Способ для обнаружения дефектов датчиков колес (варианты)

 

Использование: в тормозных системах автомобилей с электронным регулированием торможения. Сущность изобретения: способ обнаружения дефектов датчиков колес, при котором подготавливают сигналы датчиков и обрабатывают их, определяют скорость, замедление и ускорение отдельных колес и сравнивают полученные значения между собой, а также с заданными предельными значениями. При обнаружении сигналов или комбинаций сигналов, типичных для дефекта датчика, регулятор выключается по истечение заданного отрезка времени. Если измеренные значения ускорения лежат ниже предела чрезмерного вращения, а скорость одного из оставшихся колес лежит ниже нижнего предела скорости, регулятор выключают, как только скорость колеса превысит верхний предел скорости. При измеренном значении ускорения, лежащем выше предела чрезмерного вращения, и при измеренном значении скорости, лежащем ниже нижнего предела скорости, включают схему контроля времени, как только значение превысит верхний предел. По истечение заданного отрезка времени регулятор выключают. 2 с. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к способу обнаружения дефектов датчиков колес, предназначенному для тормозных систем автомобилей с электронным регулированием торможения и/или проскальзывания ведущих колес, при котором подготавливают сигналы датчиков, определяют скорость, замедление и ускорение отдельных колес и сравнивают измеренные значения между собой, а также с заданными предельными значениями и при котором по меньшей мере временно выключают регулятор при обнаружении сигналов или комбинаций сигналов, типичных для дефектов датчика.

Контроль отдельных компонентов и работоспособности тормозной системы с электронным регулированием имеет большое значение. При установлении дефектов можно обеспечить нормальную работу тормозов путем выключения регулятора. Поскольку может возникнуть большое число дефектов и их видов, системы регулирования контролируют на практике посредством различных мероприятий. Например, известен способ вырабатывания равномерных тестовых импульсов и наблюдения за реакцией компонентов на эти импульсы. Другой способ контроля состоит в том, что обработку сигналов осуществляют в электронном регуляторе системы параллельно в отдельных схемах и контролируют совпадение выработанных таким образом выходных сигналов. Многочисленные дефекты можно обнаружить с помощью так называемых критериев вероятности. Этот способ обнаружения дефектов основан на том, что определенные измеренные значения или комбинации сигналов в дефектной системе физически невозможны и должны поэтому в случае их возникновения указывать на дефект. Во многих случаях, однако, трудность представляет различение сигналов, вызванных работой системы с дефектами, и правильных регулирующих сигналов.

Многие виды дефектов нельзя надежно или достаточно быстро обнаружить всеми известными способами контроля. К этому кругу проблем относится контроль датчиков колес. Ошибочные сигналы возникают, например, при слишком большом воздушном зазоре, при отделении или неправильном монтаже зубчатого диска, при частично или полностью отсутствующих зубьях датчика импульсов и т. д. В таких случаях трудно обнаружить, вызвано ли отсутствие сигналов датчика при трогании автомобиля с места остановки колес или отсутствием диска датчика. Проблемы этого рода известны среди специалистов как "обнаружение трогания с места".

Из EP N 0075932, B 60 T 17/22, 1983 г. уже известно АБС с предохранительной функцией, у которой детектируются определенные пары сигналов и дефект обнаруживается в том случае, когда возникает комбинация сигналов, невозможная при нормальной работе. Определенные дефекты датчиков установить таким образом нельзя, поскольку вызванные дефектом сигналы могут возникнуть также в определенных ситуациях регулирования.

В основу изобретения положена задача разработки способа, при котором быстро и надежно обнаруживают встречающиеся на практике дефекты датчиков разного рода и обеспечивают в таких случаях нормальную работу тормозов путем выключения регулятора.

Оказалось, что эту задачу можно решить с помощью способа вышеназванного типа, особенность которого заключается в том, что при измеренном значении ускорения одного, двух или трех колес, лежащем ниже так называемого предела чрезмерного вращения, и при измеренном значении скорости оставшегося колеса или по меньшей мере одного из оставшихся колес, лежащем ниже нижнего предела скорости, регулятор выключается или останавливается, как только измеренное значение скорости колеса превысит верхний предел скорости.

С помощью этого способа можно обнаружить дефект датчика также при трогании автомобиля с места и при ускорении ниже предела избыточного вращения.

В соответствии с предпочтительной формой исполнения включается схема контроля времени с заданным укороченным отрезком времени, который может составить 20 60 с или около 20 с, если возникает заметное замедление колеса, лежащее ниже заданного предельного значения замедления.

Для обнаружения дефектов датчиков, например, при трогании автомобиля с места с чрезмерным вращением, схема для осуществления способа согласно изобретению выполнено таким образом, что при измеренном значении ускорения колес числом до трех, лежащем выше предела чрезмерного вращения, и при измеренном значении скорости, по меньшей мере, одного из оставшихся колес, лежащем ниже нижнего предела скорости, включается схема контроля времени, как только измеренное значение скорости превысит верхний предел скорости, и что по истечении заданной схемы контроля времени отрезка времени регулятор выключается.

В соответствии с другой предпочтительной формой осуществления изобретения схемы контроля времени выполнена таким образом, что она накапливает отрезки времени, в которые измеренное значение скорости превышает верхний предел скорости, причем в том случае, когда измеренное значение скорости ниже предела скорости, происходит возврат системы контроля времени в исходное положение. Таким образом, на фазах, на которых после превышения верхнего предела скорости измеренное значение скорости снова падает ниже этого предела, происходит задержка реле выдержки времени схемы контроля времени. Эти фазы, следовательно, не учитываются. Заданный отрезок времени схемы контроля времени составляет 1 3 мин, предпочтительно около 2 мин.

Далее в соответствии с одной из форм осуществления изобретения при измеренном значении ускорения, по меньшей мере одного колеса, лежащем выше предела чрезмерного вращения, и при измеренном значении скорости, лежащем ниже предела скорости, схема контроля времени включается, как только измененное значение скорости превысит верхний предел скорости, и при постоянном или приблизительно постоянном характере вращения самого быстрого колеса отрезок времени схемы контроля времени сокращается на заданном значении в зависимости от характера ускорения этого колеса. Если изменение скорости самого быстрого колеса в заданную единицу времени составляет менее 0,1 0,2 g, то отрезок времени сокращается на 10 50 с, например, на 20 с. Если после превышения верхнего предела скорости возникает ускорение этого колеса, лежащее выше заданного значения, например, 1 g, то начало отрезка времени для обнаружения постоянного характера вращения колеса смещается на момент возникновения этого ускорения.

Наконец, предпочтительная форма осуществления изобретения состоит еще в том, что после превышения верхнего предела скорости регулятор переключается на всю продолжительность процесса контроля времени на регулирующую схему, у которой регулирование зависит от замедления и ускорения отдельных колес, а не от измеренных значений проскальзывания. Следовательно, на регулирование на этой фазе не оказывают влияния ошибочное измерение проскальзывания, обусловленное, например, дефектом датчика.

Другие признаки, преимущества и возможности применения изобретения следуют из приведенного описания с диаграммами и примером исполнения.

На фиг. 1 6 представлены временные характеристики ускорения колеса, а также самого быстрого и самого медленного колес в различных ситуациях; на фиг. 7 блок-схема устройства.

Изображенная на фиг. 1 кривая относится к процессу трогания автомобиля с места "без чрезмерного вращения". Изображены скорость V_Rmax самого быстрого колеса, скорость V_Rmin самого медленного колеса, ускорения a_R самого быстрого колеса, а также пределы скорости и ускорения. Индексом а₀ обозначен так называемый предел чрезмерного вращения, V₀ нижний предел скорости, V_I верхний предел.

В примере использования устройства нижний предел скорости V₀ установлен 5 км/ч, а верхний предел скорости V_I 20 км/ч. Типичным значением а₀ является 0,3 g, где g обозначает ускорение свободного падения.

На примере или в процессе трогания с места (фиг. 1) устанавливается определенное ускорение колеса a_R, которое, однако, остается ниже предела а₀. Характеристика V_Rmin колеса не достигает нижнего предела V₀. Характеристика a_R показывает ускорение самого быстрого колеса. В этом случае в момент t_I скорость V_Rmax достигает верхнего предела V_I обнаруживается наличие дефекта датчика, и поэтому регулятор торможения и проскальзывания ведущих колес выключается или регулирование прекращается иным образом. У исправной системы или исправных датчиков такое различное поведение колес невозможно.

На фиг. 2 в дополнение к уже упомянутым пределам a₀, V₀, V_I изображен нижний предел ускорения a_I. При трогании с места, например, при переключении передач вручную или автоматически, возникает типичное "заметное" замедление колес, т. е. ниже предела A_I в момент t₂. Этот эффект, называемый "чрезмерное вращение на месте", вызывает укороченный контроль времени. На фиг. 2 изображены типичные характеристики V_Rmax, V_Rmin и a_R в такой ситуации, вызванной переключением передач, проездом по гололеду и т. п.

Фиг. 3 относится к троганию с места "с чрезмерным вращением". На одном, двух или трех колесах a_R в момент t₃ превышает а₀. Одновременно V_Rmin по меньшей мере, одного колеса остается ниже V₀. Такую характеристику сигнала можно было бы объяснить: 1) процессов трогания с месте с дефектными датчиками числом до трех (не показаны сигналов) или 2) чрезмерным вращением на месте на проезжей части с низким коэффициентом трения.

В момент t₄ когда скорость V_Rmax самого быстрого колеса превысит V_I включается схема контроля времени. По истечении заданного отрезка времени, которое составляет, например, 2 мин и может быть сокращено в зависимости от определенных критериев, регулятор включается, поскольку было обнаружено наличие дефекта датчика колеса.

В ситуации трогания с места на фиг. 4, на которой для пояснения схемы контроля времени масштаб времени изменен по сравнению с фиг. 1 3, a_R превышает а₀ в момент t₅, как на фиг. 3, а V_Rmax самого быстрого колеса превышает V_I в момент t₆. Схема контроля времени выключается, следовательно, в момент t₆. На фиг. 4 также изображено содержимое I соответствующего накопителя или счетчика времени, включенного в момент t₆. Счетчик останавливается или его содержимое остается постоянным, когда V_Rmax временно падает в момент t₇ ниже V_I и снова превышает этот предел в момент t₈. Это "прерывание времени" между t₇ и t₈ увеличивает, следовательно, отрезок времени вплоть до выключения регулятора после первичного обнаружения дефекта в момент t₆.

В момент t₉ заканчивается заданный отрезок времени Т, составляющий в изображенном примере 1 3 мин плюс разность между t₇ и t₈ складывается в этом случае из отрезков времени Т1 и Т2.

Диаграмма на фиг. 5 и 6 также относится к ситуациям, когда V_Rmax самого быстрого колеса указывает на его чрезмерное вращение. Значение a_R лежит в обоих случаях выше предела ускорения у а₀. Для значительного сокращения времени контроля Т в момент превышения V_I, установленного в настоящем примере сначала на значение между 1 и 2 мин, изменение скорости v/t после превышения V_I измеряют относительно грубым растром. Для t выбирают, например, отрезок времени порядка 1 3 с, здесь около 2 с. Если измеряется изменение v/t, которое меньше заданного значения, например, 0,1 0,2 g, то это указывает на (приблизительно) постоянный характер вращения этого колеса. В этом случае, к которому относится фиг. 5, время контроля Т сокращается на определенное значение порядка 10 50 с, например, около 20 с. Это небольшое изменение скорости или замедление менее 0,1 или 0,2 g в пределах интервала наблюдения t интерпретируется как обнаружение "установившегося или почти установившегося режима движения".

Дополнительно к этому измерение измерения скорости в грубом временном растре или в пределах интервала наблюдения t измеряется еще и ускорение v/t. Для этого определяется изменение скорости в пределах рабочего такта, который может составить например, 5 10 мс. Если в этом установившемся или почти установившемся режиме движения возникает скачок ускорения, что изображено в момент t₁₂ на фиг. 6, начало интервала наблюдения t смешивается с момента t₁₂, в котором превышен предел V_I на момент t₁₃. Такие кратковременные резкие ускорения могут объясняться, например, дефектом дороги, гололедом и подобными явлениями.

На фиг. 7 изображены важнейшие компоненты устройства согласно изобретению. Из выходных сигналов датчиков S₁ S₄ колес сначала в обрабатывающих схемах 1 4 вырабатывается сигнал V_R1 V_R4, изображающий скорость колеса. Из этих сигналов известным образом с помощью логической схемы 5 вырабатываются вентильные управляющие сигналы и подаются для регулирования давления торможения к вентильному блоку 6. На фиг. 7 также изображены схемы 7 10, с помощью которых за счет дифференцирования сигналов скорости, получают сигналы ускорения а₁ а₄. Эти сигналы, необходимые как схеме 5, так и для обнаружения дефектов датчиков, подаются поэтому также к системе контроля времени 11, которая задает время в зависимости от данной ситуации вплоть до выключения регулятора в случае дефекта.

Кроме того, устройство содержит схемы 12 и 13 для определения соответственно мгновенной минимальной V_Rmin и максимальной V_Rmax скорости колеса. В компараторе 14 V_Rmax сравнивают с V_Rmix, а затем в зависимости от выходного сигнала схемы 11 в схеме 15 задается отрезок времени Т, который пройдет от превышения V_I до выключения регулятора. Входной сигнал схемы 15 подается поэтому через реле выдержки времени 16 к главному реле 17, которое и выключает регулятор при обнаружении дефекта датчика.

Выходной сигнал схемы 13, выбирающий мгновенную скорость V_Rmax подается, кроме того, к фильтру нижних частот 18 с заданной, лежащей в диапазоне секунд постоянной времени. При переходе сигнала V_Rmax, т. е. выходного сигнала схемы 13, в установившуюся или почти установившуюся область, фильтр 18 включает схему 19 сокращения времени, которая управляет реле 16 и задает для этой ситуации отрезок времени до выключения регулятора. Возвратом "reset" схемы 19 управляет фильтр нижних частот 20, который обрабатывает выходной сигнал схемы 11. Постоянная времени фильтра 20 лежит в диапазоне миллисекунд, например между 5 и 10 мс.

Выходной сигнал схемы 11, которая определяет ускорение колеса, сравнивается в схеме 15 с выходным сигналом компаратора 14 и тоже используется для управления реле 16.

Формула изобретения

1. Способ для обнаружения дефектов датчиков колес, преимущественно для тормозных систем автомобилей с электронным регулированием торможения и/или проскальзывания ведущих колес, при котором подготавливают и обрабатывают сигналы датчиков, определяют скорость, замедление и ускорение отдельных колес и сравнивают полученные значения между собой, а также с заданными предельными значениями и при котором по меньшей мере временно выключают регулятор при обнаружении сигналов или комбинаций сигналов, типичных для дефекта датчика, отличающийся тем, что при измеренном значении ускорения одного, двух или трех колес, лежащем ниже предела чрезмерного вращения, и при измеренном значении скорости оставшегося колеса или по меньшей мере одного из оставшихся колес, лежащем ниже нижнего предела скорости, регулятор выключают, как только измеренное значение скорости самого быстрого колеса превысит верхний предел скорости.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при измеренном значении ускорения одного, двух или трех колес, лежащем ниже предела чрезмерного вращения, и при измеренном значении скорости оставшегося колеса или по меньшей мере одного из оставшихся колес, лежащем ниже нижнего предела скорости, включают схему контроля времени с заданным укороченным отрезком времени при возникновении заметного замедления, лежащего ниже заданного предельного значения замедления.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что сокращенный отрезок времени составляет 20 30 с, предпочтительно около 30 с.

4. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что при измеренном значении ускорения одного, двух или трех колес, лежащем выше предела чрезмерного вращения, и при измеренном значении скорости оставшегося колеса или по меньшей мере одного из оставшихся колес, лежащем ниже нижнего предела скорости, включают схему контроля, как только значение скорости самого быстрого колеса превысит верхний предел скорости, а по истечении заданного схемой контроля времени отрезка времени регулятор включают.

5. Способ для обнаружения дефектов датчиков колес, при котором подготавливают и обрабатывают сигналы датчиков, определяют скорость, замедление и ускорение отдельных колес и сравнивают полученные значения между собой, а также с заданными предельными значениями и при котором по меньшей мере временно выключают регулятор при обнаружении сигналов или комбинаций сигналов, типичных для дефекта датчика, отличающийся тем, что при измеренном значении ускорения одного, двух или трех колес, лежащем выше предела чрезмерного вращения, и при измеренном значении скорости оставшегося колеса или по меньшей мере одного из оставшихся колес, лежащем ниже нижнего предела скорости, включают схему контроля времени, как только значение скорости самого быстрого колеса превысит верхний предел скорости, а по истечении заданного схемой контроля времени отрезка времени регулятор выключают.

6. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что с помощью схемы контроля времени накапливают отрезки времени, в которых значение скорости самого быстрого колеса превышает верхний предел скорости, и схему контроля переводят в исходное положение, при значении измеренной скорости ниже нижнего предела скорости.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что заданный отрезок времени схемы контроля времени составляет 1 3 мин, предпочтительно 2 мин.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что при измеренном значении ускорения одного, двух или трех колес, лежащем выше предела чрезмерного вращения, и при измеренном значении скорости, лежащем ниже нижнего предела скорости, включают схему контроля времени, как только измеренное значение скорости самого быстрого колеса превысит верхний предел скорости, и что при постоянном или приблизительно постоянном характере вращения самого быстрого колеса отрезок времени схемы контроля времени сокращают на заданное значение в зависимости от характера ускорения этого колеса.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что для обнаружения постоянного характера вращения колеса изменение скорости самого быстрого колеса определяют после превышения верхнего предела скорости и заданные отрезки времени или интервалы наблюдения, составляющие, например, несколько секунд.

10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что при изменении скорости самого быстрого колеса после превышения верхнего предела скорости менее чем на 0,1 0,2 g, измеряют изменение времени схемы контроля времени для его сокращения на значение 10 50 с, предпочтительно около 20 с.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что при возникновении ускорения, лежащего выше заданного предельного значения, например 1g, начало интервала наблюдения для обнаружения постоянного характера вращения колеса смещается на момент возникновения этого ускорения.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что после превышения верхнего предела скорости регулятор переключают на продолжительность контроля времени на регулирование в зависимости от замедления и ускорения отдельных колес, независимо от измеренных значений проскальзывания.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7