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Dokumentenidentifikation DE102006021693A1 22.11.2007
Titel Verfahren zur Plausibilisierung von Drehzahlinformationen
Anmelder AUDI AG, 85057 Ingolstadt, DE
Erfinder Graf, Johann, 93345 Hausen, DE
DE-Anmeldedatum 10.05.2006
DE-Aktenzeichen 102006021693
Offenlegungstag 22.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.11.2007
IPC-Hauptklasse G01P 3/481(2006.01)A, F, I, 20060510, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16H 61/12(2006.01)A, L, I, 20060510, B, H, DE   
Zusammenfassung Verfahren zur Plausibilisierung von Drehzahlinformationen, die anhand der Signale eines Drehzahlsensors, der an einem Drehelement vorgesehene lokale Erfassungsabschnitte, insbesondere Zähne, sensiert, ermittelt werden, insbesondere von Drehzahlinformationen einer Getriebean- oder -abtriebswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes, wobei zur Plausibilisierung von Drehzahlinformationen die von vorher aufgenommenen Drehzahlinformationen um ein definiertes Mindestmaß abweichen und die auf das Fehlen eines Erfassungsabschnitts zurückzuführen sein könnten, die Anzahl der Erfassungsabschnitte anhand der vom Drehzahlsensor gelieferten Signale maximal so lange gezählt werden, bis eine vorgegebene Zählschwelle, die mindestens der Anzahl an originär vorhandenen Erfassungsabschnitten entspricht, erreicht ist, wobei während der Zähldauer kontinuierlich überprüft wird, ob wenigstens eine weitere Abweichung einer kontinuierlich aufgenommenen aktuellen Drehzahlinformation von einer vorher aufgenommenen Drehzahlinformation gegeben ist oder nicht, worüber die Plausibilisierung der abweichenden Drehzahlinformationen erfolgt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Plausibilisierung von Drehzahlinformationen, die anhand der Signale eines Drehzahlsensors, der an einem Drehelement vorgesehene lokale Erfassungsabschnitte, insbesondere Zähne, sensiert, ermittelt werden, insbesondere von Drehzahlinformationen einer Getriebean- oder abtriebswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes.

Zur Ermittlung der Drehzahl eines Drehelements, beispielsweise einer Getriebewelle, wird ein Drehzahlsensor verwendet, der an dem Drehelement, also beispielsweise der Welle, vorgesehene lokale Erfassungsabschnitte erfasst. Der Drehzahlsensor ist beispielsweise als Hall-Sensor ausgeführt, die Erfassungsabschnitte können in Form einer Vielzahl äquidistant beabstandeter, auf der Welle aufgebrachter Polflächen, realisiert sein. In Abhängigkeit der erfassten Drehzahlinformation werden je nach realisiertem System verschiedene Handlungen automatisch ausgeführt. Im Falle der Integration in einem Kraftfahrzeug erfolgt beispielsweise bei einem automatischen Getriebe in Abhängigkeit der ermittelten Drehzahlinformation der automatische Schaltbetrieb des Getriebes. Die Rotation des Drehelements führt die Erfassungsabschnitte je nach Drehzahl unterschiedlich schnell an dem feststehenden Drehzahlsensor vorbei, der diese erfasst und ein kontinuierliches Drehzahlsignal liefert. Nun kann es jedoch zu relativ abrupten Drehzahlsprüngen kommen, die unterschiedliche Ursachen haben können. Zum einen können diese Drehzahlsprünge beispielsweise auf die Aktivität eines Fahrerassistenzsystems wie beispielsweise eines ESP-Systems (ESP = elektronisches Stabilitätsprogramm), eines ASR-Systems (ASR = Anti-Schlupf-Regelung) oder eines ABS-Systems (ABS = automatisches Bremssystem) oder auf schlechte Straßenverhältnisse, bedingt durch welche temporär ein Rad von der Fahrbahn abhebt, zurückzuführen sein. Hierbei handelt es sich jedoch nicht um Systemfehler, mithin also um aufgrund eines fehlerhaften Drehzahlerfassungssystems gegebene Drehzahldifferenzen, sondern um Scheinfehler, die nur temporär sind und betriebsbedingte Hintergründe haben.

Es kann jedoch auch zu sehr abrupten Drehzahlsprüngen kommen, die auf das Fehlen eines Erfassungsabschnitts zurückzuführen sind. Es wurde beobachtet, dass die lokalen Erfassungsabschnitte, beispielsweise aufgedampfte Pole, aus welchen Gründen auch immer sich im Betrieb ablösen können, so dass mithin ein Erfassungsabschnitt fehlt. Die äquidistante Beabstandung (die beispielsweise bei der Erfassung der Drehzahl einer Kurbelwelle lediglich an einer Stelle über einen fehlenden Erfassungsabschnitt definiert unterbrochen ist, worüber der obere Totpunkt der Kurbelwelle definiert wird) ist infolgedessen an dieser Stelle unterbrochen, so dass der Drehzahlsensor dort keinen Erfassungsabschnitt erkennt, mithin also auch das Drehzahlsignal über eine relativ scharfe Flanke abnimmt und anschließend wieder ansteigt und den tatsächlichen Signalwert, der der realen Drehzahl entspricht, annimmt. Das Getriebesteuergerät, dem kontinuierlich die Drehzahlinformation bzw. das Signal des Drehzahlsensors zur Verarbeitung gegeben wird, erkennt nun einen solchen abrupten Drehzahleinbruch und bewirkt daraufhin, je nach gegebenem Drehzahlniveau bzw. realisierter Schaltstrategie, eine Getriebeschaltaktion, um bezogen auf den Drehzahleinbruch die Getriebeübersetzung entsprechend anzupassen. Nachdem tatsächlich aber kein Drehzahleinbruch gegeben ist, kommt es zu einem völlig unnötigen Schaltvorgang. Dieser ist nicht nur für den Antriebsstrang belastend, nachdem eine niedrigere Getriebestufe bei einer gegebenenfalls realen relativ hohen Drehzahl eingelegt wird, vielmehr kommt es mitunter auch zu einem starken Getriebebremseffekt über die eingelegte niedrige Getriebestufe, die für den Fahrer sehr unangenehm, wenn nicht sogar gefährlich sein kann. Nachdem die Drehzahlinformation wie beschrieben nach dem abrupten Abfall ebenso abrupt auch wieder ansteigt, veranlasst das Getriebesteuergerät unmittelbar nach dem Herunterschalten wieder einen entgegengesetzten Schaltvorgang, wenn die Drehzahl wieder angestiegen ist etc.

Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das auf einfache Weise das Erfassen eines realen Systemfehlers bei gleichzeitiger Vermeidung unnötiger, aus der fehlerhaft erfassten Drehzahlinformation resultierender Handlungen, im Falle eines Kraftfahrzeuggetriebes entsprechender Getriebeschaltaktionen, vermeidet.

Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass zur Plausibilisierung von Drehzahlinformationen, die von vorher aufgenommenen Drehzahlinformationen um ein definiertes Mindestmaß abweichen, und die auf das Fehlen eines Erfassungsabschnitts zurückzuführen sein könnten, die Anzahl der Erfassungsabschnitte anhand der vom Drehzahlsensor gelieferten Signale maximal solange gezählt werden, bis eine vorgegebene Zählschwelle, die mindestens der Anzahl an originär vorhandenen Erfassungsabschnitten entspricht, erreicht ist, wobei während der Zähldauer kontinuierlich überprüft wird, ob wenigstens eine weitere Abweichung einer kontinuierlich aufgenommenen aktuellen Drehzahlinformation von einer vorher aufgenommenen Drehzahlinformation gegeben ist oder nicht, worüber die Plausibilisierung der abweichenden Drehzahlinformationen erfolgt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zum einen kontinuierlich die aktuell aufgenommene Drehzahlinformationen mit der jeweils unmittelbar vorher aufgenommenen Drehzahlinformation verglichen. Die Drehzahlinformationen werden beispielsweise in Intervallen von wenigen Millisekunden, beispielsweise 10 ms, aufgenommen. Ergibt sich innerhalb dieser Differenzbildung, bei der von der aktuell erfassten Drehzahlinformation die zuvor aufgenommene Drehzahlinformation subtrahiert wird, eine Abweichung um ein definiertes Mindestmaß, stellt sich also eine hinreichende Drehzahldifferenz und damit ein Drehzahlabfall ein, erfolgt beim erfindungsgemäßen Verfahren über einen geeigneten Zähler die Erfassung der Anzahl der Erfassungsabschnitte anhand des Drehzahlsensorsignals. Die Erfassungsabschnitte werden also gezählt. Dieser Zählvorgang läuft maximal so lange, bis eine vorgegebene Zählschwelle, die mindestens der Anzahl der originär vorhandenen Erfassungsabschnitte entspricht, erreicht wird. Bevorzugt wird jedoch die Zählschwelle deutlich höher, wenigstens auf das Doppelte oder Dreifache der originären Abschnittsanzahl gesetzt. Während dieser Abschnittszählung wird kontinuierlich die Differenzbildung zwischen den jeweils aktuellen Drehzahlinformationen und den jeweils zuvor aufgenommenen Drehzahlinformationen vorgenommen. Das heißt, es wird kontinuierlich überprüft, ob es zu einer oder mehreren weiteren Abweichungen der Drehzahlinformation kommt oder nicht. Treten nach dem ersten Ereignis, das die Zählung der Erfassungsabschnitte ausgelöst hat, keine weiteren Abweichungen mehr auf, so erfolgt die Abschnittszählung bis zum Ende, das heißt, über einen über die Abschnittszählung definierten Zeitraum wurde kontinuierlich überprüft, dass es zu keinem weiteren Abweichungsereignis mehr gekommen ist. Ergibt sich jedoch nach dem Anstoßen der Abschnittszählung ein weiteres Ereignis, so wird dies zur weiteren Plausibilisierung der abweichenden Drehzahlinformationen herangezogen, der zuvor begonnene Zählvorgang wird unterbrochen und beginnt von neuem. Je nachdem, wie viele Abweichungen im Rahmen der Plausibilisierung erreicht werden müssen, um eine abweichende Drehzahlinformation tatsächlich auf einen Systemfehler zurückzuführen, wird dieser jeweilige Zyklus entsprechend häufig wiederholt, bis das Plausibilisierungsergebnis feststeht. Für den Fall, dass eine abweichende Drehzahlinformation tatsächlich als plausibel erkannt wird, mithin als ein Systemfehler bzw. ein fehlender Erfassungsabschnitt und damit eine kontinuierliche fehlerbehaftete Drehzahlerfassung gegeben ist, erfolgt je nachdem, wo das erfindungsgemäße Verfahren implementiert ist, eine entsprechende Reaktion, bei einem Kraftfahrzeuggetriebe beispielsweise die Abarbeitung eines Notlaufprogramms, verbunden mit einem Fehlerspeichereintrag oder dergleichen.

In jedem Fall bietet das erfindungsgemäße Verfahren auf einfache Weise eine Plausibilisierungsmöglichkeit. Denn durch die erfindungsgemäß vorgesehene Zählung der Erfassungsabschnitte bis maximal zum Erreichen einer vorgegebenen Zählschwelle wird ein von der Drehzahl abhängiger Zeitraum definiert, innerhalb welchem kontinuierlich die Drehzahlüberwachung hinsichtlich etwaiger Anomalien erfolgt. Ergibt sich in diesem Zeitraum keine weitere Anomalie, so wird die auslösende Drehzahlabweichung als Scheinfehler behandelt, der aus welchen Gründen auch immer auftrat, der aber in jedem Fall nicht auf einen Systemfehler zurückzuführen ist. Wird jedoch eine weitere Anomalie erfasst, so kann je nach Verfahrensausgestaltung der Zähler erneut angestoßen werden. Alternativ bestünde auch die Möglichkeit, den laufenden Zählvorgang weiter ablaufen zu lassen, bis zum Erreichen der vorgegebenen Zählschwelle, die wenn hinreichend hoch sicherstellt, dass das Drehelement mehrmals um 360° gedreht hat, mithin also der Systemfehler, der auf einen fehlenden Erfassungsabschnitt zurückzuführen ist, zwangsläufig mehrmals sensiert wird und infolgedessen bei Erreichen der Zählschwelle mehrere abweichende Fehlerereignisse erfasst wurden, so dass dann ebenfalls sichergestellt ist, dass tatsächlich ein Systemfehler gegeben ist.

Gemäß einer konkreten Erfindungsausgestaltung zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren durch folgende Schritte aus:

  • a) zwischen der letzten und der vorletzten aufgenommenen Drehzahlinformationen wird die Differenz gebildet und der Drehzahldifterenzwert mit einem Vergleichswert verglichen,
  • b) ist der Drehzahldifferenzwert größer als der oder gleich dem Vergleichswert wird ein Abschnittzähler für die tatsächliche Anzahl gezählter Erfassungsabschnitte auf einen definierten Ausgangswert, insbesondere Null gesetzt, und ein Fehlerzähler um ein Zählerinkrement erhöht,
  • c) der Fehlerzählerwert wird mit einem Vergleichwert verglichen, wobei entweder bei einem Fehlerzählerwert, der größer als der oder gleich dem Vergleichwert ist, von plausiblen Drehzahlinformationen ausgegangen wird, oder bei einem Fehlerzählerwert, der kleiner als der Vergleichswert ist, die Schritte a) bis c) mit jeweils den aktuellen letzten und vorletzten Drehzahlinformationen wiederholt werden, wobei
  • d) in jedem Zyklus bei einem Vergleichergebnis gemäß Schritt a), wonach der Drehzahldifferenzwert kleiner als der Vergleichwert ist, die Zählung der Erfassungsabschnitte begonnen wird und ein Verglich der gezählten Abschnittsanzahl mit einem Vergleichswert erfolgt, wobei bei einer gezählten Abschnittszahl, die kleiner als der Vergleichswert ist, erneut mit Schritt a) begonnen wird, während bei einer gezählten Abschnittsanzahl, die größer als der oder gleich dem Vergleichswert ist, der Fehlerzähler sofern nicht bereits auf Null stehend um wenigstens ein Zählerinkrement erniedrigt wird und erneut mit Schritt a) begonnen wird.

Es wird hier also zunächst eine Differenzbildung zwischen aktueller Drehzahl und der unmittelbar zuvor aufgenommenen Drehzahl vorgenommen und die Differenz mit einem Vergleichswert verglichen. Ergibt sich, dass der Drehzahldifferenzwert größer als der Vergleichswert ist, wird unmittelbar der Abschnittszähler für die Abschnittszählung auf einen definierten Ausgangswert, insbesondere 0, zurückgesetzt, so dass dieser beginnend mit dem nächsten Zyklus (gleichbedeutend also mit der nächsten Differenzbildung der nachfolgend aktuellen Drehzahlinformation und der zuvor aufgenommenen Drehzahlinformation) unmittelbar beginnen kann, sofern dies das Vergleichsergebnis angibt. Mit dem Zurücksetzen des Abschnittszählers wird gleichzeitig ein Fehlerzähler, der die Anzahl der detektierten Drehzahlabweichungen zählt, um ein Zählerinkrement erhöht, es wird also beispielsweise um 1 weitergezählt. Dieser Fehlerzählerwert wird kontinuierlich mit einem Vergleichswert verglichen, wobei das Vergleichsergebnis ausschlaggebend für die Plausibilisierung ist. Liegt der Ist-Fehlerzählerwert unter dem Vergleichswert, wurde also noch nicht eine vorbestimmte Anzahl an ausreichenden Abweichungsereignissen erfasst, beginnt erneut die Differenzbildung zwischen der dann aktuellen Drehzahlinformation und der zuvor aufgenommenen Drehzahlinformation. Ist jedoch der maximale Vergleichswert erreicht, wurden also hinreichend viele Fehlabweichungen erfasst, so wird von einer plausiblen Drehzahlinformation ausgegangen, das heißt, die Drehzahlabweichung ist plausibel auf einen Systemfehler zurückzuführen, eine entsprechende Reaktion seitens des Gesamtsystems, also beispielsweise des Getriebesteuergeräts, wird anschließend eingeleitet.

Hat sich im Schritt c) ergeben, dass der Fehlerzählerwert noch kleiner als der Vergleichswert ist, und wird die Differenzbildung wiederholt, so ist davon auszugehen, dass innerhalb der nachfolgenden Differenzbildung, wenn also die Abschnittslücke, in der der Abschnitt fehlt, etwas weiter an dem Drehzahlsensor vorbeibewegt wurde, wieder ein korrekter Drehzahlwert ermittelt wird. In diesem Fall wäre die Differenz, die nicht als Absolutwert, sondern als realer Wert berücksichtigt wird, nicht mehr größer, sondern kleiner als der Vergleichswert. In diesem Fall wird unmittelbar mit dem Zählen der Abschnitte mit dem im vorherigen Zyklus auf 0 zurückgesetzten Abschnittszählen begonnen und kontinuierlich verglichen, ob der vorgegebene Vergleichswert, der das Zählende bestimmt, erreicht wird oder nicht. Nachdem dieser Vergleichswert so bestimmt ist, dass wenigstens eine, bevorzugt mehrere 360°-Umdrehungen zum Erreichen des Vergleichswerts vergehen müssen, ist zu Beginn der Zählung zwangsläufig die gezählte Abschnittszahl kleiner als der Vergleichswert, es erfolgt ein kontinuierliches Durchlaufen des Zyklus beginnend mit Schritt a), also der Differenzbildung etc. Ergibt sich innerhalb dieses Zyklus während des laufenden Abschnittszählers eine erneute Differenz, die größer als der Vergleichswert ist, wird also wieder ein Fehler erfasst, so erfolgt erneut eine Rücksetzung des Abschnittszählers und eine Inkrementierung des Fehlerzählers, er zählt also erneut nach oben, es kommt wiederum zu einem Vergleich, ob die Fehlerzählerschwelle überschritten ist oder nicht. Nur für den Fall, dass während der laufenden Abschnittszählung kein erneuter Fehler detektiert wird, läuft der Abschnittszähler auf den Vergleichswert. Dies führt nun dazu, dass der Fehlerzähler, der um mindestens ein Fehlerinkrement erhöht wurde, um mindestens ein Inkrement dekrementiert wird, gegebenenfalls aber auch komplett auf 0 zurückgesetzt wird. Gleichzeitig wird auch der Abschnittszähler wieder auf 0 zurückgesetzt. Denn wenn der Abschnittszähler bis auf den Vergleichswert läuft, ist sichergestellt, dass innerhalb des gesamten Zählzeitraums kein weiteres Ereignis mehr stattgefunden hat, und es sich also bei dem vormals erfassten, auslösenden Fehler um einen einmaligen Fehler gehandelt hat.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht zweckmäßigerweise vor, dass vor, während oder nach der Durchführung des Schrittes b) oder c) eine Deaktivierung einer oder mehrerer Handlungen, die in Abhängigkeit der erfassten, um das Mindestmaß von dem Vergleichswert abweichenden Drehzahlinformation durchgeführt werden würden, insbesondere der Schaltbetrieb eines Kraftfahrzeuggetriebes, erfolgt, wobei die Deaktivierung wieder aufgehoben wird, wenn gemäß Schritt e) eine Abschnittsanzahl ermittelt wird, die größer als der Vergleichswert ist. Das heißt, dass mit dem Erfassen eines ersten Fehlers beispielsweise im Kraftfahrzeuggetriebe unmittelbar seitens des Getriebesteuergeräts der Schaltbetrieb deaktiviert wird und es infolge des erfassten Fehlers bzw. Drehzahlsprung nicht zu einer Schaltaktion kommt. Diese bleibt so lange unterdrückt, bis die Plausibilität des Drehzahlsprungs erfasst wurde, entweder dergestalt, dass es sich um einen einmaligen Fehler handelte, wonach die Deaktivierung wieder aufgehoben wird, mithin also der Schaltvorgang wieder grundsätzlich möglich ist, oder dergestalt, dass der Drehzahlsprung als plausibel erfasst und auf einen echten Systemfehler zurückgeführt wurde, wonach die Schaltverhinderung gegebenenfalls aktiv bleibt und zusätzlich ein Fehlerspeichereintrag erfolgt und gegebenenfalls ein Notlaufprogramm eingeladen und abgearbeitet wird. Daran anschließende Strategie zur Weiterbehandlung des erfassten Systemfehlers kann jedoch unterschiedlichster Natur sein.

Der Vergleichswert zum Drehzahldifferenzwert sollte wenigstens 200 1/min, insbesondere 500 1/min, betragen, um einen hinreichenden Drehzahlabfall zu definieren, der sich deutlich von den üblichen Signalschwankungen, die aus der äquidistanten Beabstandung der Erfassungsabschnitte, also beispielsweise der Pole zwangsläufig resultieren, abzuheben. Dabei ist der Vergleichswert natürlich so zu definieren, dass er bei Fehlen eines Abschnitts auch durch den daraus resultierenden Drehzahlabfall bzw. die daraus resultierende Drehzahldifferenz deutlich überschritten wird.

Der Vergleichswert zur Abschnittsanzahl sollte wenigstens dem 1,5-fachen der Soll-Abschnittsanzahl entsprechen, er kann jedoch auch deutlich höher gewählt werden, beispielsweise des 3- oder Mehrfachen, um sicherzustellen, dass hinreichend viele vollständige Drehelement- oder Wellenrotationen innerhalb eines Plausibilisierungszyklus maximal durchlaufen werden. Beispielsweise kann der Vergleichswert bei insgesamt 34 Erfassungsabschnitten an der Kurbelwelle auf 60 oder 100 definiert werden.

Der Vergleichswert zum Fehlerzählerwert sollte wenigstens 2 betragen, kann jedoch auch größer, beispielsweise zu 10, gewählt werden, insbesondere bei der Verfahrensausgestaltung, bei der mit jedem erfassten Fehlerereignis der Abschnittszähler wieder auf 0 zurückgesetzt und die Abschnittszählung von neuem beginnt. Für den Fall, dass dies nicht erfolgt, sondern mit Beginn eines auslösenden Ereignisses (eines erfassten Fehlers) stets die Abschnittszählung bis zum Erreichen des Abschnitts-Vergleichswerts durchläuft, ist der Vergleichswert zum Fehlerzählerwert natürlich so zu bestimmen, dass er niedriger oder maximal der Anzahl an Fehlern entspricht, die infolge der über den Abschnitts-Vergleichswert definierten maximalen 360°-Umdrehungen überhaupt erreicht werden könnte, bezogen auf einen fehlenden Erfassungsabschnitt.

Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die Erfindung ferner ein Kraftfahrzeug umfassend ein automatisch geschaltetes Getriebe nebst Getriebesteuergerät, ausgebildet zur Durchführung des Verfahrens der beschriebenen Art.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

1 ein Flussdiagramm zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

2 ein Drehzahlsignaldiagramm-, ein Fehlerzählerwertdiagramm und ein Abschnittszählerwertdiagramm zur Darstellung des Verfahrensablaufs bei einem gegebenen Systemfehler, und

3 die Diagramme aus 2 bei Vorliegen von Scheinfehlern.

1 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die verwendeten Buchstaben bedeuten Folgendes:

N:
aktuell erfasste Drehzahlinformation
N-1:
unmittelbar zuvor erfasste, vorletzte Drehzahlinformation
X:
Vergleichswert für Drehzahldifferenzwert
A:
Anzahl gezählter Abschnitte
AZ:
Erfassungsabschnittszähler
B:
Vergleichswert für gezählte Abschnittsanzahl
FZ:
Fehlerzähler
Y:
Vergleichswert für Fehlerzählerwert
Z:
Fehlerzählerwert.

Der Zyklus beginnt mit dem Feld „Start", dieser Moment fällt üblicherweise mit dem Starten beispielsweise des Kraftfahrzeugmotors zusammen. Zu diesem Zeitpunkt ist der Abschnittszähler wie auch der Fehlerzähler noch auf 0. Unmittelbar danach erfolgt die Erfassung der Drehzahlsignale bzw. der Drehzahlinformationen. Sobald zwei Drehzahlinformationen vorliegen, nämlich eine aktuelle Drehzahlinformation N und eine unmittelbar vor dieser aufgenommene Drehzahlinformation N-1, wird die Differenz N – N-1 gebildet. Daran schließt sich ein Vergleich an, ob der Drehzahldifferenzwert größer als der Vergleichswert X ist. Ist dies nicht der Fall, so beginnt grundsätzlich der Abschnittszähler mit dem Zählen der Abschnitte. Die ermittelte Abschnittsanzahl A wird kontinuierlich mit einem Vergleichswert B verglichen. Für den Fall, dass die Abschnittsanzahl A kleiner als der Vergleichswert B ist, was zu Beginn des Zählvorgangs der Fall ist, kehrt die Schleife wieder vor die Differenzwertbildung zurück. Die Abschnittszählung geht kontinuierlich weiter, gleichwie auch der kontinuierliche Vergleich der Abschnittsanzahl mit dem Vergleichswert. Zu einem bestimmten Zeitpunkt, ohne dass ein Fehlerereignis detektiert wurde, wird der Fehlerzähler FZ dekrementiert, der aber zu Beginn des Verfahrens ohnehin auf 0 steht, der Abschnittszähler AZ wird wieder auf 0 zurückgesetzt.

Ergibt sich jedoch im Laufe des Betriebs, dass der Drehzahldifferenzwert größer als der Vergleichswert ist, wird zunächst der Abschnittszähler AZ auf 0 zurückgesetzt, das heißt, ein etwaiger Abschnittszählwert A wird auf 0 gesetzt. Unmittelbar damit verbunden ist eine Aktivierung einer Schaltverhinderung, nachdem im vorliegenden Beispiel angenommen sei, dass das erfindungsgemäße Verfahren in einem Kraftfahrzeuggetriebe implementiert bzw. vom dortigen Steuergerät ausgeführt wird. Das heißt, das einmalige Erfassen einer unzulässig hohen Differenz führt zunächst zu einer Behinderung eines Getriebeschaltbetriebs. Innerhalb der Differenzbildung werden lediglich positive Differenzen berücksichtigt, das heißt, nur Drehzahlabnahmen, wenn also die aktuelle Drehzahlinformation kleiner als die zuvor aufgenommene Drehzahlinformation ist. Infolgedessen ist hier auch keine Absolutwertbildung erforderlich.

Denn für das erfindungsgemäße Verfahren ist allein der einmalige Drehzahlabfall, mithin also die abfallende Signalflanke, zur Plausibilisierung erforderlich, es kommt nicht darauf an, auch eine zweite wieder ansteigende Flanke auszuwerten.

Nach der Aktivierung der Schaltverhinderung wird gleichzeitig der Fehlerzähler FZ inkrementiert, mithin also um einen Zählwert erhöht. Der Fehlerzähler FZ zählt kontinuierlich die erfassten Fehlerereignisse, mithin also die unzulässig hohen Differenzwerte und summiert diese auf. Im nächsten Schritt wird überprüft, ob der Fehlerzählerwert Z größer als der Vergleichswert Y ist. Zu Beginn der Fehlererfassung ist dies üblicherweise nicht der Fall, weshalb die Schleife wiederum vor die Differenzwertbildung zurückkehrt. Im nächsten Zyklus, der nur wenige Millisekunden nach dem vorherigen Erfassen einer aktuellen Drehzahlinformation abläuft, wird wiederum eine aktuelle Drehzahlinformation erfasst und von der zuvor erfassten (im vorherigen Zyklus noch die aktuelle Drehzahlinformation darstellenden) Drehzahlinformation subtrahiert. Die Getriebewelle hat während dieses wenngleich geringen Zeitfensters, das beispielsweise nur 10 oder 20 ms beträgt, weitergedreht, so dass der Drehzahlsensor nunmehr einen möglicherweise unbeschädigten Abschnittsbereich sensiert. Üblicherweise ergibt dann die Differenzbildung einen Differenzwert, der kleiner als der Vergleichswert ist. Es kommt nun unmittelbar zum Starten der Abschnittszählung über den Abschnittszähler AZ, das heißt, es wird die rechte Schleife angestoßen. Die Abschnittszählung erfolgt maximal so lange, bis der Vergleichswert B erreicht oder überschritten ist, sofern innerhalb dieser von der letztlichen Ist-Drehzahl abhängigen Zeitspanne keine weitere unzulässige Differenzbildung erfasst wird. Wie beschrieben kehrt die Zählschleife üblicherweise, nachdem der Abschnittszählerwert A kleiner als der Vergleichswert B ist, wieder vor die Differenzbildung zurück. In diesem Moment liegt wiederum eine neue aktuelle Drehzahlinformation vor, die mit der vorher aufgenommenen (auch hier die die im vorherigen Zyklus aktuelle Drehzahlinformation bildende Drehzahlinformation) subtrahiert wird. Ergibt die Differenzbildung, dass der Differenzwert wiederum kleiner als der Vergleichswert ist, bleibt es bei der Abschnittszählung. Ergibt sich nun innerhalb der Zeit, bis der Abschnittszählwert A gleich oder größer als der Vergleichszählwert ist, kein weiteres Fehlerereignis, wird also mithin kein Differenzwert erfasst, der größer als der Vergleichswert ist, wird der Fehlerzähler FZ, der angenommenermaßen um 1 inkrementiert wurde, um ein Inkrement, also beispielsweise 1 dekrementiert oder grundsätzlich auf 0 gesetzt. Denn dann ist sichergestellt, dass über einen relativ langen Zeitraum, nämlich die mehreren 360°-Umdrehungen, die über die Höhe des Vergleichswerts B (der wie beschrieben eine maximal zu erreichende Abschnittsanzahl angibt, z. B. 100 oder 150) kein weiteres Fehlerereignis aufgetreten ist, mithin also zwangsläufig davon ausgegangen werden kann, dass eben kein Erfassungsabschnitt fehlt oder sich gelöst hat, da dann während wenigstens einer 360°-Umdrehung mindestens einmal ein weiterer Fehler hätte detektiert werden müssen. Mit der Dekremenüerung des Fehlerzählers FZ wird auch der Abschnittszähler AZ wieder auf 0 gesetzt, ferner wird die Schaltverhinderung deaktiviert, der übliche Schaltbetrieb kann wieder erfolgen. Dieser gesamte Vorgang zur Plausibilisierung dauert nur wenige 100 Millisekunden, je nachdem, wie viele 360°-Umdrehungen maximal ablaufen müssen.

Ergibt sich jedoch während der Abschnittszählung ein Differenzwert, der größer als der Vergleichswert ist, wird automatisch wieder der Abschnittszähler auf 0 gesetzt, der „Überwachungszeitraum", nämlich die Abschnittszählung, beginnt im folgenden Zyklus erneut. Die bereits aktive Schaltverhinderung bleibt aktiv, der Fehlerzähler FZ wird erneut um ein Inkrement erhöht, es wird erneut verglichen, ob der Fehlerzählerwert Z größer als der Vergleichswert Y ist. Ist dies nicht der Fall, kehrt die Schleife wiederum zur nächsten Differenzbildung zurück, im Rahmen welcher, nachdem die Kurbelwelle wieder etwas weitergedreht hat, gegebenenfalls erneut kein Fehler erfasst wird, der Abschnittszähler beginnt zu zählen, man bewegt sich wieder in der rechten Zählschleife, eben so lange, bis gegebenenfalls erneut ein unzulässig hoher Differenzwert erfasst wird und es wiederum zu einer Inkrementierung des Fehlerzählers kommt. Irgendwann (auch hier nach wenigen 100 ms) ist der Moment erreicht, dass der Zählwert Z größer als der Vergleichswert Y ist. Dann ist zwangsläufig sichergestellt, dass ein Systemfehler vorliegt, mithin also ein Sensorfehler gegeben ist, der auf das Fehlen eines Erfassungsabschnitts an der Getriebewelle zurückzuführen ist. Es erfolgt im nächsten Schritt ein Eintrag in einen Fehlerspeicher und gegebenenfalls das Umschalten auf eine Notlaufstrategie, innerhalb welcher ein anderes Schaltverhalten oder Schaltprogramm abgearbeitet wird, oder gegebenenfalls eine andere Art der Drehzahlerfassung (die Drehzahl kann auch aus anderen Parametern gegebenenfalls abgeleitet werden) abgearbeitet wird.

In 2 sind drei Diagramme dargestellt, anhand denen das erfindungsgemäße Verfahren bei Vorliegen eines tatsächlichen Systemfehlers dargestellt wird. Das obere Diagramm zeigt das Drehzahlsignal S längs der Ordinate, aufgetragen über die Zeit, das mittlere Diagramm zeigt den Fehlerzählerwert Z längs der Ordinate, aufgetragen über die Zeit, das untere Diagramm zeigt den Abschnittszählerwert A längs der Ordinate, aufgetragen über die Zeit.

Ersichtlich bewegt sich das Drehzahlsignal S auf konstantem Niveau bis zum Zeitpunkt t1, wo es hier aufgrund des Fehlens eines Erfassungsabschnitts deutlich abnimmt. Daraus resultiert, dass eine hinreichende Drehzahldifferenz erfasst wird, der Fehlerzählerwert Z wird um ein Inkrement erhöht. Gleichzeitig wird der zum Zeitpunkt 0 angestoßene Abschnittszähler wieder auf 0 zurückgesetzt, er beginnt erneut mit dem Zählen. Der Einfachheit halber ist hier der Abschnittszählwert als Gerade dargestellt, tatsächlich ändert er sich aber infolge der realen Zählung stufenweise, was aber nicht detailliert genug im Hinblick auf die vielen Stufen darstellbar ist. Das Drehzahlsignal S steigt unmittelbar danach wieder auf den realen Drehzahlwert an, jedoch kommt es zum Zeitpunkt t2 erneut zu einem abrupten Drehzahlabfall. Zu diesem Zeitpunkt hat die Kurbelwelle eine 360°-Umdrehung vorgenommen. Der Zählerwert Z wird wiederum um ein Inkrement erhöht, der teilweise aufgelaufene Abschnittszähler AZ wird wieder in seinem Abschnittswert A auf 0 zurückgesetzt, er beginnt erneut bei 0 zu zählen. Zum Zeitpunkt t3 passiert das Gleiche, wiederum kommt es zu einem abrupten Drehzahlabfall, der Fehlerzählerwert Z wird wiederum um ein Inkrement erhöht, der Abschnittszähler AZ wieder auf 0 zurückgesetzt. Im Zeitpunkt t4 kommt es erneut zu einem abrupten Drehzahlabfall, der Fehlerzählerwert Z wird nun auf einen Wert erhöht, der dem Vergleichswert Y entspricht. In diesem Fall ist plausibilisiert, dass ein Systemfehler vorhanden ist, es kommt gemäß dem Flussdiagramm zu Fehlerspeichereintrag sowie zum Umschalten auf eine Notlaufstrategie, nachdem der erfasste Fehler innerhalb eines bestimmten Überwachungszeitraums mehrfach aufgetreten ist und den Vergleichs- oder Schwellwert überschritten hat.

3 zeigt demgegenüber ebenfalls die Signal-, Fehlerzählwert- und Abschnittszählwertdiagramme, wobei hier jedoch kein Systemfehler gegeben ist. Auch hier befindet sich das Drehzahlsignal S zunächst auf realem Niveau, im Zeitpunkt t1 kommt es hier beispielsweise aufgrund eines Fahrerassistenzsystemeingriffs zu einem extrem kurzzeitigen Drehzahlabfall. Der Fehlerzählwert Z wird um ein Inkrement erhöht, der Abschnittszähler wird wieder auf 0 zurückgesetzt und beginnt erneut zu zählen. Zu einem Zeitpunkt t2 kommt es erneut zu einem Systemeingriff, weshalb der Fehlerzählerwert Z erneut um ein Inkrement erhöht und der Abschnittszähler AZ wiederum auf 0 zurückgesetzt wird. Anschließend kommt es jedoch zu keinem Fehlerereignis mehr. Der Abschnittszählerwert A nimmt kontinuierlich zu, bis er den Vergleichswert B erreicht hat. In diesem Fall wird der Fehlerzählerwert Z im gezeigten Beispiel um ein Inkrement erniedrigt, es wäre auch denkbar, ihn komplett auf 0 zurückzusetzen. Auch der Abschnittszählerwert A wird wiederum auf 0 zurückgesetzt, der Zyklus beginnt von neuem. Eine zum Zeitpunkt t1 aktivierte Schaltverhinderung wird im Zeitpunkt t3 deaktiviert.


Anspruch[de]
Verfahren zur Plausibilisierung von Drehzahlinformationen, die anhand der Signale eines Drehzahlsensors, der an einem Drehelement vorgesehene lokale Erfassungsabschnitte, insbesondere Zähne, sensiert, ermittelt werden, insbesondere von Drehzahlinformationen einer Getriebean- oder -abtriebswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes, dadurch gekennzeichnet, dass zur Plausibilisierung von Drehzahlinformationen, die von vorher aufgenommenen Drehzahlinformationen um ein definiertes Mindestmaß abweichen, und die auf das Fehlen eines Erfassungsabschnitts zurückzuführen sein könnten, die Anzahl der Erfassungsabschnitte anhand der vom Drehzahlsensor gelieferten Signale maximal solange gezählt werden, bis eine vorgegebene Zählschwelle, die mindestens der Anzahl an originär vorhandenen Erfassungsabschnitten entspricht, erreicht ist, wobei während der Zähldauer kontinuierlich überprüft wird, ob wenigstens eine weitere Abweichung einer kontinuierlich aufgenommenen aktuellen Drehzahlinformation von einer vorher aufgenommenen Drehzahlinformation gegeben ist oder nicht, worüber die Plausibilisierung der abweichenden Drehzahlinformationen erfolgt. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

e) zwischen der letzten und der vorletzten aufgenommenen Drehzahlinformationen wird die Differenz gebildet und der Drehzahldifferenzwert mit einem Vergleichswert verglichen,

f) ist der Drehzahldifferenzwert größer als der oder gleich dem Vergleichswert wird ein Abschnittzähler für die tatsächliche Anzahl gezählter Erfassungsabschnitte auf einen definierten Ausgangswert, insbesondere Null gesetzt, und ein Fehlerzähler um ein Zählerinkrement erhöht,

g) der Fehlerzählerwert wird mit einem Vergleichwert verglichen, wobei entweder bei einem Fehlerzählerwert, der größer als der oder gleich dem Vergleichwert ist, von plausiblen Drehzahlinformationen ausgegangen wird, oder bei einem Fehlerzählerwert, der kleiner als der Vergleichswert ist, die Schritte a) bis c) mit jeweils den aktuellen letzten und vorletzten Drehzahlinformationen wiederholt werden, wobei

h) in jedem Zyklus bei einem Vergleichergebnis gemäß Schritt a), wonach der Drehzahldifferenzwert kleiner als der Vergleichwert ist, die Zählung der Erfassungsabschnitte begonnen wird und ein Verglich der gezählten Abschnittsanzahl mit einem Vergleichswert erfolgt, wobei

i) bei einer gezählten Abschnittszahl, die kleiner als der Vergleichswert ist, erneut mit Schritt a) begonnen wird, während bei einer gezählten Abschnittsanzahl, die größer als der oder gleich dem Vergleichswert ist, der Fehlerzähler sofern nicht bereits auf Null stehend um wenigstens ein Zählerinkrement erniedrigt wird und erneut mit Schritt a) begonnen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor, während oder nach der Durchführung des Schritts b) oder c) eine Deaktivierung einer oder mehrerer Handlungen, die in Abhängigkeit der erfassten, um das Mindestmaß von dem Vergleichswert abweichenden Drehzahlinformation durchgeführt werden würden, insbesondere der Schaltbetrieb eines Kraftfahrzeuggetriebes, erfolgt, wobei die Deaktivierung wieder aufgehoben wird, wenn gemäß Schritt e) eine Abschnittsanzahl ermittelt wird, die größer als der oder gleich dem Vergleichswert ist. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleichswert zum Drehzahldifterenzwert wenigstens 200 1/min, insbesondere 500 1/min beträgt. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleichswert zur Abschnittsanzahl wenigstens dem 1,5-fachen der Soll-Abschnittsanzahl entspricht. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleichswert zum Fehlerzählerwert wenigstens 2 beträgt. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfassung einer plausiblen Drehzahlinformation bei Implementierung des Verfahrens in ein Getriebesteuergerät eines Kraftfahrzeugs ein Eintrag in einen Fehlerspeicher und/oder ein Notlaufprogramm abgearbeitet wird. Kraftfahrzeug umfassend ein automatisch geschaltetes Getriebe nebst Getriebesteuergerät, ausgebildet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche.






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