DE19521411A1 - Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges, bei welchem ein der Geschwindigkeit eines Fahrzeugrades ent­ sprechendes Signal verwendet wird.

Bekannte Systeme zur Erfassung der Geschwindigkeit bei Kraftfahrzeugen nutzen ein von einem einzigen Geschwindigkeitsgeber geliefertes Signal zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit. Der Geschwindigkeitsgeber ist gegenüber einem Fahrzeugrad angeordnet, vorzugsweise am linken Vorderrad, und detektiert die diesem Rad entsprechende Raddrehzahl. Diese Raddrehzahl wird einem Steuergerät zugeführt, welches aus diesem Signal die Geschwin­ digkeit des Fahrzeuges bestimmt. Das Geschwindigkeitssignal des Fahrzeuges wird üblicherweise zur Anzeige gebracht.

Bei im Fahrbetrieb auftretenden Unregelmäßigkeiten, wie der bei angetriebe­ nen Rädern grundsätzlich immer vorhandene Schlupf, Durchdrehen der Antriebsräder oder Aquaplaning führen zu Ungenauigkeiten bei der Messung. Grundsätzlich besteht bei allen am Rad verbauten Gebern bei der Verwendung von Induktivgebern die Gefahr von Fehlmessungen durch mechanische Schwingungen auf den Zahnflanken der Geberkränze. In der Praxis treten diese Schwingungen vor allem an den Gebern der nicht angetriebenen Räder auf. Aufgrund dieser Ungenauigkeiten entspricht die gemessene Geschwindig­ keit häufig nicht der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Anordnung anzugeben, welche auftretende Fehler oder Ausnahmesituationen bei der Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit erkennt und eliminiert sowie die Genauigkeit bei der Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit verbessert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß sowohl das Signal eines angetriebenen als auch eines frei laufenden Rades des Fahrzeuges gemessen wird, beide Signale miteinander verglichen werden und in Abhängig­ keit von diesem Vergleich die Geschwindigkeit des Fahrzeuges ermittelt wird.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß in den unterschiedlichsten Fahrsi­ tuationen stets ein Signal mit hoher Genauigkeit bei gleichzeitiger intelligenter Fehleranalyse bestimmbar ist.

In einer Ausführungsform wird das der Radgeschwindigkeit entsprechende Signal des an einer ersten Achse angeordneten, freilaufenden Rades mit dem Signal des an einer zweiten Achse angeordneten, angetriebenen Rades ver­ glichen, wobei das freilaufende und das angetriebene Rad diagonal angeordnet sind. Bei annähernder Gleichheit der beiden Signale entspricht die Geschwindigkeit des Fahrzeugs der am freilaufenden Rad gemessenen Geschwindigkeit.

Die unterschiedlichen Eigenschaften beider Räder führen bei einem Vergleich zum Erkennen der auftretenden Fehler oder Ausnahmesituationen.

Bei einem Diagonalvergleich ist die Wahrscheinlichkeit des Vergleiches von zwei fehlerhaften Signalen am geringsten.

In einer Weiterbildung werden die der Radgeschwindigkeit entsprechenden Signale der an der ersten Achse angeordneten freilaufenden Räder gemessen. Bei annähernder Übereinstimmung der detektierten Geschwindigkeitssignale werden die Geschwindigkeitssignale der an der zweiten Achse angeordneten, angetriebenen Räder verglichen und die Geschwindigkeit des Fahrzeuges aus dem Maximalwert des gemessenen Geschwindigkeitssignals bestimmt. Bei einer weiteren Ausgestaltung werden die Geschwindigkeitssignale des freilau­ fenden und des angetriebenen Rades, welche auf verschiedenen Achsen hin­ tereinander angeordnet sind, miteinander verglichen, wobei bei annähernder Gleichheit der beiden Geschwindigkeitssignale die Geschwindigkeit des Fahr­ zeuges der am freilaufenden Rad gemessenen Geschwindigkeit entspricht.

Vorteilhafterweise können in den verschiedenen Stufen wie Diagonal-, Achsen- bzw. Seitenvergleich zur Verbesserung der Genauigkeit unterschiedliche Tole­ ranzbedingung realisiert werden.

Bei einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist jedem Rad des Kraftfahrzeuges ein Sensor zugeordnet, welcher das jeweilige der Geschwin­ digkeit des Rades entsprechende Signal detektiert. Die Sensoren sind mit einem Steuergerät verbunden, welches die gemessenen Signale über das serielle Bussystem an ein Kombinationsinstrument im Kraftfahrzeug leitet, dessen Mikroprozessor die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt.

Die Verwendung des seriellen Bussystems ermöglicht die Übertragung des Meßergebnisses zu einem Rechner, welcher an einem beliebigen Ort im Fahr­ zeug angeordnet ist und wo die Meßwerte verarbeitet werden.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsbeispiele zu. Eines davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 Anordnung zur Bestimmung der Geschwindigkeit

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit,

Fig. 3 Verfahren zum Vergleich der Raddrehzahlen.

Gemäß Fig. 1 ist je ein Geschwindigkeitssensor S1 bis S4 an je einem nicht weiter dargestellten Rad eines Kraftfahrzeuges verbaut. Üblicherweise werden mittels der Geschwindigkeitssensoren Raddrehzahlen gemessen. Diese Signale werden im weiteren als Geschwindigkeitssignale der Räder bezeichnet. Die an der Vorderachse befindlichen Vorderräder sind dabei freilaufend, während die an der Hinterachse befestigten Räder angetrieben werden. Die vier so gemessenen Geschwindigkeitssignale werden von einem Steuergerät ST gemessen. Dieses Steuergerät kann dabei vorzugsweise ein bereits im Kraftfahrzeug vorhandenes Steuergerät für ein Antiblockiersystem ABS, ein Antischlupf-Regelsystem ASR oder ein Electronic Tracking System ETS sein.

Das Steuergerät gibt die von den Sensoren S1 bis S4 gelieferten Signale ungedämpft über einen CAN-BUS B an ein Kombinationsinstrument K im Kraftfahrzeug weiter.

Das Kombinationsinstrument K enthält einen Mikrocontroller µC, welcher mittels der in seinem Speicher Sp abgelegten Reifenumfänge bzw. Reifenkennlinien die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges ermittelt.

Die so ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit wird entweder zur Anzeige A gebracht, um dem Fahrzeugführer die aktuelle Geschwindigkeit anzuzeigen oder über den CAN-BUS bzw. eine andere Schnittstelle an andere Komponen­ ten der Fahrzeugelektronik wie z. B. einem Bordrechner ausgegeben.

Im weiteren soll nun anhand der Fig. 2 das Verfahren zur genauen Bestim­ mung der Fahrzeuggeschwindigkeit näher erläutert werden.

Nach dem Start wird im Programmschritt 1 überprüft, ob ein Komplettausfall aller 4 Raddrehzahlgeber S1 bis S4 vorliegt, während bei 2 das Signal jedes Rades einzeln gemessen und auf Fehler hin überprüft wird. Ist kein Fehler aufgetreten, werden im Abschnitt 3 die einzelnen Raddrehzahlen verglichen.

Zunächst findet ein Diagonalvergleich statt, d. h. es wird die Raddrehzahl VL des linken Vorderrades mit der Raddrehzahl HR des rechten Hinterrades ver­ glichen. Stimmen beide in einem vorgegebenen Toleranzbereich überein, wird in 4 aus der Raddrehzahl VL des linken Vorderrades die Fahrzeuggeschwin­ digkeit bestimmt. Stimmen die Raddrehzahlen VL und HR nicht überein, wer­ den im Schritt 5 die Meßwerte des rechten Vorderrades VR und des linken Hinterrades HL verglichen. Bei Übereinstimmung wird als Fahrzeuggeschwin­ digkeit die des rechten Vorderrades VR erkannt.

Wird aber bei diesem Vergleich auch keine Übereinstimmung festgestellt, wer­ den im folgenden Abschnitt die von den Rädern jeweils einer Achse gelieferten Signale untersucht.

So werden bei 7 der Meßwerte des linken Vorderrades VL mit dem des rechten Vorderrades VR verglichen. Stimmen diese überein, werden im Schritt 8 die Raddrehzahlsignale des linken und des rechten Hinterrades HL bzw. HR unter­ sucht. Stimmen auch diese Signale überein wird bei 9 als Fahrzeuggeschwin­ digkeit der Maximalwert der Meßwerte des linken Vorderrades VL, des rechten Vorderrades VR, des linken Hinterrades HL sowie des rechten Hinterrades HR angezeigt.

Wird beim Vergleich der Meßergebnisse des linken und rechten Hinterrades HL bzw. HR ein Fehler detektiert, wird im Schritt 10 die Fahrzeuggeschwindigkeit aus dem Maximalwert der Werte der Räder vorn links VL, oder vorn rechts VR bestimmt.

Wird aber im Schritt 7 beim Vergleich der Meßwerte des linken und des rechten Vorderrades VL bzw. VR eine Abweichung festgestellt, werden in 11 die Meßergebnisse des rechten und des linken Hinterrades HR bzw. HL verglichen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt sich dann bei 12 aus dem größeren der gemessenen Werte HL bzw. HR.

Führen sowohl der Diagonalvergleich als auch der Achsenvergleich zu einer Fehleranzeige, werden in einem letzten Abschnitt die Signale, welche die Räder einer Fahrzeugseite liefern, verglichen.

Im Schritt 13 werden die Meßwerte des linken Vorderrades sowie des linken Hinterrades VL und HL untersucht. Stimmen beide Werte im entsprechenden Toleranzbereich überein, wird als Fahrzeuggeschwindigkeit in Schritt 4 der Wert des linken Vorderrades VL ausgegeben.

Wird im Schritt 13 ein Fehler festgestellt, wird bei 14 das Signal des rechten Vorderrades VR mit dem des rechten Hinterrades HR verglichen. Bei Überein­ stimmung wird die Fahrzeuggeschwindigkeit im Schritt 6 aus dem Meßsignal des rechten Vorderrades VR bestimmt.

Sollte im Schritt 14 ein Fehler detektiert werden, wird bei 15 gefragt, ob entwe­ der das rechte oder das linke Vorderrad VR bzw. VL fehlerhaft sind. Ist dies der Fall, wird die Fahrzeuggeschwindigkeit im Schritt 9 bestimmt.

Sind diese beiden Signale in Ordnung, wird im Schritt 16 die Fahrzeugge­ schwindigkeit aus dem Mittelwert der Meßergebnisse von vom linken und rechten Vorderrad VL u. VR bestimmt.

Anhand des Programmteiles, welches in Fig. 3 dargestellt ist, soll der Ver­ gleich zwischen den von zwei Rädern gelieferten Signalen erläutert werden.

Nach dem Start wird beim Schritt 17 festgestellt, ob die Raddrehzahl Rad DZ1 des ersten Rades fehlerhaft ist. Ist diese korrekt, wird im Schritt 18 die Rad­ drehzahl Rad DZ 2 des zweiten Rades überprüft. Ist auch diese in Ordnung, wird im Programmschritt 19 eine Vergleichsgröße für die Raddrehzahl Rad DZ2 des zweiten Rades auf der Grundlage des RAD DZ 1 berechnet.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel darf die Raddrehzahl des ersten Rades Rad DZ 1 15% größer als die Raddrehzahl des zweiten Rades Rad DZ 2 (=51) und die Raddrehzahl Rad DZ 2 darf 15% größer sein als die Raddrehzahl des ersten Rades Rad DZ 1 (=S2).

Im Schritt 20 wird nun festgestellt, ob die Raddrehzahl des zweiten Rades Rad DZ 2 um mehr als 15% größer ist als die Raddrehzahl Rad DZ 1. Ist dies nicht der Fall, wird bei 21 geprüft, ob die Raddrehzahl des ersten Rades Rad DZ 1 um mehr als 15% größer als die Raddrehzahl des zweiten Rades Rad DZ 2 ist. Ist dies nicht der Fall, wird auf Gleichheit der beiden Meßsignale erkannt.

Werden bei den Programmschritten 17 bis 21 die gestellten Fragen bejaht, wird ein Fehler diagnostiziert.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erfassung der Geschwindigkeit bei Kraftfahrzeugen nutzt die von Gebern gelieferte Information über die Drehzahl jeden Rades. Mit Hilfe des Mikrorechners wird aus diesen Eingangsgrößen ein plausibler Geschwindigkeitswert bestimmt. Das System arbeitet auch, wenn z. B. für die Hinterräder immer identische Drehzahlwerte geliefert werden, z. B. dann wenn an der Hinterachse nur ein Geber verbaut ist.

Claims (8)

1. Verfahren zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges, bei welchem ein der Geschwindigkeit des Fahrzeugrades entsprechendes Signal verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Signal eines angetriebenen als auch eines freilaufenden Rades des Fahrzeu­ ges gemessen wird, beide Signale miteinander verglichen werden und in Abhängigkeit von diesem Vergleich die Geschwindigkeit des Fahrzeuges ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das der Rad­ geschwindigkeit entsprechende Signal des an einer ersten Achse ange­ ordneten, freilaufenden Rades mit dem Signal des in einer zweiten Achse angeordnete, angetriebenen Rades verglichen wird, wobei das freilaufende und das angetriebene Rad diagonal angeordnet sind, und bei annähernder Gleichheit der beiden Signale die Geschwindigkeit des Fahrzeugs der am freilaufenden Rad gemessenen Geschwindigkeit ent­ spricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Radgeschwindigkeit entsprechenden Signale der an der ersten Achse angeordneten freilaufenden Räder gemessen werden, bei annä­ hernder Übereinstimmung der detektierten Geschwindigkeitssignale, die Geschwindigkeitssignale der an der zweiten Achse angeordneten, ange­ triebenen Räder verglichen werden und die Geschwindigkeit des Fahr­ zeuges aus dem Maximalwert der gemessenen Geschwindigkeitssignale bestimmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitssignale des freilaufenden und des angetriebenen Rades, welche auf verschiedenen Achsen aber hintereinander angeord­ net sind, miteinander verglichen werden und bei annähernder Gleichheit der beiden Geschwindigkeitssignale die Geschwindigkeit des Fahrzeu­ ges der am freilaufenden Rad gemessenen Geschwindigkeit entspricht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Nichtübereinstimmung der gemessenen Geschwindigkeits­ signale, die Geschwindigkeitssignale eines jeweils anderen Radpaares ausgewertet werden.

6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Rad des Kraftfahrzeuges ein Sen­ sor zugeordnet ist ,welches das jeweilige der Geschwindigkeiten des Rades entsprechende Signal detektiert und die Sensoren mit einem Steuergerät verbunden sind, welches die gemessenen Signale über das serielle Bussystem an ein Kombinationsinstrument im Kraftfahrzeug leitet.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der serielle Datenbus ein CAN-BUS ist.

8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensoren an sich im Fahrzeug vorhandene ABS-Sensoren verwendet werden.