DE3644139A1 - Verfahren zur ueberwachung von funktionen eines die bodenhaftung von raedern eines kraftfahrzeuges sicherstellenden elektromechanischen regelsystems - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Über­ wachung von Funktionen eines die Bodenhaftung von Rädern eines Kraftfahrzeuges sicherstellenden elektromechanischen Regelsystems nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf eine Sicherheitsschaltvorrichtung zur Durchführung des angegebenen Verfahrens.

Es ist allgemein bekannt, daß die für die Fahrsicherheit relevanten Komponenten derartiger Regelsysteme wie ABS oder ASR auf korrekte Funktion überwacht werden müssen. Aus der DE-PS 31 27 301 ist eine Sicherheitsschaltvorrich­ tung bekannt, der bestimmte Eingangssignale zugeführt wer­ den und die diese Eingangssignale anhand vorgegebener Funktionskriterien, speziell der Plausibilität des gleich­ zeitigen Auftretens verschiedener Eingangssignale, aus­ wertet. Liegen Signale gleichzeitig an, die bei korrek­ ter Funktion des Regelsystems ASR oder ABS nicht gleich­ zeitig auftreten dürfen, so unterbricht die Sicherheits­ schaltvorrichtung durch ein Fehlerschaltsignal den Signal­ fluß des Regelsystems und warnt den Fahrzeugführer durch Einschalten einer Kontrollampe.

Es ist bekannt, in Kombination mit Antriebsschlupf- und Blockierregelsystemen fahrzeugfeste Beschleunigungs­ sensoren zur Bildung bestimmter Referenzsignale wie Fahr­ zeuglängsbeschleunigung und Fahrgeschwindigkeit zu ver­ wenden (Patentanmeldung P 35 45 652.3 = DE-OS . . .). Sie sind vor allem erforderlich, um bei allradgetriebenen, mit ASR/ABS ausgerüsteten Fahrzeugen jederzeit von den Schlupfverhältnissen zwischen Rädern und Untergrund un­ abhängige Referenzwerte für Schlupfkomparatoren erhalten zu können, und sind daher ebenfalls fahrsicherheitsrele­ vant.

Es ist ferner bekannt, Beschleunigungssensoren in Fahr­ zeugen für die Auslösesteuerung von passiven Sicherheits­ systemen, z. B. Airbag oder Gurtstrammer, einzusetzen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Überwachung von Funktionen eines elektromechanischen Regelsystems der beschriebenen Art anzugeben, das die Überwachung eines mit einem solchen Regelsystem korrespondierenden Beschleu­ nigungssensors im Kraftfahrzeug ermöglicht sowie die be­ kannte Sicherheitsschaltvorrichtung so auszubilden, daß sie für die Durchführung des angegebenen Verfahrens ver­ wendbar wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Verfahrensanspruchs 1 sowie des Vorrichtungs­ anspruchs 2 gelöst.

Die Merkmale der Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Sicherheitsschalt­ vorrichtung.

Antiblockier- und Antriebsschlupf-Regelsysteme weisen grundsätzlich Raddrehzahlsensoren mit nachgeschalteten Signalwandlern auf. Aus deren Raddrehzahlsignalen können die Fahrzeuggeschwindigkeit und -beschleunigung als Re­ ferenzsignale in bekannter Weise so lange mit einiger Ge­ nauigkeit ermittelt werden, wie an den Rädern nur der un­ vermeidliche Abrollschlupf vorliegt. Sobald aber ABS oder ASR eingreifen, treten an den schlupfgeregelten Rädern mit hoher Frequenz wechselnde Verzögerungen und Beschleuni­ gungen auf, so daß eine eindeutige Beziehung zwischen den Raddrehzahlsignalen und der Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. der Fahrzeugbeschleunigung nicht mehr hergestellt werden kann, sondern allenfalls durch Vorgabewerte angenähert darzustellen ist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Si­ gnale eines fahrzeugfesten Beschleunigungssensors, der vor allem der Gewinnung radschlupfunabhängiger Referenzsi­ gnale dient, durch Vergleich mit aus Raddrehzahlsignalen umgewandelten oder berechneten Fahrzeugbeschleunigungs­ signalen überwacht werden können, solange das zugeordne­ te Regelsystem nicht eingreift.

Der sperrende Eingriff der erfindungsgemäßen Sicherheits­ schaltvorrichtung in den Signalfluß des Regelsystems wird aus zwei Gründen unterbunden, wenn das Regelsystem sich gerade in einem Arbeitszyklus befindet:

• - zum einen darf das gerade arbeitende Regelsystem aus ver­ ständlichen Gründen nicht "sicherheitshalber" ausgeschal­ tet werden,
• - zum anderen können die aus Raddrehzahlen ermittelten und die von dem Beschleunigungssensor gemessenen Beschleuni­ gungssignale dann nicht im Rahmen der üblichen Überein­ stimmungsbandbreite liegen, wie bereits oben ausgeführt wurde.

Die Sicherheitsschaltvorrichtung ermöglicht in vorteil­ hafter Weise die gleichzeitige Überwachung der den drei Fahrzeug-Koordinatenachsen Längs-(x), Quer-(y) und Hoch- (z-) Achse zugeordneten Sensorbeschleunigungssignale. Fahrzeuglängs- und -querbeschleunigungen werden bereits in bekannter Weise in den Signalfluß von ABS und ASR einge­ bunden. Die zusätzliche (und an sich ebenfalls bekannte) Erfassung von Vertikalbeschleunigungen der Fahrzeugka­ rosserie wird z. B. dann interessant, wenn ein Fahrzeug noch zusätzlich mit einem automatischen Feder-Dämpfer-Re­ gelsystem - welches ebenfalls die Bodenhaftung der Fahr­ zeugräder sicherstellt - ausgestattet ist. Im letzteren Fall müssen gemäß der Erfindung aus Radbeschleunigungssignalen deren Vertikalanteile durch Herausfiltern aller anderen An­ teile gewonnen werden und können dann mit Vertikalbeschleu­ nigungssignalen des fahrzeugfesten Beschleunigungssensors, selbstverständlich nur unter Berücksichtigung der Übertra­ gungsfunktion des Feder-Dämpfer-Systems, verglichen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sicherheits­ schaltvorrichtung ist in der Zeichnung als Signalflußplan dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 das Schaltschema einer an ein Vierkanal-ABS angeschlossenen Sicherheitsschaltvorrichtung und

Fig. 2 einen Ausschnitt aus dem Schaltschema nach Fig. 1 mit zusätzlicher Testeinrichtung für bestimmte Bauteile der Sicherheitsschaltvor­ richtung.

Einer Signalaufbereitungsschaltung 1 werden von nicht dar­ gestellten Raddrehzahlsignalgebern an den vier Rädern eines Kraftfahrzeuges Raddrehzahlsignale n _R zugeführt und von dieser zu Radgeschwindigkeitssignalen v _R aufbereitet. Letztere werden sämtlich sowohl einer Referenzschaltung 2 als auch einem Differenzierglied 3 zugeführt. Das Differen­ zierglied 3 erzeugt seinerseits Radbeschleunigungssignale a _R , welche einer Logikeinheit 4 eines ABS zugeführt wer­ den. Diese wiederum erzeugt in bekannter Weise ein Steuer­ signal w, welches über ein UND-Glied 5 und einen Verstär­ ker 6 die Ansteuerung eines symbolisch dargestellten elek­ tromagnetischen Bremsdruckregelventils 7 bewirkt, wenn das ABS eingreift. Das UND-Glied 5 weist neben dem normalen Ein­ gang für das Steuersignal w noch einen invertierenden Ein­ gang für ein Fehlerschaltsignal s auf, dessen Erzeugung später beschrieben wird. Bei anliegendem Fehlerschalt­ signal s wird jedenfalls im UND-Glied 5 der Signalfluß des ABS unterbrochen, wodurch dieses unwirksam geschaltet ist.

Zwei Radgeschwindigkeitssignale v _VR , die von den Drehzahl­ signalen der lenkbaren Räder - also i. a. der Vorderräder - hergeleitet werden, gelangen ferner zu einem Differenz­ bildner 8, welcher bei voneinander abweichenden Radge­ schwindigkeitssignalen v _VR , z. B. bei Bogenfahrt, ein Differenzgeschwindigkeitssignal Δ v erzeugt und dieses einer Rechenschaltung 9 zuführt. Dieser Rechenschaltung 9 wird ferner von der Referenzschaltung 2 ein Fahrzeug­ geschwindigkeitssignal v _F zugeführt. Die Rechenschaltung 9 ermittelt aus dem Differenzgeschwindigkeitssignal Δ v und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal v _F Fahrzeugquer­ beschleunigungssignale a _Fy .

Die Referenzschaltung 2 bildet ferner neben den Fahrzeug­ geschwindigkeitssignalen v _F aus den ihr zugeführten Rad­ geschwindigkeitssignalen v _R Fahrzeuglängsbeschleunigungs­ signale a _Fx . Diese können z. B. durch Differenzieren der Fahrzeuggeschwindigkeitssignale v _F gewonnen werden.

Als Eingangssignale einer Sicherheitsschaltvorrichtung 10 werden dieser

• - von einem Beschleunigungssensor 11,
  • - Sensorlängsbeschleunigungssignale a _Sx ,
  • - Sensorquerbeschleunigungssignale a _Sy und
  • - Sensorvertikalbeschleunigungssignale a _Sz ,
• - von der Referenzschaltung 2 die
  • - Fahrzeuggeschwindigkeitssignale v _F und die
  • - Fahrzeuglängsbeschleunigungssignale a _Fx ,
• - von der Rechenschaltung 9 die Fahrzeugquerbeschleuni­ gungssignale a _Fy ,
• - von der Signalaufbereitungsschaltung 1 ein Radgeschwin­ digkeitssignal v _VR und
• - von der Logikeinheit 4 deren charakteristisches Steuer­ signal w

zugeführt.

Eine gestrichelte Linie deutet in den Figuren den Übergang der vorstehend aufgelisteten Eingangssignale in die Sicher­ heitsschaltvorrichtung 10 an. Letztere läßt sich grob in drei Blöcke gliedern:

• - Eine Längsbeschleunigungsvergleicherschaltung, kurz LV, 12, welche ihrerseits einen ersten LV-Komparator 12.1, einen zweiten LV-Komparator 12.2, ein Signalabschwächungs­ glied 12.3, ein Langzeit-Verzögerungsglied 12.4 und ein ODER-Glied 12.5 aufweist,
• - eine Querbeschleunigungsvergleicherschaltung, kurz QV, 13, mit einem ersten QV-Komparator 13.1, einem zweiten QV-Komparator 13.2, einem Verzögerungszeitglied 13.3 und einem ODER-Glied 13.4 und
• - eine Schaltung 14 zur Gewinnung von bestimmten vergleich­ baren Anteilen aus Sensorvertikalbeschleunigungs- und Radbeschleunigungssignalen mit einem ersten Schwellwert­ komparator 14.1, einem zweiten Schwellwertkomparator 14.2, einem Differenzierglied 14.3, zwei Filtern 14.4 und 14.5 und zwei Signalhaltegliedern 14.6 und 14.7.

Ferner ist ein Fensterkomparator 15 in der Sicherheits­ schaltvorrichtung 10 vorgesehen, welchem die Fahrzeugge­ schwindigkeitssignale v _F zugeführt werden und welcher ein Freigabesignal f erzeugt, wenn die Fahrzeuggeschwindig­ keitssignale v _F in seinem Fensterbereich zwischen einem unteren Schwellwert v _U und einem oberen Schwellwert v _O liegen.

Einem UND-Glied 16 werden

• - Ausgangssignale der LV 12 und
• - das Freigabesignal f des Fensterkomparators 15,

einem UND-Glied 17 werden

• - Ausgangssignale der QV 13 und
• - das Freigabesignal f des Fensterkomparators 15,

und einem UND-Glied 18 werden die Ausgangssignale der beiden Verzögerungszeitglieder 14.6 und 14.7 zugeführt. Ferner wird das charakteristische Steuersignal w der Lo­ gikeinheit 4 je einem invertierenden Eingang aller drei UND-Glieder 16, 17 und 18 zugeführt. Die Ausgänge der drei UND-Glieder 16-18 sind mit Eingängen eines ODER- Gliedes 19 verbunden, dessen Ausgang an eine Endschalt­ stufe 20 angeschlossen ist. Ausgangssignale der UND-Glie­ der 16, 17 und 18 bzw. des ODER-Glieds 19 sind Fehlersi­ gnale e, mit denen die Endschaltstufe zur Abgabe des Fehler­ schaltsignals s zum einen an den invertierenden Eingang des UND-Gliedes 5 und zum anderen an einen Verstärker 21 angesteuert wird. Über letzteren wird schließlich bei an­ liegendem Fehlerschaltsignal s eine Warnlampe 22 einge­ schaltet, die sich im Sichtbereich des Kraftfahrzeugführers befindet.

Die LV 12 arbeitet wie folgt:

Ihre Eingangssignale sind die Fahrzeuglängsbeschleuni­ gungssignale a _Fx , die jeweils einem Eingang der beiden LV-Komparatoren 12.1 und 12.2 zugeleitet werden, und die Sensorlängsbeschleunigungssignale a _Sx , die dem zweiten Eingang des ersten LV-Komparators 12.1 und, im Signalab­ schwächungsglied 12.3 um einen bestimmten, konstanten Wert, z. B. 0,2 g, vermindert, auch dem zweiten Eingang des zweiten LV-Komparators 12.2 zugeführt werden. An den Aus­ gang des ersten LV-Komparators 12.1 ist das Langzeit-Ver­ zögerungsglied 12.4 angeschlossen, welches ein Ausgangs­ signal des vorgeschalteten LV-Komparators für eine größere Zeitspanne, z. B. 10 Minuten, verzögert. Der LV-Kompara­ tor 12.1 erzeugt dieses Ausgangssignal dann, wenn seine beiden Eingangssignale a _Fx und a _Sx über einen bestimmten Bereich hinaus voneinander abweichen. Dieser Bereich ist nach Bedarf einstellbar.

Eine Abweichung entsteht jedoch auch dann, wenn das Fahr­ zeug Steigungs- oder Gefällestrecken befährt, da auf den karosseriefesten Beschleunigungssensor 11 die Hangabtriebs­ komponente der Erdbeschleunigung einwirkt. Dadurch werden die Sensorlängsbeschleunigungssignale a _Sx verfälscht - im Gefälle um eine "Verzögerungskomponente", auf Steigungen um eine "Beschleunigungskomponente", die in den Fahrzeug­ längsbeschleunigungssignalen a _Fx natürlich nicht enthalten sein kann, weil diese nur aus den Raddrehzahlsignalen her­ geleitet werden.

Zur Ausfilterung solcher durch Hangabtriebskomponenten ver­ ursachter Abweichungen zwischen a _Sx und a _Fx ist das Lang­ zeitverzögerungsglied 12.4 vorgesehen, welches nur dann ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das Ausgangssignal des LV-Komparators 12.1 über die Verzögerungszeitspanne hinaus ununterbrochen anliegt.

Kurzzeitige Störungen des Beschleunigungssensors können so nicht erfaßt werden, selbst wenn sie wiederholt auftre­ ten. Um wenigstens erhebliche kurzzeitige Abweichungen der Sensorlängsbeschleunigungssignale a _Sx von den Fahrzeug­ längsbeschleunigungssignalen a _Fx unverzüglich auswerten zu können, werden die Sensorlängsbeschleunigungssignale a _Sx im Signalabschwächungsglied 12.3 konstant vermindert. Wenn nun der zweite LV-Komparator 12.2 bei Übereinstimmung seiner Eingangssignale ein Ausgangssignal erzeugt, so kann davon ausgegangen werden, daß die Abweichung der beiden Signale a _Sx und a _Fx voneinander größer als eine durch Hang­ abtriebskomponenten von a _Sx bewirkte Abweichung ist, so­ fern a _Sx genügend weit vermindert wurde, und daß folglich eine Fehlfunktion des Beschleunigungssensors 11 vorliegen muß. Dabei entspricht eine Abschwächung um 0,2 g einer Hanglage von 20%. Bei Bedarf ist die Abschwächungskon­ stante selbstverständlich auf andere Werte einstellbar.

Ausgangssignale des Langzeitverzögerungsgliedes 12.4 oder des zweiten LV-Komparators 12.2 gelangen über das ODER- Glied 12.5 zu einem Eingang des UND-Gliedes 16, welches dann sein Fehlersignal e erzeugt, wenn gleichzeitig das Freigabesignal f des Fensterkomparators 15 und nicht das charakteristische Steuersignal w anliegen.

Die QV 13 vergleicht in beiden QV-Komparatoren 13.1 und 13.2 die Sensorquerbeschleunigungssignale a _Sy mit den Fahrzeugquerbeschleunigungssignalen a _Fy . Der erste QV- Komparator 13.1 erzeugt ein Ausgangssignal dann, wenn die Fahrzeugquerbeschleunigungssignale a _Fy wesentlich größer als die Sensorquerbeschleunigungssignale a _Sy sind. Weil dieser Zustand auch durch Untersteuern des Fahrzeugs er­ reicht werden kann

• - am untersteuernden Fahrzeug sind die lenkbaren Räder stärker eingeschlagen, als es dem tatsächlichen Bogen­ radius entspricht, und das Fahrzeug "schiebt über die Vorderräder"; durch entsprechend unterschiedliche Rad­ drehzahlen wird der Rechenschaltung 9 dann ein den tat­ sächlichen Querbeschleunigungen in keiner Weise entsprechen­ des Differenzgeschwindigkeitssignal Δ v zugeführt -,

ist an den Ausgang des ersten QV-Komparators 13.1 das Ver­ zögerungszeitglied 13.3 angeschlossen. Bei kurzzeitigem Un­ tersteuern des Fahrzeugs liegt das Ausgangssignal des er­ sten QV-Komparators 13.1 nur ebenso kurzzeitig an; die Ver­ zögerungszeitspanne des Zeitgliedes 13.3 wird so bemessen, daß derartige Untersteuervorgänge nicht zur Auslösung ei­ nes Fehlersignals e führen. Wie schon das Langzeitverzö­ gerungsglied 12.4 der LV 12 ist auch das Verzögerungszeit­ glied 13.3 der QV 13 so konzipiert, daß es nur dann ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das Ausgangssignal des vor­ geschalteten QV-Komparators 13.1 länger als seine - z. B. 3 sec währende - Verzögerungszeitspanne dauernd anliegt. Der zweite QV-Komparator 13.2 erzeugt ein Ausgangssignal nur dann, wenn die Fahrzeugquerbeschleunigungssignale a _Fy kleiner als die Sensorquerbeschleunigungssignale a _Sy sind, d. h. der Sensor 11 mißt eine stärkere Querbeschleunigung, als die, welche dem tatsächlich gefahrenen Bogen entspricht. Ausgangssignale des Verzögerungszeitgliedes 13.3 oder des QV-Komparators 13.2 gelangen über das ODER-Glied 13.4 zu einem Eingang des UND-Gliedes 17, welches darauf sein Fehlersignal e erzeugt, wenn gleichzeitig das Freigabesi­ gnal f und nicht das charakteristische Steuersignal w an­ liegen.

In der Schaltung 14 werden zunächst

• - aus den Radgeschwindigkeitssignalen v _VR durch Differen­ zieren im Differenzierglied 14.3 und anschließendes Fil­ tern der Radbeschleunigungssignale im Filter 14.4 (vor­ zugsweise ein Tiefpaßfilter) und
• - aus den Sensorvertikalbeschleunigungssignalen a _Sz durch Filter 14.5 (ebenfalls vorzugsweise ein Tiefpaß)

bestimmte Signalanteile ermittelt.

Zwischen diesen Signalanteilen besteht dann eine Beziehung, welche durch die Übertragungsfunktion des Feder-Dämpfer- Systems des Fahrzeuges geprägt ist.

Getrennt werden die Signalanteile der Sensorvertikalbe­ schleunigungssignale a _Sz einem Schwellwertkomparator 14.1 und die Signalanteile der Radbeschleunigungen einem Schwellwertkomparator 14.2 zugeführt.

Die Referenzwerte der beiden Schwellwertkomparatoren 14.1 und 14.2 müssen so gewählt werden, daß bei ordnungsge­ mäßer Funktion des Beschleunigungssensors die gefilterten Signalanteile nicht gleichzeitig und nicht mit nur geringem zeitlichen Versatz ihren jeweiligen kritischen Schwell­ wert übersteigen können.

Ausgangssignale der beiden Schwellwertkomparatoren 14.1 bzw. 14.2 werden jeweils einem Signalhalteglied 14.6 bzw. 14.7 zugeführt, damit auch mit nur geringem zeitlichem Versatz auftretende Schwellwertüberschreitungen der meist nur impulsartig vorliegenden Signalanteile erfaßt werden können. Die Ausgänge der beiden Signalhalteglieder 14.6 und 14.7 sind an je einen Eingang des UND-Gliedes 18 an­ geschlossen.

Zu einem dritten, invertierenden Eingang wird, wie bereits bei den UND-Gliedern 16 und 17, das charakteristische Steuer­ signal w geführt. Das UND-Glied 18 gibt sein Fehlersignal e dann, wenn beide Signalhalteglieder 14.6, 14.7 gleich­ zeitig aktiviert sind und nicht gleichzeitig das Steuer­ signal w anliegt.

Die Wirkung der Fehlersignale e wurde bereits im voran­ gegangenen Text beschrieben.

In Fig. 2 ist der Sicherheitsschaltvorrichtung 10 eine Testeinrichtung 24 hinzugefügt worden. Diese wird in nicht dargestellter Weise automatisch, z. B. von der Logik-Ein­ heit 4, oder auch willkürlich angesteuert und erzeugt dann Testsignale t, welche Ausgangssignale der LV-Komparato­ ren 12.1 und 12.2, der QV-Komparatoren 13.1 und 13.2, der Schwellwertkomparatoren 14.1 und 14.2 und des Fensterkom­ parators 15 simulieren. Im vorliegenden Fall können die­ se Testsignale t besonders einfach mit einem konstanten Pegel abgegeben werden, wenn auch die Ausgangssignale der verschiedenen Komparatoren Binärsignale mit dem Pe­ gel "HIGH" bzw. logisch "1" sind. Über eine Anzahl ODER- Glieder werden die Testsignale t der Sicherheitsschalt­ vorrichtung 10 hinter den betreffenden Komparatoren aufge­ schaltet: über das ODER-Glied

• - 24.1 dem Verzögerungszeitglied 13.3,
• - 24.2 dem ODER-Glied 13.4,
• - 24.3 dem Langzeitverzögerungsglied 12.4,
• - 24.4 dem ODER-Glied 12.5,
• - 24.5 dem Signalhalteglied 14.6,
• - 24.6 dem Signalhalteglied 14.7,
• - 24.7 den UND-Gliedern 16 und 17.

Die Testsignale t können in drei getrennten Testzyklen je­ weils einzeln der LV 12, der QV 13 und der Schaltung 14 zugeführt werden. Das ODER-Glied 24.7 weist daher drei Ein­ gänge auf, da das Freigabesignal f des Fensterkomparators 15 beim Testen sowohl der LV 12 als auch der QV 13 simu­ liert werden muß. In allen drei Testzyklen wird an einem weiteren ODER-Glied 24.8 bei Anliegen mindestens eines Testsignals t an einem von dessen drei Eingängen ein Test­ meldesignal t′ erzeugt und der Endschaltstufe 20 zugeführt. Die Testsignale t dienen der Funktionsüberprüfung der Zeit­ glieder (12.4, 13.3, 14.6 und 14.7) und der Verknüpfungs­ glieder (12.5, 13.4, 16, 17, 18, 19) der Sicherheitsschalt­ vorrichtung.

Bei anliegenden Testsignalen t müssen bei ordnungsgemäßer Funktion Fehlersignale e zur Endschaltstufe 20 gelangen. Das Testmeldesignal t′ dient zum einen der Prüfung der Fehlersignale auf rechtzeitiges Eintreffen, zum anderen unterdrückt es die Erzeugung des Fehlerschaltsignals s durch die Endschaltstufe, wenn die Fehlersignale e durch die Testsignale t erzeugt wurden.

Treffen an der Endschaltstufe 20 bei anliegendem Testmel­ designal t′ keine Fehlersignale e innerhalb einer bestimm­ ten Zeitspanne ein, so wird durch Einschalten einer Warn­ lampe 23 dem Fahrzeugführer ein Warnsignal gegeben.

Obwohl im Ausführungsbeispiel eine Gesamtdarstellung der Sicherheitsschaltvorrichtung 10 mit Überprüfung aller drei Beschleunigungssignalkomponenten a _Sx , a _Sy und a _Sz des Be­ schleunigungssensors 11 vorgestellt wird, kann selbst­ verständlich auch jede der Komponenten bei Bedarf allein überwacht werden, wie ja auch die Testsignale t in drei Testzyklen nacheinander erzeugt werden können. Ferner ist absichtlich die signaltechnische Einbindung des Be­ schleunigungssensors 11 in das Regelsystem offengelassen, da selbstverständlich auch ein Beschleunigungssensor an­ derer Funktion mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach dem angegebenen Verfahren überwacht werden kann. Abschließend soll noch auf eine mögliche Signalverbindung von der Logikeinheit 4 zur Referenzschaltung 2 (gestrichelt gezeichnet in Fig. 1) eingegangen werden. Über diese Ver­ bindung kann die Logikeinheit 4 die Referenzschaltung 2 zur Abgabe vorgegebener Fahrzeuggeschwindigkeits- und Fahr­ zeugbeschleunigungssignalverläufe ansteuern, wenn aus irgendeinem Grund diese momentan nicht aus den Raddreh­ zahlsignalen ermittelt werden können.

Claims (13)

1. Verfahren zur Überwachung von Funktionen eines die Bo­ denhaftung von Rädern eines Kraftfahrzeuges sicherstellen­ den elektromechanischen Regelsystems, z. B. Antiblockier­ system (ABS) oder Antriebsschlupfregelung (ASR), das mit Raddrehzahlsignalgebern und einer Referenzschaltung zur Fahrzeuggeschwindigkeits- und -beschleunigungsbestimmung aus Raddrehzahlen versehen ist und das ferner von einer Sicherheitsschaltvorrichtung über­ wacht wird, die ihr zugeführte Eingangssignale nach we­ nigstens einem bestimmten zu erfüllenden Funktionskrite­ rium auswertet und bei einem nichterfüllten Funktionskri­ terium mit einem Fehlerschaltsignal das Regelsystem un­ wirksam schaltet und eine Warnanzeige einschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die - aus den Raddrehzahlen und der Fahrzeuggeschwin­ digkeit abgeleiteten - Fahrzeugbeschleunigungen und durch einen fahrzeugfesten Beschleunigungssensor ge­ messene Sensorbeschleunigungen als Eingangssignale der Sicherheitsschaltung zugeführt werden und in dieser unter dem Funktionskriterium "wenig­ stens annähernde Übereinstimmung" ausgewertet werden und daß innerhalb jedes Arbeitszyklus' des Regelsystems ein Sperrsignal erzeugt wird, welches das Fehlerschalt­ signal der Sicherheitsschaltvorrichtung unterdrückt.

2. Sicherheitsschaltvorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens nach Anspruch 1 an einem elektromechanischen Re­ gelsystem in einem Kraftfahrzeug,
welches Regelsystem mindestens Raddrehzahlsignalge­ ber zur Ermittlung von Raddrehzahlsignalen,
eine Signalaufbereitungsschaltung zur Umformung der Raddrehzahl- in Radgeschwindigkeitssignale
und eine Referenzschaltung zur Bildung von Fahrzeug­ geschwindigkeits- und -beschleunigungssignalen aus den Radgeschwindigkeitssignalen aufweist,
mit Signalvergleichsgliedern zur Erzeugung von Fehlersi­ gnalen bei Nichterfüllung vorgegebener Funktionskriterien durch Eingangssignale der Sicherheitsschaltvorrichtung und mit einer Endschaltstufe, welcher die Fehlersignale der Signalvergleichsglieder zugeführt werden und welche bei einem anliegenden Fehlersignal das Einwirken des elek­ tromechanischen Regelsystems auf die Räder des Kraftfahr­ zeuges durch ein Fehlerschaltsignal unterbindet sowie eine Warnanzeigevorrichtung einschaltet,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Eingangssignale Sensorlängsbeschleunigungssignale (a _Sx ) eines mindestens Beschleunigungen und Verzögerungen in Fahrtrichtung messen­ den Beschleunigungssensors (11)
und Fahrzeuglängsbeschleunigungssignale (a _Fx ) der Referenz­ schaltung (2)
Eingängen einer Längsbeschleunigungsvergleicherschaltung LV (12) der Sicherheitsschaltvorrichtung (10) zugeleitet werden,
daß die LV (12) mit einer bestimmten Übereinstimmungsband­ breite als Funktionskriterium ihrer Eingangssignale (a _Sx , a _Fx ) ausgelegt ist
und daß vom Ausgang der LV (12) zur Endschaltstufe (20) ein Fehlersignal (e) geleitet wird, wenn die beiden Längs­ beschleunigungssignale (a _Sx , a _Fx ) über die tolerierte Übereinstimmungsbandbreite hinaus voneinander abweichen, wobei jedoch ein für jeden Arbeitszyklus des elektrome­ chanischen Regelsystems charakteristisches Steuersignal (w) als die Erzeugung von - das Fehlerschaltsignal (s) der Endschaltstufe (20) auslösenden - Fehlersignalen (e) unterdrückendes Sperrsignal der Sicherheitsschaltvorrich­ tung zugeführt wird.

3. Sicherheitsschaltvorrichtung nach Anspruch 2 für ein Regelsystem mit zusätzlichen Schaltgliedern zur Ermitt­ lung von auf das Kraftfahrzeug wirkenden Querbeschleuni­ gungen, dadurch gekennzeichnet,
daß der Beschleunigungssensor (11) ferner Querbeschleuni­ gungen mißt und in Sensorquerbeschleunigungssignale (a _Sy ) wandelt,
daß Fahrzeugquerbeschleunigungssignale (a _Fy ) aus Diffe­ renzen von Vorderradgeschwindigkeitssignalen (v _Vr ) in Ab­ hängigkeit von den Fahrzeuggeschwindigkeitssignalen (v _F ) der Referenzschaltung durch eine Rechenschaltung (9) er­ mittelt werden
und daß die Sensorquerbeschleunigungssignale (a _Sy ) und die Fahrzeugquerbeschleunigungssignale (a _Fy ) als Eingangs­ signale einer Querbeschleunigungsvergleicherschaltung QV (13) der Sicherheitsschaltvorrichtung (10) zugeführt wer­ den, welche QV (13) ein Fehlersignal (e) an die Endschal­ signale (a _Sy , a _Fy ) um mehr als eine der QV (13) vorge­ gebene Übereinstimmungsbandbreite voneinander abweichen.

4. Sicherheitsschaltvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeuggeschwindigkeitssignale (v _F ) von der Re­ ferenzschaltung (2) einem Fensterkomparator (15) zugeführt werden, wobei der Fensterkomparator (15) ein Freigabesi­ gnal (f) für die Zuleitung von Fehlersignalen (e) der LV (12) bzw. der QV (13) zur Endschaltstufe (20) nur dann er­ zeugt, wenn die Fahrgeschwindigkeitssignale (v _F ) an sei­ nem Eingang in einem Fensterbereich zwischen einer unte­ ren (v _U ) und einer oberen Schranke (v _O ) der Fahrzeugge­ schwindigkeit (v _F ) liegen.

5. Sicherheitsschaltvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Beschleunigungssensor (11) ferner vertikale, auf das Kraftfahrzeug wirkende Beschleunigungen mißt und in Sensorvertikalbeschleunigungssignale (a _Sz ) wandelt,
daß wenigstens ein Radgeschwindigkeitssignal (v _VR ) einem Differenzierglied (14.3) und das in diesem gebildete Rad­ beschleunigungssignal (a _VR ) einem Filterglied (14.4) zu­ geleitet wird,
daß die Sensorvertikalbeschleunigungssignale (a _Sz ) einem weiteren Filterglied (14.5) zugeleitet werden,
daß die gefilterten Ausgangssignale beider Filterglieder (14.4, 14.5) jeweils einem Schwellwertkomparator (14.2, 14.1) zugeführt werden
und daß die Ausgangssignale beider Schwellwertkomparato­ ren (14.1, 14.2) einer logischen Verknüpfungsschaltung (18) zugeleitet werden, von deren Ausgang ein Fehlersi­ gnal (e) auf die Endschaltstufe (20) gegeben wird, wenn die Ausgangssignale der Schwellwertkomparatoren (14.1, 14.2) gleichzeitig oder mit geringem zeitlichen Versatz auftreten.

6. Sicherheitsschaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die LV (12) zwei getrennte Signalkomparatoren (12.1, 12.2) aufweist, deren erstem (12.1) die Fahrzeuglängsbe­ schleunigungssignale (a _Fx ) und die Sensorlängsbeschleu­ nigungssignale (a _Sx ) und deren zweitem (12.2) die Fahr­ zeuglängsbeschleunigungssignale (a _Fx ) und über ein Si­ gnalabschwächungsglied (12.3) die Sensorlängsbeschleuni­ gungssignale (a _Sx ) zugeleitet werden,
daß an den Ausgang des ersten Signalkomparators (12.1) der LV (12) ein Langzeitverzögerungsglied (12.4) angeschlossen ist,
daß der Ausgang des Langzeitverzögerungsgliedes (12.4) und der Ausgang des zweiten Signalkomparators (12.2) der LV (12) vereint an einen Eingang eines UND-Gliedes (16) angeschlossen sind,
daß das charakteristische Steuersignal (w) zu einem inver­ tierenden Eingang des UND-Gliedes (16) geführt wird
und daß ein Ausgangssignal des UND-Gliedes (16) als Fehler­ signal (e) der LV (12) zur Endschaltstufe (20) geleitet wird.

7. Sicherheitsschaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die QV (13) zwei getrennte Signalkomparatoren (13.1, 13.2) aufweist, denen an je einen Eingang die Sensorquer­ beschleunigungssignale (a _Sy ) und die Fahrzeugquerbeschleu­ nigungssignale (a _Fy ) zugeführt werden,
daß der erste Signalkomparator (13.1) der QV (13) ein Aus­ gangssignal erzeugt, wenn die Fahrzeugquerbeschleunigungs­ signale (a _Fy ) wesentlich größer als die Sensorquerbeschleu­ nigungssignale (a _Sy ) sind, wobei dieses Ausgangssignal einem dem ersten Signalkomparator (13.1) der QV (13) nach­ geschalteten Verzögerungszeitglied (13.3) zugeführt wird,
daß der zweite Signalkomparator (13.2) der QV (13) ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Fahrzeugquerbeschleuni­ gungssignale (a _Fy ) kleiner als die Sensorquerbeschleuni­ gungssignale (a _Sy ) sind,
daß der Ausgang des Verzögerungszeitgliedes (13.3) und der Ausgang des zweiten Signalkomparators (13.2) der QV (13) vereint an einen Eingang eines UND-Gliedes (17) an­ geschlossen sind,
daß das charakteristische Steuersignal (w) zu einem in­ vertierenden Eingang des UND-Gliedes (17) geführt wird
und daß ein Ausgangssignal des UND-Gliedes (17) als Feh­ lersignal (e) der QV (13) zur Endschaltstufe (20) gelei­ tet wird.

8. Sicherheitsschaltvorrichtung nach den Ansprüchen 4, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Freigabesignal (f) des Fensterkomparators (15) je­ weils einem dritten Eingang des UND-Gliedes (16) der LV (12) und des UND-Gliedes (17) der QV (13) zugeleitet wird.

9. Sicherheitsschaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der beiden Schwellwertkompara­ toren (14.1, 14.2) über je ein Signalhalteglied (14.6, 14.7) je einem Eingang eines UND-Gliedes (18) zugeleitet werden, daß das charakteristische Steuersignal (w) einem invertierenden weiteren Eingang des UND-Gliedes (18) zu­ geleitet wird und daß ein Ausgangssignal des UND-Gliedes (18) ein Fehlersignal (e) ist.

10. Sicherheitsschaltvorrichtung nach den Ansprüchen 2, 3 oder 5 mit einer automatisch zur Abgabe von bestimmte reguläre Signale simulierenden Testsignalen ansteuerba­ ren Testeinrichtung, dadurch gekennzeichnet,
daß die - Ausgangssignale der Signalkomparatoren (12.1, 12.2, 13.1, 13.2) oder Schwellwertkomparatoren (14.1, 14.2) simulierenden - Testsignale (t) den den jeweiligen Kom­ paratoren nachgeschalteten Schaltgliedern zugeführt wer­ den
und daß gleichzeitig der Endschaltstufe (20) ein Testmel­ designal (t′) zugeführt wird, welches Testmeldesignal (t′) ein Ansprechen der Endschalt­ stufe (20) auf die durch Ansprechen der den Komparatoren nachgeschalteten Schaltglieder auf die Testsignale (t) er­ zeugten Fehlersignale (e) unterbindet.

11. Sicherheitsschaltvorrichtung mit Testeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Testsignale (t) in drei aufeinanderfolgenden Test­ zyklen von der Testeinrichtung (24) erzeugt werden und daß in je einem Testzyklus Testsignale (t) nur jeweils den Schaltgliedern zugeführt werden, die den für eine Kom­ ponente der Beschleunigungssignale vorgesehenen Kompara­ toren nachgeschaltet sind.

12. Sicherheitsschaltvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Anzeigevorrichtung (23) an die Endschalt­ stufe (20) angeschlossen ist, welche eingeschaltet wird, wenn bei anliegendem Testmeldesignal (t′) ein Fehlersignal (e) ausbleibt.

13. Sicherheitsschaltvorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß auch das Freigabesignal (f) des Fensterkomparators (15) durch die Testsignale (t) simuliert wird.