DE19903922C2

DE19903922C2 - Radgeschwindigkeitserfassungsgerät

Info

Publication number: DE19903922C2
Application number: DE19903922A
Authority: DE
Inventors: Katsuhiko Iwazaki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-02-02
Filing date: 1999-02-01
Publication date: 2001-05-31
Anticipated expiration: 2019-02-02
Also published as: JP3412492B2; DE19903922A1; JPH11218540A; US6230110B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Radgeschwindigkeitserfassungsgerät und insbesondere auf ein Gerät, das bei der Erfassung einer Radgeschwindigkeit vor allem in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich eine verbesserte Genauigkeit bei der Verarbeitung eines Signals von einem Drehsensor (Aufnahmesensor) erreicht.

Herkömmlicherweise ist ein Radgeschwindigkeitserfassungsgerät bekannt, das ein Signal von einer elektromotorischen Kraft oder einer Frequenz, die der Drehzahl der Räder entspricht, durch eine Aufnahmespule, die nahe an einem Rad angeordnet ist, erfaßt und das Signal in eine Rechteckwelle umwandelt, um eine Radgeschwindigkeit basierend auf einem Kantenintervall der Rechteckwelle zu ermitteln.

Beispielsweise offenbart die Veröffentlichung der japanischen Patentoffenlegung mit der Nummer Hei 3-18759 eine Technologie zur Erfassung einer Radgeschwindigkeit durch Erzeugung einer Rechteckwelle vom Leistungsverhältnis 1 : 1 von einem Sensorsignal, um eine Radgeschwindigkeit basierend auf einem Kantenintervall des Rechteckwellenpulses und dem Radumfang zu erfassen.

Wenn jedoch eine Radgeschwindigkeit durch Erzeugen eines Rechteckwellenpulses von einem Sensorsignal bei einer sehr niedrigen Geschwindigkeit (beispielsweise 10 km/h oder niedriger) erfaßt wird, wird eine Kante nicht rechtzeitig eingegeben, sogar bei dem Aktualisierungstiming der Radgeschwindigkeit, so daß die Radgeschwindigkeit von einer Abschätzung abgeleitet werden muß, die das Problem der Verhinderung einer genauen Erfassung der Radgeschwindigkeit hervorruft.

Aus der DE 43 42 868 A1 ist eine Einrichtung zur Bestimmung des Gradienten eines Meßsignals bekannt. Dabei wird ein Meßsignal mittels eines Integrators aufintegriert und der Gradient aus dem erhaltenen Integralwert wird gebildet, indem der Integralwert auf den Anfangswert oder den Endwert des Meßsignals bezogen wird. Als Beispiel wird die Raddrehzahl bei einem Kraftfahrzeug genannt, um die Radgeschwindigkeit festzustellen.

Ferner ist aus der JP 58-195156 A eine Einrichtung bekannt, die eine Drehzahl unter Verwendung einer Differenzierungsschaltung ermittelt.

Schließlich ist aus der EP 03 32 196 A1 ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Messen der Drehzahl eines Rades in einer ABS-Fahrzeugsbremsanlage bekannt. Dabei wird ein Drehzahlfühler benutzt, der entsprechend der Drehzahl des Rades elektromagnetische Signale abgibt, deren Amplitude und Frequenz mit der Drehzahl anwachsen. Des weiteren wird eine Auswerteschaltung verwendet.

Es ist selbstverständlich denkbar, daß eine Radgeschwindigkeit bei einer sehr niedrigen Geschwindigkeit gleichmäßig auf 0 km/h eingestellt wird, aber dies löst nicht das Problem, da die genaue Erfassung einer Radgeschwindigkeit immer noch mißlingt.

Die vorliegende Erfindung wurde getätigt, um das oben beschriebene Problem, das dem Stand der Technik verhaftet ist, zu lösen und es ist eine Aufgabe, ein Radgeschwindigkeitserfassungsgerät zu schaffen, das in der Lage ist, eine Radgeschwindigkeit in einem sehr niedrigen Geschwindigkeitsbereich (10 km/h oder niedriger) mit hoher Genauigkeit zu erfassen.

Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung ein Radgeschwindigkeitserfassungsgerät zur Erfassung der Radgeschwindigkeit basierend auf dem Signal eines Drehsensors vor, der einen Differentiator zur zeitlichen Differenzierung des Signals vom Drehsensor aufweist, einen Integrator zur zeitlichen Integration des Signals vom Drehsensor, eine Quadriereinrichtung zur Quadrierung des Signals vom Drehsensor, einen Multiplikator zur Multiplizierung des Ausgangs von dem Differentiator mit dem Ausgang vom Integrator, eine Subtrahiereinrichtung zur Berechnung der Differenz zwischen dem Ausgang von dem Quadriereinrichtung und dem Ausgang von den Multiplikator und einen Detektor zur Erfassung einer Radgeschwindigkeit basierend auf dem Ausgang von der Subtrahiereinrichtung.

Die vorliegende Erfindung ist ferner ein Radgeschwindigkeitserfassungsgerät für die Erfassung einer Radgeschwindigkeit basierend auf dem Signal eines Drehsensors, der einen ersten Differentiator zur zeitlichen Differenzierung des Signals vom Drehsensor aufweist, einen zweiten Differentiator zur zeitlichen Differenzierung des Signals vom ersten Differentiator, einen Integrator zur zeitlichen Integration des Signals von dem ersten Differentiator, eine Quadriereinrichtung zur Quadrierung des Signals vom ersten Differentiator, einen Multiplikator zur Multiplikation des Ausgangs von dem zweiten Differentiator mit dem Ausgang vom Integrator, eine Subtrahiereinrichtung zur Berechnung der Differenz vom Ausgang von der Quadriereinrichtung und dem Ausgang von dem Multiplikator und einen Detektor zur Erfassung der Radgeschwindigkeit basierend auf dem Ausgang von der Subtrahiereinrichtung.

Das Radgeschwindigkeitserfassungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung weist ferner einen ersten Differentiator zur zeitlichen Differenzierung eines Signals von einem Drehsensor auf, einen zweiten Differentiator zur zeitlichen Differenzierung des Signals vom ersten Differentiator, eine Quadriereinrichtung zum Quadrieren des Signals vom ersten Differentiator, einen Multiplikator zur Multiplizierung des Ausgangs von dem zweiten Differentiator durch das Signal von dem Drehsensor, eine Subtrahiereinrichtung zur Berechnung der Differenz zwischen dem Ausgang von der Quadriereinrichtung und dem Ausgang von dem Multiplikator und einen Detektor zur Erfassung einer Radgeschwindigkeit basierend auf dem Ausgang der Subtrahiereinrichtung.

Vorteilhafterweise kann das Radgeschwindigkeitserfassungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung des weiteren eine Transformiereinrichtung zur Transformierung eines Signals von dem Drehsensor in eine Rechteckwelle aufweisen, einen zweiten Detektor zur Erfassung einer Radgeschwindigkeit basierend auf dem Kantenintervall der Rechteckwelle und dem Umfang des Rades und einen Kompensator zur Kompensation der Radgeschwindigkeit, die durch den Detektor erfaßt wurde, basierend auf der Radgeschwindigkeit, die durch den Detektor erfaßt wurde, und der Radgeschwindigkeit, die von dem zweiten Detektor erfaßt wurde.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen:

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 2 ist ein funktionales Blockdiagramm eines Prozessors 14 in einem ersten Ausführungsbeispiel.

Fig. 3 ist ein funktionales Blockdiagramm eines Prozessors in einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Fig. 4 ist ein Prozeßablaufdiagramm in einem dritten Ausführungsbeispiel.

Fig. 5 ist ein Graph, der das Verhältnis zwischen einem elektromotorischen Ausgang und einer Drehzahl im dritten Ausführungsbeispiel darstellt.

Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration in dem dritten Ausführungsbeispiel darstellt.

Fig. 7 ist ein anderes Prozeßablaufdiagramm des dritten Ausführungsbeispiels.

Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines anderen Prozessors im zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden typische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Nachfolgenden beschrieben.

Erstes Ausführungsbeispiel

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild gezeigt, das den Aufbau des vorliegenden Ausführungsbeispiels darstellt. Ein Drehsensor 10 ist nahe an einem Rad angeordnet, um ein Sensorsignal bei einer Frequenz auszugeben, die einer Drehzahl des Rades entspricht. Alternativ kann als Drehsensor beispielsweise ein generierender Drehsensor oder dergleichen verwendet werden, der einen Dauermagneten und eine Erfassungsspule verwendet. Das Sensorsignal wird an einen A/D-Umwandler 12 geleitet.

Der A/D-Umwandler 12 tastet ein Signal von dem Drehsensor 10 in einem vorbestimmten Abtasttiming (beispielsweise 5 ms) ab, um es in ein digitales Signal umzuwandeln, das zu einem Prozessor 14 geleitet wird.

Der Prozessor 14 verarbeitet das digitale Signal unter Verwendung eines Koeffizienten, der in einem ROM 16 oder einem RAM 18 gespeichert ist, um eine Radgeschwindigkeit zu ermitteln und auszugeben. Des weiteren kann der Prozessor 14, das ROM 16 und das RAM 18 in Form eines Mikrocomputers ausgebildet sein. Zusätzlich ist der Koeffizient zur Ermittlung einer tatsächlichen Radgeschwindigkeit aus einer physikalischen Größe, die durch das Verarbeiten des Sensorsignals abgeleitet wird, notwendig, wobei die Einzelheiten des Koeffizienten später beschrieben werden.

In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild gezeigt, das die Funktionen darstellt, die in dem Prozessor 14 enthalten sind. Die Funktionen des Prozessors 14 umfassen einen Differentiator 14a, Multiplikatoren 14b und 14d, einen Integrator 14c und eine Subtrahiereinrichtung 14e, wie gezeigt ist, und sind durch Verarbeiten eines digitalen Signals von dem A/D-Umwandler 12 gekennzeichnet, um eine Radgeschwindigkeit zu ermitteln, ohne das digitale Signal wie früher in eine Rechteckwelle zu transformieren. Die Inhalte der Verarbeitung in dem Prozessor 14 werden später detailliert beschrieben.

Ein digitales Sensorsignal von dem A/D-Umwandler 12 wird, wie in Fig. 2 gezeigt ist, jeweils dem Differentiator 14a, dem Multiplikator 14b und dem Integrator 14c zugeführt. Wenn nun ein Sensorsignal durch folgendes ausgedrückt wird:

Y = f(ω)cos(ωt) (1)

differenziert der Differentiator 14a das Signal zeitlich und gibt

dy/dt = -f(ω) . ω . sin(ωt) (2)

ab.

Das differenzierte Ausgangssignal von dem Differentiator 14a wird anschließend zum Multiplikator 14d geleitet.

Im übrigen quadriert der Multiplikator 14b das digitale Sensorsignal von dem A/D-Umwandler 12, das heißt er gibt folgendes aus:

y² = f²(ω)cos²(ωt) (3)

Anschließend wird das Ausgangssignal von dem Multiplikator (Quadriereinrichtung) 14b zu der Subtrahiereinrichtung 14e geleitet.

Im übrigen integriert der Integrator 14c das digitale Sensorsignal von dem A/D-Umwandler 12 zeitlich, das heißt er berechnet wie folgt:

∫ydt = f(ω) . 1/ω . sin(ωt) (4)

und liefert das Ausgangssignal an den Multiplikator 14d.

Der Multiplikator 14d multipliziert das differenzierte Signal von dem Differentiator 14a mit dem integrierten Signal von dem Integrator 14c. Mit anderen Worten berechnet der Multiplikator 14d folgendes.

dy/dt . ∫ydt = -f²(ω)sin²(ωt) (5)

Das Produktausgangssignal von dem Multiplikator 14d wird anschließend an die Subtrahiereinrichtung 14e geleitet.

Der Subtrahiereinrichtung 14e wird sowohl das quadrierte Ausgangssignal von dem Multiplikator 14b als auch das Produktausgangssignal von dem Multiplikator 14d zugeführt, um die Differenz dazwischen zu berechnen. Das Ergebnis der Berechnung lautet wie folgt:

y² - dy/dt . ∫ydt = f²(ω) (6)

wobei f(ω) die Amplitude des Sensorausgangssignals ist, was eine Funktion ist, die in Abhängigkeit von ω, der Drehzahl eines Rades oder einer Funktion, die eindeutig in Abhängigkeit von dem Wert von ω (eine Funktion, die entsprechend dem ω monoton ansteigt) bestimmt wird, variiert. Dem gemäß kann f (ω) im voraus gemessen werden, um den Funktionswert davon in das ROM 16 oder das RAM 18 einzuspeichern, so daß eine Radgeschwindigkeit unter Verwendung von f²(ω) erfaßt werden kann, was, wie in der Gleichung (6) gezeigt ist, durch die Subtrahiereinrichtung 14e berechnet wird (in der Praxis unter Verwendung der Quadratwurzel von der Subtrahiereinrichtung 14e). Mit anderen Worten kann eine Berechnungseinheit 14z (Detektor) in dem Prozessor die Quadratwurzel des Ausgangssignals von der Subtrahiereinrichtung 14e berechnen und einen Koeffizienten aus dem ROM 16 oder dem ROM 18 auslesen (Gradient K im Falle, wo der Funktionswert f(ω) als f(ω) = Kω eingestellt wird), um ein ω zu berechnen, das gleich der Radgeschwindigkeit ist.

Der Wert f(ω) stellt die Amplitude des Sensorsignals dar und diese kann ausreichend genau gemessen werden, sogar wenn ω kleiner als in dem Fall ist, wo das Kantenintervall der Rechteckwelle gemessen wird. Deshalb kann die Radgeschwindigkeit gemäß einem Verarbeitungsschaltkreis des Ausführungsbeispiels in einem sehr niedrigen Radgeschwindigkeitsbereich (10 km/h oder kleiner) mit hoher Genauigkeit erfaßt werden.

Zweites Ausführungsbeispiel

In Fig. 3 ist ein Blockdiagramm der Funktionen in einem Prozessor 14 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigt. Das Blockdiagramm des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist im Allgemeinen das gleiche wie das Blockdiagramm, das die Konfiguration darstellt, die in Fig. 1 gezeigt ist, und ein Sensorsignal, das durch einen A/D- Umwandler 12 in ein digitales Signal umgewandelt wird, wird zum Prozessor 14 geleitet.

Die Funktionen des Prozessors 14 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die selben wie die Funktionen in Fig. 2, mit dem Zusatz eines Differentiators 14f und eines Tiefpassfilters 14g. Der Differentiator 14f ist in einer Stufe vor dem Differentiator 14a, dem Multiplikator 14b und dem Integrator 14c angeordnet, und der Tiefpaßfilter 14g ist in einer Stufe nach dem Integrator 14e angeordnet.

Die Verarbeitung des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird im Nachfolgenden detailliert beschrieben.

Ein digitales Sensorsignal von dem A/D-Umwandler 12 wird zuerst zum Differentiator 14f geleitet. Der Differentiator 14f differenziert das digitale Sensorsignal zeitlich und gibt es aus. Genauer gesagt, wenn das Sensorsignal durch y = f(ω)sin(ωt) ausgedrückt wird, wird

dy/dt = ωf(ω)cos(ωt) (7)

berechnet und dem Differentiator 14a, dem Multiplikator 14b und dem Integrator 14c zugeführt.

In dem Differentiator 14a wird das differenzierte Signal von dem Differentiator 14f weiter differenziert. Mit anderen Worten, es wird die folgende Formel berechnet:

d(dy/dt)/dt = -ω²f(ω)sin(ωt) (8)

und das Ergebnis wird zum Multiplikator 14d geleitet.

Ferner quadriert der Multiplikator (Quadriereinrichtung) 14b das differenzierte Signal von dem Differentiator 14f. Mit anderen Worten, es wird die folgende Formel berechnet:

∫(dy/dt)² = ω²f²(ω)cos²(ωt) (9)

und das Ergebnis wird an die Subtrahiereinrichtung 14e geliefert.

Inzwischen integriert der Integrator 14c das differenzierte Signal von dem Differentiator 14f zeitlich. Mit anderen Worten, es wird die folgende Formel berechnet:

(dy/dt)dt = f(ω)sin(ωt) (10)

und das Ergebnis wird zum Multiplikator 14d geliefert.

In dem Multiplikator 14d wird das differenzierte Ausgangssignal von dem Differentiator 14a mit dem integrierten Ausgangssignal von dem Integrator 14c multipliziert. Mit anderen Worten, es wird die folgende Formel berechnet:

∫d(dy/dt)/dt . ∫(dy/dt)dt = -ω²f²(ω)sin²(ωt) (11)

und das Ergebnis wird zur Subtrahiereinrichtung 14e geliefert.

Das quadrierte Ausgangssignal von dem Multiplikator 14b und das Produktausgangssignal von dem Multiplikator 14d werden zur Subtrahiereinrichtung 14e eingegeben, um die Differenz dazwischen zu berechnen. Mit anderen Worten, es wird die folgende Formel berechnet:

(dy/dt)² - d(dy/dt)/dt . ∫(dy/dt)dt = ω²f²(ω) (12)

und das Ergebnis wird zum Tiefpassfilter 14g geleitet.

Der Tiefpassfilter 14g entfernt eine Hochpaßkomponente von ω²f²(ω) als Rauschen, um das Ausgangssignal zu erzeugen.

Wenn hier als Sensor 10 ein GMR (Gient Magneto Resistance)- Sensor oder dergleichen verwendet wird, kann ω oder eine Drehfrequenz (Radgeschwindigkeit) basierend auf dem Ausgangssignal von dem Tiefpassfilter 14g erfaßt werden, da f(ω) unabhängig von ω konstant ist, wenn der Wert f(ω) im Voraus gemessen wurde und in dem ROM 16 oder RAM 18 gespeichert wurde. Genauer gesagt kann die Berechnungseinheit 14z (Detektor) im Inneren des Prozessors 14 die Quadratwurzel des Ausgangssignals von dem Tiefpassfilter 14g berechnen und die Quadratwurzel durch den gespeicherten Wert von f(ω), der von dem ROM 16 oder RAM 18 herausgelesen wurde, teilen, um ω abzuleiten.

Ferner ist in diesem Ausführungsbeispiel das Ausgangssignal von dem Integrator 14c exakt das Signal von dem Drehsensor, obwohl das differenzierte Ausgangssignal von dem Differentiator 14a in dem Multiplikator 14d mit dem integrierten Ausgangssignal von dem Integrator 14c multipliziert wird, wie ferner aus der Formel (10) ersichtlich ist. Deshalb erkennt der Fachmann, daß bei einer Konfiguration von Fig. 3 ein ähnlicher Vorteil erhalten wird, sogar wenn das Signal von dem Drehsensor direkt an den Multiplikator 14d ausgegeben wird, während der Integrator 14c beseitigt wird. Die Konfiguration dieses Falles ist in Fig. 8 gezeigt.

Drittes Ausführungsbeispiel

In dem ersten oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Ausgangssignal von der Subtrahiereinrichtung 14e gleich f²(ω) (oder f(ω), die Quadratwurzel davon, die nachfolgend als Ausgangssignal behandelt wird), und wenn ein Spalt zwischen dem Sensor 10 und einem Drehkörper (Rad), der ein Sensorrotor ist, fixiert ist, wird eine sensorelektromotorische Kraft f(ω) eindeutig bestimmt, wenn der Drehkörper (Rad) mit einer gewissen Drehfrequenz (ω) gedreht wird, was es ermöglicht, die Radgeschwindigkeit zu erfassen, da f(ω) proportional zur Drehzahl des Rades ist, mit anderen Worten, es wird ein Funktionsverhältnis f(ω) = Kω erfüllt.

Wenn sich jedoch ein Spalt zwischen einem Sensor und einem Sensorrotor (Rad) von einem konstruierten Wert aufgrund eines Montagefehlers des Sensors 10 oder dergleichen unterscheidet, ist ein Koeffizient K folglich anders als der konstruierte Wert, was eine Befürchtung der Erzeugung von Schwankungen in einer endgültig erfaßten Geschwindigkeit hervorruft. Deshalb ist eine Initialisierung zur Kompensation für die Schwankungen des Spalts oder die Schwankungen des Koeffizienten K erforderlich, um die Radgeschwindigkeit mit höherer Genauigkeit zu erfassen.

Ferner wird im zweiten Ausführungsbeispiel ω²f²(ω) (oder ωf(ω), die Quadratwurzel davon, im Nachfolgenden als Ausgangssignal behandelt) von einem Tiefpassfilter 14g ausgegeben und die sensorelektromotorische Kraft f(ω) ist konstant, so daß ω direkt erfaßt werden kann.

Wenn sich der Spalt jedoch in diesem Fall ebenso von dem konstruierten Wert aufgrund eines Montagefehlers des Sensors oder dergleichen unterscheidet, variiert der Wert f(ω) folglich, so daß die Initialisierung in ähnlicher Weise zur Kompensation für die Variationen des Spaltes erforderlich ist.

In diesem Ausführungsbeispiel wird in Anbetracht einer solchen Notwendigkeit eine Initialisierung eines Koeffizienten (Parameter) (oder Kompensation für den Koeffizienten) durchgeführt, um die Radgeschwindigkeit mit höherer Genauigkeit zu erfassen.

In Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm für einen Initialisierungsprozeß in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt. Zuerst wird eine Sensorcharakteristik anfänglich als f(ω) = Kω angenommen, wie in Fig. 5 gezeigt ist, und der Koeffizient K wird gespeichert oder Werte von verschiedenen ω und f(ω) werden als eine Tabelle unter dem Koeffizienten K in dem ROM 16 oder RAM 18 gespeichert. Anschließend wird der Drehkörper (Rad) mit einer Drehfrequenz ω1 gedreht und das Ausgangssignal y1 eines Radgeschwindigkeitserfassungsgerätes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zu dieser Zeit erfaßt. Der tatsächliche Gradient K1 wird anschließend von ω1 und y1 abgeleitet (S101). Genauer gesagt wird K1 = y1/ω1 berechnet.

Nachdem der tatsächliche Koeffizient K1 somit hergeleitet wurde, wird ein vorgegebener Wert K, der anfänglich in dem ROM 16 oder RAM 18 gespeichert war, durch diesen Koeffizienten K1 aktualisiert (S102) und anschließend wird der aktualisierte Koeffizient K1 (oder die Werte von verschiedenen ω und f(ω), die als Tabelle unter dem Koeffizienten K gespeichert sind) verwendet, um die Radgeschwindigkeit zu erfassen. Somit kann die Radgeschwindigkeit mit hoher Genauigkeit erfaßt werden, sogar wenn der Spalt variiert, da der Koeffizient K1 in Abhängigkeit von dem variierenden Spalt festgesetzt wird.

Des weiteren wird auch in dem Radgeschwindigkeitserfassungsgerät gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Rad in ähnlicher Weise mit einer Drehfrequenz ω1 gedreht, ein genauer Wert von f(ω) von dem Ausgangssignal y1 des Radgeschwindigkeitserfassungsgerätes zu dieser Zeit hergeleitet und ein voreingestellter Wert, der in dem ROM 16 oder RAM 18 gespeichert war, kann dadurch aktualisiert werden.

Andererseits ist in Fig. 6 ein Blockdiagramm gezeigt, das die Konfiguration zur Durchführung eines anderen Initialisierungsprozesses in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. In diesem Initialisierungsverfahren wird zusätzlich zu dem Verarbeitungssystem 100 im ersten Ausführungsbeispiel oder im zweiten Ausführungsbeispiel das herkömmliche Verarbeitungssystem 200 ebenfalls verwendet, wo ein Sensorsignal in einen Rechteckwellenpuls transformiert wird und eine Radgeschwindigkeit basierend auf einem Kantenintervall des Rechteckwellenpulses und dem Radumfang erfaßt wird.

Genauer gesagt werden Daten der Radgeschwindigkeit, die durch das Verarbeitungssystem 100 des ersten Ausführungsbeispiels oder des zweiten Ausführungsbeispiels erfaßt wurden, und Daten der Radgeschwindigkeit, die durch das herkömmliche Verarbeitungssystem 200 erfaßt wurden, zusammen zu einer Initialisierungseinrichtung 20 geleitet. In der Initialisierungseinrichtung 20 werden Daten der Radgeschwindigkeit von beiden Verarbeitungssystemen verglichen und der Koeffizient des Verarbeitungssystems 100 in dem ersten oder dem zweiten Ausführungsbeispiel wird in einem mittleren oder hohen Radgeschwindigkeitsbereich, wo die Radgeschwindigkeit durch das herkömmliche Verarbeitungssystem 200 mit hoher Genauigkeit erfaßt werden kann, basierend auf den Radgeschwindigkeitsdaten, die durch das herkömmliche Verarbeitungssystem 200 erfaßt wurden, abgestimmt.

In Fig. 7 ist ein Ablaufdiagramm zur Ausführung der Initialisierung unter Verwendung des Konfigurationsablaufdiagramms, das in Fig. 6 gezeigt ist, gezeigt. Das Verarbeitungssystem, das im ersten Ausführungsbeispiel als Ausführungsbeispiel für das Verarbeitungssystem 100 gezeigt ist, wird verwendet und die Sensorcharakteristik wird anfänglich auf f(ω) = Kω angenommen. Der Koeffizient K (oder eine Kombination von verschiedenen Werten von ω und f(ω) unter dem Koeffizienten K) wird als ein voreingestellter Wert in dem ROM 16 oder RAM 18 gespeichert.

Als nächstes wird festgestellt, ob die Radgeschwindigkeit ω, die von dem herkömmlichen Verarbeitungssystem 200 hergeleitet wurde, ω1 oder in einem mittleren oder einem hohen Radgeschwindigkeitsbereich liegt oder nicht (S201). Wenn die Radgeschwindigkeitsdaten, die durch das herkömmliche Verarbeitungssystem 200 erhalten werden, ω1 sind, was im mittleren oder hohen Radgeschwindigkeitsbereich liegt (eine Geschwindigkeit, die mindestens 10 km/h überschreitet), leitet die Initialisiereinrichtung 20 den Koeffizienten K1 von ω1 und dem Ausgangssignal y1 des Verarbeitungssystems 100 im ersten Ausführungsbeispiel her (S202). Genauer gesagt wird K1 = y1/ω1 berechnet. Ferner wird der Koeffizient K1, der so hergeleitet wurde, verwendet, um den Wert des voreingestellten Koeffizienten K, der in dem ROM 16 oder RAM 18 gespeichert war, durch Ersetzen des Letzteren mit dem Ersteren (S203) zu aktualisieren (oder die Tabelle unter dem Koeffizienten K1 zu ersetzen). Ein ähnliches Verfahren wird durchgeführt, wenn das Verarbeitungssystem des zweiten Ausführungsbeispiels verwendet wird.

Wie vorstehend beschrieben wurde, kann die Genauigkeit der Radgeschwindigkeitserfassung in einem sehr niedrigen Geschwindigkeitsbereich durch das Verarbeitungssystem in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verbessert werden, wenn eine ausreichend hohe Genauigkeit in dem herkömmlichen Verarbeitungssystem 200 erhalten wird, indem der Koeffizient des Verarbeitungssystems in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit den Radgeschwindigkeitsdaten, die mit hoher Genauigkeit erfaßt wurden, aktualisiert wird.

Während die typischen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung vorstehend beschrieben wurden, ist es allgemein bekannt, daß eine Radgeschwindigkeit von Oberschwingungen begleitet wird, die als eine Basisfrequenz die Frequenz der Drehzahl eines Reifens aufgrund eines ungleichmäßigen Reifenradius's hat. In den jeweiligen Ausführungsbeispielen, wo ein Signal von einem Drehsensor direkt verarbeitet wird, um eine Radgeschwindigkeit zu erfassen, wird ein Ergebnis der Berechnung unvermeidlich schädlich beeinflußt, wenn die Oberschwingungen in dem Sensorsignal erscheinen. Deshalb kann es vorteilhaft sein, in einer vorderen Stufe einen Trapfilter (oder Trenn- oder Sperrfilter) entsprechend der Drehfrequenz, die durch die jeweiligen Ausführungsbeispiele erfaßt werden, vorzusehen, so daß die Oberschwingungen von dem Sensorsignal entfernt werden.

Wie im vorstehenden beschrieben wurde, kann die Genauigkeit der Radgeschwindigkeitserfassung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem sehr niedrigen Geschwindigkeitsbereich (10 km/h oder niedriger) merklich verbessert werden.

Ein Radgeschwindigkeitserfassungsgerät ist in der Lage, eine sehr niedrige Geschwindigkeit (10 km/h oder niedriger) genau zu erfassen. Ein Frequenzsignal, das der Drehzahl eines Rades entspricht, wird durch einen Drehsensor erfaßt und durch einen A/D-Umwandler in ein digitales Signal umgewandelt. Ein Prozessor verarbeitet das digitale Sensorsignal, um eine Radgeschwindigkeit zu ermitteln. Genauer gesagt wird dann, wenn das Sensorsignal durch y = f(ω)cos(ωt) ausgedrückt wird, die Differenz zwischen dem Ausgangssignal, das durch Quadrieren des Signals hergeleitet wird, und dem Ausgangssignal, das durch Multiplizieren einer zeitlich differenzierten Version des Signals mit einer zeitlich integrierten Version des Signals hergeleitet wird, berechnet, um schließlich f²(ω) herzuleiten. Da f(ω) eindeutig in Abhängigkeit von der Drehzahl (ω) bestimmt wird, kann die Radgeschwindigkeit genau erfaßt werden, sogar in einem sehr niedrigen Geschwindigkeitsbereich.

Claims

1. Radgeschwindigkeitserfassungsgerät zur Erfassung einer Radgeschwindigkeit basierend auf einem Signal von einem Drehsensor (10), das die folgenden Bauteile aufweist:
einen Differentiator (14a), zur zeitlichen Differenzierung des Signals von dem Drehsensor (10);
einen Integrator (14c) zur zeitlichen Integration des Signals von dem Drehsensor (10);
eine Quadriereinrichtung (14b) zur Quadrierung des Signals von dem Drehsensor (10);
einen Multiplikator (14d) zur Multiplikation des Ausgangssignals von dem Differentiator (14a) mit dem Ausgangssignal von dem Integrator (14c);
eine Subtrahiereinrichtung (14e) zur Berechnung der Differenz zwischen dem Ausgangssignal von der Quadriereinrichtung (14b) und dem Ausgangssignal von dem Multiplikator (14d); und
einen Detektor (14z) zur Erfassung einer Radgeschwindigkeit, basierend auf dem Ausgangssignal von der Subtrahiereinrichtung (14e).

2. Radgeschwindigkeitserfassungsgerät gemäß Anspruch 1, des weiteren gekennzeichnet durch
eine Transformiereinrichtung zur Transformation des Signals von dem Drehsensor (10) in eine Rechteckwelle;
einen zweiten Detektor zur Erfassung einer Radgeschwindigkeit, basierend auf einem Kantenintervall der Rechteckwelle um dem Umfang eines Rades; und
eine Kompensationseinrichtung zur Kompensation eines Radgeschwindigkeitserfassungsparameters in dem Detektor (14z), basierend auf der Radgeschwindigkeit, die von dem Detektor (14z) erfaßt wurde, und der Radgeschwindigkeit, die von dem zweiten Detektor erfaßt wurde.

3. Radgeschwindigkeitserfassungsgerät für die Erfassung einer Radgeschwindigkeit basierend auf einem Signal von einem Drehsensor (10), das die folgenden Bauteile aufweist:
einen ersten Differentiator (14f) zur zeitlichen Differenzierung des Signals von dem Drehsensor (10);
einen zweiten Differentiator (14a) zur zeitlichen Differenzierung des Signals von dem ersten Differentiator (14f);
einen Integrator (14c) zur zeitlichen Integration des Signals von dem ersten Differentiator (14f);
eine Quadriereinrichtung (14b) zur Quadrierung des Signals von dem ersten Differentiator (14f);
einen Multiplikator (14d) zur Multiplikation des Ausgangssignals von dem zweiten Differentiator (14a) mit dem Ausgangssignal von dem Integrator (14c);
eine Subtrahiereinrichtung (14e) zur Berechnung der Differenz zwischen dem Ausgangssignal von der Quadriereinrichtung (14b) und dem Ausgangssignal von dem Multiplikator (14d); und
einen Detektor (14z) zur Erfassung der Radgeschwindigkeit basierend auf dem Ausgangssignal von der Subtrahiereinrichtung (14e).

4. Radgeschwindigkeitserfassungsgerät gemäß Anspruch 3, des weiteren gekennzeichnet durch
eine Transformiereinrichtung zur Transformation des Signals von dem Drehsensor (10) in eine Rechteckwelle;
einen zweiten Detektor zur Erfassung der Radgeschwindigkeit basierend auf einem Kantenintervall der Rechteckwelle und dem Umfang eines Rades; und
eine Kompensierungseinrichtung zur Kompensation eines Radgeschwindigkeitserfassungsparameters in dem Detektor (14z), basierend auf der Radgeschwindigkeit, die von dem Detektor (14z) erfaßt wurde, und der Radgeschwindigkeit, die von dem zweiten Detektor erfaßt wurde.

5. Radgeschwindigkeitserfassungsgerät zur Erfassung einer Radgeschwindigkeit basierend auf einem Signal eines Drehsensors (10), das die folgenden Bauteile aufweist:
einen ersten Differentiator (14f) zur zeitlichen Differenzierung des Signals von dem Drehsensor (10);
einen zweiten Differentiator (14a) zur zeitlichen Differenzierung des Signals von dem ersten Differentiator (14f);
eine Quadriereinrichtung (14b) zur Quadrierung des Signals von dem ersten Differentiator (14f);
einen Multiplikator (14d) zur Multiplikation des Ausgangssignals von dem zweiten Differentiator (14a) mit dem Signal von dem Drehsensor (10);
eine Subtrahiereinrichtung (14e) zur Berechnung der Differenz zwischen dem Ausgangssignal von der Quadriereinrichtung (14b) und dem Ausgangssignal von dem Multiplikator (14d); und
einen Detektor (14z) zur Erfassung der Radgeschwindigkeit basierend auf dem Ausgangssignal von der Subtrahiereinrichtung (14e).

6. Radgeschwindigkeitserfassungsgerät gemäß Anspruch 5, des weiteren gekennzeichnet durch
eine Transformiereinrichtung zur Transformation des Signals von dem Drehsensor (10) in eine Rechteckwelle;
einen zweiten Detektor zur Erfassung der Radgeschwindigkeit basierend auf einem Kantenintervall der Rechteckwelle und dem Umfang eines Rades; und
einer Kompensierungseinrichtung zur Kompensation eines Radgeschwindigkeitserfassungsparameters in dem Detektor (14z), basierend auf der Radgeschwindigkeit, die von dem Detektor (14z) erfaßt wurde, und der Radgeschwindigkeit, die von dem zweiten Detektor erfaßt wurde.