaltbild mit einer Darstellung der Wirkkette mit elektrischem Antriebsmotor, Getriebe, Bremse, Raddrehzahlsensor sowie Steuergerät zur Ansteuerung des elektrischen Antriebsmotors und des Bremsregelsystems,
  • 4 ein Ablaufschema zur Raddrehzahlbestimmung unter Berücksichtigung der Motordrehzahl des elektrischen Antriebsmotors und der Sensorsignale von Raddrehzahlsensoren.
Further advantages and useful designs can be found in the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:
  • 1 a schematic representation of a motor vehicle with an electric drive motor for driving the rear wheels,
  • 2 a schematic representation of another motor vehicle, each with an electric drive motor as a single wheel drive for each rear wheel,
  • 3 a block diagram with a representation of the functional chain with electric drive motor, gearbox, brake, wheel speed sensor and control unit for controlling the electric drive motor and the brake control system,
  • 4th a flowchart for determining the wheel speed, taking into account the engine speed of the electric drive motor and the sensor signals from wheel speed sensors.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference symbols.

In 1 ist in schematischer Weise ein Kraftfahrzeug 1 dargestellt, beispielsweise ein Personenkraftwagen, das mit einem elektrischen Antriebsmotor 2 zum Antrieb der Hinterräder 3, 4 hinten links und hinten rechts ausgestattet ist. Die Vorderräder 5 und 6 vorne links und vorne rechts sind dagegen nicht angetrieben. Im Antriebsstrang zwischen dem elektrischen Antriebsmotor 2 und den Hinterrädern 3, 4 befindet sich außerdem ein Getriebe 7, das zusätzlich ein Differential aufweist. Das Fahrzeug 1 befindet sich in Vorwärtsfahrt und weist die Vorwärtsgeschwindigkeit vx auf. Der elektrische Antriebsmotor 2 ist mit einem eigenen Steuergerät versehen, über das die Motoransteuerung erfolgt.In 1 is a motor vehicle in a schematic manner 1 shown, for example, a passenger car with an electric drive motor 2 to drive the rear wheels 3 , 4th rear left and rear right is equipped. The front wheels 5 and 6th In contrast, the front left and front right are not driven. In the drive train between the electric drive motor 2 and the rear wheels 3 , 4th there is also a gearbox 7th , which also has a differential. The vehicle 1 is driving forward and has the forward speed v x . The electric drive motor 2 is provided with its own control unit, which is used to control the motor.

Das Fahrzeug ist in an sich üblicher Weise mit Radbremseinheiten 8 an jedem Fahrzeugrad ausgestattet, die Teil einer hydraulischen Fahrzeugbremse sind, und außerdem mit einem ESP-System 9 als Bremsregelsystem, über das der Bremsdruck in den Radbremseinheiten 8 an jedem Fahrzeugrad 3, 4, 5, 6 beeinflussbar ist. Das ESP-System umfasst eine Hydraulikpumpe zum Modifizieren des hydraulischen Bremsdrucks in der Fahrzeugbremse einschließlich der Radbremseinheiten 8 sowie ein ESP-Steuergerät.The vehicle is in a conventional manner with wheel brake units 8th equipped on each vehicle wheel, which are part of a hydraulic vehicle brake, and also with an ESP system 9 as a brake control system, via which the brake pressure in the wheel brake units 8th on every vehicle wheel 3 , 4th , 5 , 6th can be influenced. The ESP system comprises a hydraulic pump for modifying the hydraulic brake pressure in the vehicle brake including the wheel brake units 8th as well as an ESP control unit.

Jedes Fahrzeugrad 3, 4, 5, 6 ist außerdem mit einem Raddrehzahlsensor 10 versehen, über das die jeweilige Raddrehzahl des betreffenden Fahrzeugrades gemessen wird. Die Raddrehzahlsensoren 10 umfassen Winkelinkrementalsensoren, welche diskrete Werte für die Raddrehzahlen liefern.Every vehicle wheel 3 , 4th , 5 , 6th is also equipped with a wheel speed sensor 10 provided, via which the respective wheel speed of the vehicle wheel in question is measured. The wheel speed sensors 10 include angle incremental sensors that provide discrete values for wheel speeds.

Es kann gegebenenfalls zweckmäßig sein, das Fahrzeug mit einem Hybridantrieb auszustatten, das mindestens einen elektrischen Antriebsmotor sowie eine Brennkraftmaschine umfasst.It can possibly be expedient to equip the vehicle with a hybrid drive which comprises at least one electric drive motor and an internal combustion engine.

Der elektrische Antriebsmotor 2 ist außerdem mit einem Rotorsensor 11 ausgestattet, mit dem die Motordrehzahl nem des elektrischen Antriebsmotors ermittelt werden kann. Die Motordrehzahl nem wird als Eingangsgröße dem Steuergerät des ESP-Systems 9 zugeführt, ebenso die Raddrehzahlen nrad der verschiedenen Fahrzeugräder 3, 4, 5, 6. In dem Steuergerät des ESP-Systems 9 können die Drehzahlinformationen nem und nrad zusammengeführt werden, um mit höherer Genauigkeit die Raddrehzahl bzw. die Radwinkelgeschwindigkeit ωrad zu ermitteln.The electric drive motor 2 is also equipped with a rotor sensor 11 equipped, with which the engine speed nem of the electric drive motor can be determined. The engine speed nem is sent as an input variable to the control unit of the ESP system 9 supplied, as well as the wheel speeds nrad of the various vehicle wheels 3 , 4th , 5 , 6th . In the control unit of the ESP system 9 the speed information nem and nrad can be merged in order to determine the wheel speed or the wheel angular speed ω rad with greater accuracy.

In 2 ist ein Kraftfahrzeug 1 in einer Ausführungsvariante dargestellt, in der jedem Hinterrad 3, 4 jeweils ein elektrischer Antriebsmotor 2a bzw. 2b sowie ein Getriebe 7a bzw. 7b zugeordnet ist. Es handelt sich somit um einen Einzelradantrieb für das Hinterrad 3 hinten links und das Hinterrad 4 hinten rechts. Jedem elektrischen Antriebsmotor 2 ist ein eigenes Steuergerät zugeordnet, in welchem die Motordrehzahl nem des betreffenden elektrischen Antriebsmotors 2a und 2b ermittelt wird. Die Motordrehzahlen nem der elektrischen Antriebsmotoren 2a und 2b werden als Eingangsgrößen dem ESP-Steuergerät im ESP-System 9 zugeführt, ebenso die Raddrehzahlen nrad jedes Fahrzeugrads 3, 4, 5, 6, die mit jeweils einem Raddrehzahlsensor 10 ermittelt werden. Im ESP-Steuergerät des ESP-Systems 9 erfolgt die Zusammenführung der Raddrehzahlen nrad und der Motordrehzahlen nem und die Ermittlung einer verbesserten Raddrehzahl für die Hinterräder 3 und 4 sowie der entsprechenden Radgeschwindigkeiten ωrad.In 2 is a motor vehicle 1 shown in one embodiment in which each rear wheel 3 , 4th an electric drive motor each 2a respectively. 2 B as well as a transmission 7a respectively. 7b assigned. It is therefore a single wheel drive for the rear wheel 3 rear left and the rear wheel 4th back right. Any electric drive motor 2 is assigned its own control unit, in which the engine speed nem of the relevant electric drive motor 2a and 2 B is determined. The engine speeds nem of the electric drive motors 2a and 2 B are sent as input variables to the ESP control unit in the ESP system 9 supplied, as well as the wheel speeds nrad of each vehicle wheel 3 , 4th , 5 , 6th each with a wheel speed sensor 10 be determined. In the ESP control unit of the ESP system 9 the merging of the wheel speeds nrad and the engine speeds nem and the determination of an improved wheel speed for the rear wheels takes place 3 and 4th and the corresponding wheel speeds ω rad .

In 3 ist der schematische Aufbau und das Zusammenwirken von elektrischem Antriebsmotor 2 einschließlich zugeordnetem Motorsteuergerät und dem ESP-System mit dem ESP-Steuergerät dargestellt. Das Kraftfahrzeug 1 wird über den elektrischen Antriebsmotor 2 und das Getriebe 7 angetrieben, wobei der Antrieb auf eine Antriebswelle 13 erfolgt. In vorbeschriebener Weise ist jedes Fahrzeugrad mit einer Radbremseinheit 8 und mit einem Raddrehzahlsensor 10 ausgestattet. Im vorliegenden Beispiel gemäß 3 sind insbesondere die Raddrehzahlen nrad der elektromotorisch angetriebenen Hinterräder 3 und 4 von Interesse, die dem ESP-Steuergerät 9 des ESP-Systems als Eingangsgröße zugeführt werden.In 3 is the schematic structure and interaction of the electric drive motor 2 including the assigned engine control unit and the ESP system with the ESP control unit. The car 1 is via the electric drive motor 2 and the transmission 7th driven, the drive on a drive shaft 13th he follows. In the manner described above, each vehicle wheel is provided with a wheel brake unit 8th and with a wheel speed sensor 10 fitted. In the present example according to 3 are in particular the wheel speeds nrad of the rear wheels driven by an electric motor 3 and 4th of interest to the ESP control unit 9 of the ESP system are supplied as an input variable.

Der elektrische Antriebsmotor 2 ist mit einem Rotorsensor 11 versehen, der beispielsweise als ein Resolver ausgeführt ist, in welchem in Abhängigkeit von der aktuellen Rotordrehzahl eine Spannung induziert wird. Die Rotordrehzahl nem wird in dem Motorsteuergerät 12 aus den Sensorsignalen des Rotorsensors 11 ermittelt. Die Rotordrehzahl nem wird als Eingangsgröße dem ESP-Steuergerät 9a zugeführt, in welchem eine Zusammenführung mit den Raddrehzahlen nrad der Drehzahlsensoren 10 durchgeführt wird. Aus der verbesserten Raddrehzahl nrad kann auch die Radgeschwindigkeit vrad bzw. eine Radwinkelgeschwindigkeit ωrad bestimmt werden.The electric drive motor 2 is with a rotor sensor 11 provided, which is designed, for example, as a resolver in which a voltage is induced as a function of the current rotor speed. The rotor speed nem is in the engine control unit 12th from the sensor signals of the rotor sensor 11 determined. The rotor speed n em is used as an input variable for the ESP control unit 9a supplied, in which a merge with the wheel speeds nrad of the speed sensors 10 is carried out. The wheel speed v rad or a wheel angular speed ω rad can also be determined from the improved wheel speed nrad.

In 4 ist ein Ablaufschema für die Bestimmung der verbesserten Raddrehzahl nrad sowie der Radwinkelgeschwindigkeit ωrad durch Zusammenführen der Motordrehzahl nem und der sensorisch ermittelten Raddrehzahlen nrad dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt gemäß Block 14 wird aus den elektrischen Antriebsmotoren im Fahrzeug unter Berücksichtigung der Getriebeübersetzung die Motordrehzahl nem für jeden elektrischen Antriebsmotor bestimmt.In 4th is a flow chart for determining the improved wheel speed nrad and the wheel angular speed ω rad by combining the engine speed nem and the sensor-determined wheel speeds nrad. In a first process step according to block 14th the engine speed nem for each electric drive motor is determined from the electric drive motors in the vehicle, taking into account the gear ratio.

Im nächsten Schritt 15 wird aus der Motordrehzahl nem in einem Fahrzeugmodell unter Berücksichtigung der Getriebeübersetzung und gegebenenfalls eines Differentials sowie weiterer Zustands- und Kenngrößen die Winkelgeschwindigkeit ωem des elektrischen Antriebsmotors bestimmt. ωem wird anschließend als Eingangsgröße einem folgenden Block 18 zugeführt, in welchem die verbesserte Raddrehzahl nrad bzw. die Radwinkelgeschwindigkeit ωrad bestimmt wird.In the next step 15th the angular velocity ω em of the electric drive motor is determined from the engine speed nem in a vehicle model, taking into account the gear ratio and, if necessary, a differential as well as other state and characteristic variables. ω em is then used as an input variable in a following block 18th supplied, in which the improved wheel speed nrad or the wheel angular speed ω rad is determined.

Parallel zur Ermittlung der Motordrehzahlen nem für jeden elektrischen Antriebsmotor im Fahrzeug erfolgt zeitgleich die sensorische Ermittlung der Raddrehzahlen nrad über die Raddrehzahlsensoren im Schritt 16. Im Schritt 17 werden die sensorischen Raddrehzahlen nrad zu Winkelgeschwindigkeiten ωrad aufbereitet, die anschließend dem Block 18 als Eingangsgröße zugeführt werden. Im Block 18 wird eine verbesserte Raddrehzahl nrad bzw. eine verbesserte Radwinkelgeschwindigkeit ωrad unter Berücksichtigung der gemessenen Motordrehzahlen nem und der gemessenen Raddrehzahlen nrad sowie ihren aufbereiteten Geschwindigkeitsgrößen ωem und ωrad bestimmt. Gegebenenfalls können weitere Zusammenhänge und Zustandsgrößen, insbesondere zur Fahrzeugdynamik berücksichtigt werden, beispielsweise längsdynamische Zustandsgrößen wie die Fahrzeuggeschwindigkeit vx oder die Fahrzeuglängsbeschleunigung ax.Parallel to the determination of the engine speeds nem for each electric drive motor in the vehicle, the sensor-based determination of the wheel speeds nrad takes place at the same time via the wheel speed sensors in step 16 . In step 17th the sensory wheel speeds nrad are processed into angular speeds ω rad , which are then transferred to the block 18th are supplied as an input variable. In the block 18th An improved wheel speed nrad or an improved wheel angular velocity ω rad taking into account the measured engine speeds nem and the measured wheel speeds nrad and their processed speed variables ω em and ω rad determined. If necessary, further relationships and state variables, in particular for vehicle dynamics, can be taken into account, for example longitudinal dynamic state variables such as the vehicle speed v x or the vehicle longitudinal acceleration a x .

Claims (11)

Verfahren zur Ermittlung der Raddrehzahl eines Fahrzeugrades in einem Fahrzeug mit elektrischem Antriebsmotor, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, bei dem die Motordrehzahl (nem) des elektrischen Antriebsmotors (2) mittels eines Rotorsensors (11) bestimmt und unter Berücksichtigung einer Getriebeübersetzung eines Getriebes (7) zwischen dem elektrischen Antriebsmotor (2) und einem Fahrzeugrad (3, 4) zur Raddrehzahlermittlung (nrad) herangezogen wird.Method for determining the wheel speed of a vehicle wheel in a vehicle with an electric drive motor, in particular in a motor vehicle, in which the motor speed (nem) of the electric drive motor (2) is determined by means of a rotor sensor (11) and, taking into account a gear ratio of a gearbox (7) between the electric drive motor (2) and a vehicle wheel (3, 4) are used to determine the wheel speed (nrad). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motordrehzahl (nem) des elektrischen Antriebsmotors (2) gemeinsam mit Informationen eines Raddrehzahlsensors (10) zur Raddrehzahlermittlung (nrad) herangezogen wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the engine speed (nem) of the electric drive motor (2) is used together with information from a wheel speed sensor (10) to determine the wheel speed (nrad). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb eines Geschwindigkeitsgrenzwerts ausschließlich die Motordrehzahl (nem) des elektrischen Antriebsmotors (2) zur Raddrehzahlermittlung herangezogen wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that below a speed limit value only the engine speed (nem) of the electric drive motor (2) is used to determine the wheel speed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall eines elektrischen Antriebsmotors (2) als Einzelradantrieb die Motordrehzahl (nem) des elektrischen Antriebsmotors (2) ausschließlich zur Raddrehzahlermittlung herangezogen wird.Method according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that in the case of an electric drive motor (2) as a single wheel drive, the engine speed (nem) of the electric drive motor (2) is used exclusively to determine the wheel speed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Raddrehzahl (nrad), die aus der Motordrehzahl (nem) des elektrischen Antriebsmotors (2) ermittelt wird, in einem Fahrerassistenzsystem im Fahrzeug (1), insbesondere in einem Bremsregelsystem (9) verwendet wird.Method according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that the wheel speed (nrad), which is determined from the engine speed (nem) of the electric drive motor (2), is used in a driver assistance system in the vehicle (1), in particular in a brake control system (9). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Rotorsensor (11) ein induktiver Sensor, beispielsweise ein Resolver verwendet wird.Method according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that an inductive sensor, for example a resolver, is used as the rotor sensor (11). Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei dem Steuergerät als Eingangsinformationen die Sensorsignale des Rotorsensors (11) und gegebenenfalls eines Raddrehzahlsensors (10) zugeführt werden und im Steuergerät gemäß einer hinterlegten Berechnungsvorschrift unter Berücksichtigung der Getriebeübersetzung die Raddrehzahl (nrad) aus den Sensorsignalen ermittelt wird.Control unit for performing the method according to one of the Claims 1 until 6th , the sensor signals of the rotor sensor (11) and possibly a wheel speed sensor (10) being fed to the control unit as input information and stored in the control unit according to a Calculation rule taking into account the gear ratio, the wheel speed (nrad) is determined from the sensor signals. Fahrerassistenzsystem in einem Fahrzeug, insbesondere Bremsregelsystem wie ESP-System (9) oder Antiblockiersystem, mit einem Steuergerät nach Anspruch 7 oder mit einem zusätzlichen Steuergerät, das mit einem Steuergerät nach Anspruch 7 kommuniziert.Driver assistance system in a vehicle, in particular a brake control system such as ESP system (9) or anti-lock braking system, with a control unit Claim 7 or with an additional control unit that is compatible with a control unit according to Claim 7 communicates. Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem mit elektrischem Antriebsmotor (2), mit einem Rotorsensor (11) zur Bestimmung der Motordrehzahl (nem) des elektrischen Antriebsmotors (2) und mit einem Steuergerät nach Anspruch 7 oder 8.Vehicle, in particular motor vehicle, with an electric drive motor (2), with a rotor sensor (11) for determining the engine speed (nem) of the electric drive motor (2) and with a control unit according to Claim 7 or 8th . Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Raddrehzahlsensor (10) zur Raddrehzahlsensierung vorhanden ist.Vehicle after Claim 8 , characterized in that there is at least one wheel speed sensor (10) for wheel speed sensing. Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der dazu ausgelegt ist, Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in einem Steuergerät gemäß Anspruch 7 abläuft.Computer program product with a program code which is designed to perform steps of the method according to one of the Claims 1 until 6th execute when the computer program product in a control device according to Claim 7 expires.
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