DE19716391A1

DE19716391A1 - Fehlerdiagnosesystem für einen Gierratensensor

Info

Publication number: DE19716391A1
Application number: DE19716391A
Authority: DE
Inventors: Yoshimitsu Akuta; Kiyoshi Wakamatsu; Manabu Ikegaya; Yukihiro Fujiwara; Eishi Jitsukata; Kyouji Hamamoto
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1996-05-01
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 1997-11-13
Anticipated expiration: 2017-04-19
Also published as: JPH09297153A; DE19716391C2; JP3694104B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Fehlerdiagnosesystem für einen Gierratensensor eines Fahrzeugs, insbesondere ein Fehlerdiagnosesystem für einen Gierratensensor zur Verwendung bei der (Rückkopplungs-) Regelung eines Hinterradlenkwinkels ei nes Vierradlenksystems zur Verbesserung der Fahreigenschaften eines Fahr zeugs.

Bei Vierradlenksystemen für Fahrzeuge ist es bekannt, die Fahreigenschaften eines Fahrzeugs zu verbessern, indem die Hinterräder automatisch derart gelenkt werden, daß eine von dem Gierratensensor erfaßte Gierrate einer Sollgierrate entspricht, die aus Daten, wie etwa einem Vorderradlenkwinkel, abgeleitet ist, der aus der Lenkraddrehung des Fahrers bestimmt wird (s. beispielsweise japa nische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 7-237557). Jedoch können Vierradlenksysteme dieses Typs keine Rückkopplungs(F/B)-Regelung durchfüh ren, wenn der Gierratensensor nicht richtig funktioniert. Aus diesem Grund wur de in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 9-2317 ein Fehlerdiagnosesystem für einen Gierratensensor vorgeschlagen, das eine Diffe renz zwischen einer von dem Gierratensensor erfaßten Gierrate und einer ge schätzten Gierrate berechnet, die aus einer Differenz zwischen den Drehzahlen der linken und rechten nicht angetriebenen Räder abgeleitet ist, und diagnosti ziert einen Fehler auf Basis davon, ob die Differenz zwischen den erfaßten und geschätzten Gierraten größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.

Jedoch kann sich die Drehzahldifferenz zwischen den linken und rechten nicht getriebenen Rädern unregelmäßig ändern, wenn das Fahrzeug auf einer unbe festigten Straßenfläche oder anderen, Unregelmäßigkeiten enthaltenden Straßen flächen fährt. Dies macht die geschätzte Gierrate unzuverlässig und macht daher die Fehlerdiagnose selbst unzuverlässig, weil die Diagnose auf der geschätzten Gierrate beruht. Insbesondere, wenn das Fahrzeug auf rauhen Straßenoberflä chen fährt, kann das herkömmliche Fehlerdiagnosesystem irrtümlich bewerten, daß ein Gierratensensor fehlerhaft ist, obwohl der Sensor in Ordnung ist.

Hauptziel der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Fehlerdiagnosesystem für einen Gierratensensor anzugeben, das eine irrtümliche Fehlerdiagnose vermeiden kann, wenn ein Fahrzeug auf rauhen Straßenoberflächen fährt.

Ein zweites Ziel der Erfindung ist es, ein Fehlerdiagnosesystem für einen Gierra tensensor anzugeben, das mit minimalen zusätzlichen Kosten mit einer einfachen Schaltung auskommt.

Um diese Ziele zu erreichen, zeigt die Erfindung ein Fehlerdiagnosesystem für einen Gierratensensor eines Fahrzeugs, umfassend: ein Mittel zum Schätzen einer Gierrate aus einem Fahrzeugbetriebszustand zur Ausgabe einer geschätzten Gierrate; ein Mittel zum Erzeugen eines Fehlersignals, das eine Differenz zwi schen der geschätzten Gierrate und einem Ausgang von dem Gierratensensor bezeichnet; ein Fehlerdiagnosemittel zum Bestimmen, ob der Gierratensensor normal arbeitet oder nicht, durch Vergleich des Fehlersignals mit einem Schwel lenwert; ein Mittel zum Bewerten eines Straßenflächenzustands; und ein Mittel zum Setzen des Schwellenwerts in Abhängigkeit von dem gewählten Straßen flächenzustand.

Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung bestimmt das Mittel zum Be werten eines Straßenflächenzustands, ob der Straßenflächenzustand rauh oder normal (d. h. nicht rauh) ist, und das Mittel zum Setzen des Schwellenwerts setzt unterschiedliche Schwellenwerte für die rauhen und normalen Straßen flächenzustände, die durch das Mittel zum Bewerten des Straßenflächen zustands bestimmt sind.

Bevorzugt wertet das Fehlerdiagnosemittel, daß der Gierratensensor fehlerhaft ist, wenn für zumindest eine vorbestimmte Zeitperiode das Fehlersignal fortlau fend größer als der Schwellenwert ist, und das Mittel zum Setzen des Schwel lenwerts setzt einen größeren Schwellenwert, wenn das Mittel zum Bewerten des Straßenflächenzustands bewertet, daß der Straßenflächenzustand rauh ist, als wenn der Straßenflächenzustand als normal gewertet wird.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft in Anwendung bei einem Fehlerdiagnose system für einen Gierratensensor, in dem der Gierratensensor zur (Rückkopp lungs-) Regelung eines Hinterradlenkwinkels in einem Vierradlenksystem ausge legt ist, oder/und die geschätzte Gierrate aus einer Differenz zwischen Drehzah len linken und rechter nichtangetriebener Räder abgeleitet wird.

Auf diese Weise ist es möglich, zuverlässig eine Fehlerdiagnose des Gierraten sensors auch auf rauhen Straßenflächen durchzuführen, so daß man die Rege lung auch auf solchen rauhen Straßenflächen durchführen kann.

Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen näher ersichtlich.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführung eines Fehlerdiagno sesystems für einen Gierratensensor.

In Fig. 1 wird eine von einem Gierratensensor 1 erfaßte Gierrate y_SENS von einer geschätzten Gierrate y_KALM subtrahiert. Dann nimmt ein Block 2 den Absolut wert von (y_KALM - y_SENS) und gibt den Absolutwert als Fehlerwert y_ER an einen Fehlerdiagnoseblock 3. Der Fehlerdiagnoseblock 3 vergleicht den Fehlerwert y_ER mit einem Schwellenwert y_SHF, der nachfolgend im Detail beschrieben wird, und bestimmt den Zustand des Gierratensensors 1. Bevorzugt bewertet der Fehler diagnoseblock 3 den Gierratensensor 1 als fehlerhaft, wenn der Fehlerwert y_ER für eine vorbestimmte Zeit oder länger fortlaufend größer als der Schwellenwert y_SHF ist. Auch wenn der Fehlerwert y_ER größer als der Schwellenwert y_SHF wird, wird der Gierratensensor nicht als fehlerhaft bewertet, solange der Fehlerwert y_ER vor Ablauf der vorbestimmten Zeitperiode unter den Schwellenwert y_SHF zu rückkehrt.

Die geschätzte Gierrate y_KALM wird aus einem dynamischen geschätzten Gierra tensignal y_EST abgeleitet. Das dynamische geschätzte Gierratensignal y_EST erhält man wie folgt: Erstens wird eine Differenz zwischen den Drehzahlen der linken und rechten nichtgetriebenen Räder, das sind in dieser Ausführung die Hinterrä der, in ein Verstärkerelement 5 eingegeben, das die Drehzahldifferenz der nicht getriebenen Räder mit einem bestimmten Konversionsfaktor multipliziert, der durch zuvor durchgeführte Experimente vorbestimmt ist, um hierdurch die Dreh zahldifferenz der nichtgetriebenen Räder in ein statisches geschätztes Gierraten signal y_VW zu wandeln. Das statische geschätzte Gierratensignal y_VW wird, zu sammen mit den Signalen η_SW, η_R aus einem Lenkraddrehwinkelsensor 6 bzw. einem Hinterradlenkwinkelsensor 7, in einen Kalmanfilter 8 eingegeben. Der Kalmanfilter 8 bearbeitet die Eingangssignale zur Ausgabe des dynamischen geschätzten Gierratensignals y_EST.

Die statischen und dynamischen geschätzten Gierratensignale y_VW, y_EST werden auch zu einem Nichtlinearbereich-Kompensationsblock 9 weitergeleitet, der die eingegebenen geschätzten Gierratensignale zu einem Kompensationssignal ver arbeitet, das zu dem dynamischen geschätzten Gierratensignal y_EST summiert wird, um die geschätzte Gierrate y_KALM zu erzeugen.

Das Kompensationssignal dient zur Modifizierung des dynamischen geschätzten Gierratensignals y_EST in bestimmten Fahrzeugbetriebszuständen, in denen das statische geschätzte Gierratensignal y_VW besser zu einer aktuellen Gierrate paßt als das dynamische geschätzte Gierratensignal y_EST. Wenn ein Fahrzeug auf rau hen Straßenflächen fährt, wird ein Schalter 10 in Antwort auf ein Ausgangs signal von einem Straßenzustands-Bewertungsblock 14 ausgeschaltet, der nach folgend beschrieben wird, so daß das Kompensationssignal nicht zu dem dyna mischen geschätzten Gierratensignal y_EST summiert wird, weil in diesen Fällen die Genauigkeit der Signale von den Sensoren 4L und 4R die Neigung hat, abzuneh men.

Anzumerken ist, daß die Erfindung vorteilhafterweise bei jedem Typ der Gierra tenschätztechnik anwendbar ist, in der die geschätzte Gierrate durch die Stra ßenflächenzustände beeinflußt werden kann.

Der Straßenzustands-Bewertungsblock 14, der zur Bewertung des Straßenober flächenzustands dient, läßt sich beispielsweise durch die Vorrichtung verwirkli chen, die in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 64-29636 offenbart ist. Kurz gesagt, die in dieser Patentanmeldung offenbarte Vor richtung bearbeitet durch einen Bandpaßfilter das statische geschätzte Gierraten signal y_VW, das von dem Signal abgeleitet ist, welches wie oben beschrieben die Drehzahldifferenz zwischen den linken und rechten nichtgetriebenen Rädern anzeigt, um die Frequenzkomponenten innerhalb eines bestimmten Frequenz bereichs zu extrahieren, weil die Fluktuation der Drehzahlen der nichtgetriebenen Räder durch Unregelmäßigkeiten der Straßenfläche mit einer bestimmten Fre quenz, wie etwa der Resonanzfrequenz der Radaufhängung des Fahrzeugs, kor reliert. Dann nimmt die Vorrichtung den Absolutwert des gefilterten Signals und vergleicht diesen mit einem vorbestimmten Schwellenwert und bewertet den Straßenflächenzustand als rauh, wenn der Absolutwert des gefilterten Signals größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist. Weil die Raddrehzahlen auch durch die Fahrzeugbetriebszustände beeinflußt werden können, ist der Schwel lenwert zum Bewerten des Straßenflächenzustands bevorzugt in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Querbeschleunigung und/oder anderen Größen variabel. Es versteht sich, daß die Erfindung mit jedem Vorrichtungstyp zum Bewerten des Straßenflächenzustands verwirklicht werden kann, einschließ lich jenen Typen, die einen Ultraschallwellensensor oder einen Sensor für elek tromagnetische Wellen oder einen Sensor für vertikale Fahrzeugkarosseriebe schleunigungen verwenden, um die Rauhigkeit der Straßenfläche zu erfassen.

Der Schwellenwert y_SHF wird in dieser Ausführung wie folgt bestimmt. Wenn der Straßenzustands-Bewertungsblock 14 bewertet, daß der Straßenzustand normal ist (nicht rauh), wird der Schalter 10 geschlossen, und das Kompensationssignal von dem Block 9 wird durch die Blöcke 11 und 12 bearbeitet, bevor es mit dem Versatzwert 3 Grad pro Sekunde summiert wird, der durch einen Versatzwert wählschalter 15 gewählt ist. Der Block 11 dient als Filter zum Entfernen von unerwünschtem Rauschen, das um den Nullpunkt des Gierratensensors durch Fahrzeugkarosserieschwingung oder dgl. erzeugt wird, und der Block 12 nimmt den Absolutwert des Ausgangs von dem Block 11. Auf rauhen Straßen wird hingegen unabhängig vom Ausgang des Blocks 9 der Schwellenwert y_SHF auf 30 Grad pro Sekunde gesetzt, und zwar, wenn der Schalter 15 30 Grad pro Se kunde wählt und der Schalter 10 gemäß dem Signal von dem Block 14 abschal tet.

Somit wird der Schwellenwert y_SHF als Summe des Ausgangs von Block 12 und 3 Grad pro Sekunde auf normalen Straßenflächen bestimmt, wohingegen dieser auf rauhen Straßenflächen auf 30 Grad pro Sekunde gesetzt wird. Allgemein gesagt, wird der Schwellenwert y_SHF auf rauhen Straßenflächen auf einen größe ren Wert gesetzt als auf normalen Straßenflächen. Dies verhindert eine irrtümli che Fehlerdiagnose des Gierratensensors und gestattet die Durchführung der Regelung, auch wenn das Fahrzeug auf einer rauhen Straßenfläche fährt.

Als Variante ist es möglich, den Grad der Straßenflächenrauhigkeit zu messen und den Schwellenwert unter Bezug auf den Grad der Straßenrauhigkeit stufen los oder in Stufen zu ändern.

In einem Fehlerdiagnosesystem für einen Gierratensensor 1 zur Verwendung in einem Vierradlenksystem eines Fahrzeugs bewertet ein Fehlerdiagnosemittel 3 den Betriebszustand des Gierratensensors 1 auf Basis davon, ob ein Fehler zwischen einer geschätzten Gierrate y_KALM und einem Ausgang des Gierraten sensors y_SENS größer als ein Schwellenwert y_SHF ist, der erfindungsgemäß auf rauhen Straßenflächen auf einen größeren Wert gesetzt wird als auf normalen Straßenflächen.

Dies führt zu einer fehlerärmeren Fehlerdiagnose auf rauhen Straßenflächen und ermöglicht, daß das Vierradlenksystem eine Regelung des Fahrzeugverhaltens unter Verwendung des Gierratensensors durchführt, obwohl das Fahrzeug auf rauher Straße fährt.

Claims

1. Fehlerdiagnosesystem für einen Gierratensensor (1) eines Fahrzeugs, um fassend:
ein Mittel (8, 9) zum Schätzen einer Gierrate aus einem Fahrzeug betriebszustand zur Ausgabe einer geschätzten Gierrate (y_KALM);
ein Mittel (2) zum Erzeugen eines Fehlersignals (y_ER), das eine Diffe renz zwischen der geschätzten Gierrate (y_KALM) und einem Ausgang (y_SENS) von dem Gierratensensor (1) bezeichnet;
ein Fehlerdiagnosemittel (3) zum Bestimmen, ob der Gierratensen sor (1) normal arbeitet oder nicht, durch Vergleich des Fehlersignals (y_ER) mit einem Schwellenwert (y_SHF);
ein Mittel (14) zum Bewerten eines Straßenflächenzustands; und
ein Mittel (10, 15) zum Setzen des Schwellenwerts (y_SHF) in Abhän gigkeit von dem gewählten Straßenflächenzustand.

2. Fehlerdiagnosesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (14) zum Bewerten des Straßenflächenzustands bestimmt, ob der Straßenflächenzustand rauh oder normal ist, und das Mittel (10, 15) zum Setzen des Schwellenwerts (y_SHF) unterschiedliche Schwellenwerte für die rauhen und normalen Straßenflächenzustände setzt, die durch das Mittel (14) zum Bewerten des Straßenflächenzustands bestimmt sind.

3. Fehlerdiagnosesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fehlerdiagnosemittel (3) bewertet, daß der Gierratensensor (1) feh lerhaft ist, wenn für zumindest eine vorbestimmte Zeitperiode das Fehler signal fortlaufend größer als der Schwellenwert (y_SHF) ist, und das Mittel (10, 15) zum Setzen des Schwellenwerts (y_SHF) einen größeren Schwellen wert setzt, wenn das Mittel (14) zum Bewerten des Straßenflächenzu stands wertet, daß der Straßenflächenzustand rauh ist, als wenn der Stra ßenflächenzustand als normal bewertet wird.

4. Fehlerdiagnosesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Gierratensensor (1) zur Steuerung/Regelung des Hinterradlenkwinkels in einem Vierradlenksystem ausgelegt ist.

5. Fehlerdiagnosesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß das Mittel (8, 9) zum Schätzen der Gierrate die Gierrate aus der Differenz zwischen Drehzahlen linker und rechter nicht getriebener Räder (4L, 4R) schätzt.