DE19721488A1 - Verfahren zum Ausgleich von Abweichungen eines Raddrehzahlsensors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausgleich von Ungenauigkeiten eines Raddrehzahlsensors nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, wonach auf einem Sensorrad signal­ bildende Elemente angeordnet sind und wonach zur Bestimmung einer Raddrehzahl einer bestimmten Zahl von signalbildenden Elementen ein bestimmter Winkel zugeordnet wird und wonach die Bestimmung der Raddrehzahl erfolgt, indem die Zeit ausgewertet wird, während der das Rad sich um diesen Winkel dreht, wobei zur Kompensation von Abweichungen der signal­ bildenden Elemente und/oder der Positionierung der Elemente zu jedem Element ein Korrekturfaktor gespeichert ist, der bei der Bestimmung der Raddrehzahl eingeht, wobei die Kor­ rekturfaktoren während des Fahrbetriebes aktualisiert wer­ den.

Ein derartiges Verfahren ist bereits aus der DE 44 09 846 A1 bekannt. Dort wird ein genauer Wert der Raddrehzahl benö­ tigt, um aus Abweichungen der Raddrehzahlen der einzelnen Räder eines Fahrzeuges auf unterschiedliche Raddurchmesser und daraus gegebenenfalls auf Druckverluste einzelner Räder schließen zu können. Die Korrekturfaktoren werden dabei ermittelt, indem unter bestimmten Fahrbedingungen, die im wesentlichen dadurch gegeben sind, daß keine Fahrzeugbe­ schleunigung in Längs- oder Querrichtung erkennbar ist, die Raddrehzahl aus einer vollen Umdrehung des Fahrzeugrades ermittelt wird. Anschließend werden die Korrekturfaktoren dieser einzelnen Teilintervalle der signalbildenden Elemente so abgeglichen, daß die aufgrund dieser einzelnen signal­ bildenden Elemente unter Beachtung der Korrekturfaktoren ermittelten Raddrehzahlen der Raddrehzahl entsprechen, die sich bei der vollen Umdrehung des Rades ergeben hat.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Aktualisierung der Korrekturfaktoren zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach Anspruch 1 gelöst, indem die Aktualisierung so erfolgt, daß die direkt gemesse­ ne, nicht korrigierte Raddrehzahl mit einem aufgrund eines Rechenmodells ermittelten Referenzwert der Raddrehzahl verglichen wird, wobei in Abhängigkeit dieses Vergleiches eine Aktualisierung des Korrekturfaktors erfolgt.

Gegenüber dem bekannten Verfahren erweist es sich hierbei als vorteilhaft, daß eine wesentlich schnellere Aktualisie­ rung der Korrekturfaktoren im Fahrbetrieb erfolgt als bei dem bekannten Verfahren. Während bei dem bekannten Verfahren eine Aktualisierung nur möglich ist, wenn die definierten Fahrbedingungen vorliegen, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Aktualisierung im laufenden Fahrbetrieb unabhängig davon vorgenommen werden, welche Fahrbedingungen gerade erkannt werden. Die Korrekturfaktoren hängen zum einen von Fertigungstoleranzen der Polräder und dadurch bedingten Abweichungen der Abstände der einzelnen signal­ gebenden Elemente ab, die im optimalen Fall äquidistant sein sollten. Es handelt sich hierbei also um ungleichmäßige Zahn- und Zahnlückenbreiten bzw. bei aktiven Sensoren um ungleichmäßige Abstände der Magnete des Polrades des Sensors aufgrund von Fertigungstoleranzen. Weiterhin können die Korrekturfaktoren beeinflußt werden durch Deformationen der signalgebenden Elemente, die im Fahrbetrieb auftreten können sowie auch dadurch, daß sich eventuell in die Zwischenräume zwischen den signalgebenden Elementen Metallspäne setzen können. Ebenso kann es zu Korrosionen an den signalbildenden Elementen kommen. Es handelt sich hierbei also um ungleich­ mäßige Zahn- und Zahnlückenbreiten bzw. Impulsabstände des Polrades durch Korrosion und/oder Verunreinigung sowie mechanische Beschädigung. Diese letztgenannten Einflüsse bewirken schleichende oder plötzliche Abweichungen in der Raddrehzahl, die möglichst umgehend durch eine Aktualisie­ rung der Korrekturfaktoren berücksichtigt werden sollten, um im Fahrbetrieb möglichst schnell wieder richtige Raddreh­ zahlwerte zur Verfügung zu haben. Dies ist insofern wichtig, als die Raddrehzahl die Meßgröße ist für verschiedene Fahr­ sicherheitssysteme. Die signalbildenden Elemente können sowohl Bestandteil von passiven als auch von aktiven Senso­ ren sein.

Insofern wirkt sich also die durch das erfindungsgemäße Verfahren bedingte schnellere Aktualisierung der Korrektur­ faktoren vorteilhaft aus.

Um den Einfluß nur kurzfristiger Schwankungen der Meßwerte auf die Korrekturfaktoren zu minimieren, kann die Aktuali­ sierung der Korrekturfaktoren erfolgen, indem aus den bisher ermittelten Korrekturfaktoren und den aktuellen Werten durch eine Mittelung die neuen Korrekturfaktoren gewonnen werden. Dies kann beispielsweise durch ein rekursives Least-Squares-Ver­ fahren - vorteilhaft mit Vergessensfaktor - erfolgen. Durch diesen Vergessensfaktor wird erreicht, daß "alte" Werte nach einer gewissen Zeit gar nicht mehr berücksichtigt werden.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 2 wird ein erster Satz von Korrekturfaktoren vor dem Einbau des Raddrehzahlsensors in ein Fahrzeug erfaßt und in einem Steuergerät gespeichert.

Vorteilhaft steht dadurch gleich bei Antritt der ersten Fahrt ein Satz von Korrekturfaktoren zur Verfügung, der entsprechend aktualisiert werden kann.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 4 wird aufgrund eines Ver­ gleiches der Abfolge der gespeicherten Korrekturfaktoren mit der Abfolge von aktuell ermittelten Korrekturfaktoren die absolute Position des Rades bestimmt.

Mit dem Verfahren nach Anspruch 4 kann diese Position prin­ zipiell jedesmal neu bestimmt werden, wenn ein signalgeben­ des Element erkannt wurde. Aus dem Stand der Technik ist es z. B. bekannt, bei einem Polrad einen Zahn wegzulassen und daraus, daß bei Durchlauf dieser Stelle der Abstand zwischen zwei Signalen doppelt so lang ist wie der Abstand zwischen den übrigen Signalen, diese eine Absolutposition zu erken­ nen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist hingegen keine Markierung erforderlich.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 5 sind die Korrekturfaktoren nacheinander abgelegt, wobei bei der Bestimmung des Rad­ drehzahlsignales zu jedem Element der Korrekturfaktor aus der Tabelle ausgelesen wird, wobei nach Erreichen des Endes der Tabelle der nächste Korrekturfaktor am Anfang der Tabel­ le ausgelesen wird, und wobei eine Zuordnung der Elemente zu den Korrekturfaktoren anhand der bestimmten absoluten Posi­ tion vorgenommen wird.

Vorteilhaft kann also anhand der Abfolge der ermittelten Korrekturfaktoren einmal die absolute Position bestimmt werden und anschließend können die Korrekturfaktoren ent­ sprechend fortlaufend aus der Tabelle ausgelesen werden. Dabei ist es möglich, die absolute Position zwischenzeitlich abzugleichen. Dies kann beispielsweise zyklisch erfolgen oder wenn festgestellt wird, daß die ausgelesenen Korrektur­ faktoren von den aktuell ermittelten Korrekturfaktoren um mehr als einen bestimmten Betrag abweichen.

Nach Anspruch 6 wird zur Bestimmung der aktuellen Position des Sensorrades die Kreuzkorrelation der ermittelten Korrek­ turfaktoren mit den gespeicherten Korrekturfaktoren bestimmt und aus dem Wert T, der dem Maximum der Kreuzkorrelation entspricht, die absolute Position des Sensorrades bestimmt.

Dies stellt ein vergleichsweise einfaches mathematisches Verfahren dar, nach dem die absolute Position des Polrades bestimmt werden kann.

Zur besseren Verständlichkeit besteht die Zeichnung aus einigen Figuren, die nachfolgend die Verständlichkeit der Erläuterungen verbessern sollen. Es zeigt dabei im ein­ zelnen:

Fig. 1 die Darstellung von fünf normierten Gaußfunktionen,

Fig. 2 die Darstellung von Geraden, die über die Zugehö­ rigkeitsfunktionen gemittelt wurden,

Fig. 3 eine Darstellung der Einteilung der Daten zur Durchführung der Least-Squares-Schätzung und Be­ rechnung der korrigierten Raddrehzahl für ein Pol­ rad mit 48 Zähnen/Impulsen und

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung der Korrelation der ent­ sprechenden Daten.

Zunächst soll die Bestimmung der Raddrehzahl nach dem be­ kannten Stand der Technik erläutert werden. Danach beruht die Bestimmung der Raddrehzahl auf einer Bewegungsdifferenz­ messung zwischen zwei sich relativ zueinander bewegenden Objekten (meist Rad und Radträger). Es wird die Zeit gemes­ sen, die benötigt wird, um einen bestimmten Winkel (bei Rad­ drehzahlsensoren durch die Zähne des Impulsrades (Polrades) festgelegt) zu überstreichen.

Die Raddrehgeschwindigkeit ω_rad läßt sich also aus der für einen bestimmten Winkel ϕ benötigten Zeit t wie folgt be­ rechnen:

ω_rad = ϕ/t

Voraussetzung für eine genaue Drehzahlerfassung mit Torzeit­ messung ist eine exakte Winkelteilung des Polrades. Unregel­ mäßigkeiten in den Zahn-/Zahnlückenbreiten bzw. Impulsab­ ständen beeinflussen direkt die Drehzahlmeßwerte. Die Ferti­ gungstoleranz für das Polrad ist daher entscheidend für die Signalgenauigkeit. Zusätzlich können Korrosion und Verunrei­ nigungen die Zahn- und Zahnlückenbreiten bzw. Impulsabstände verändern. Um die in der Praxis geforderte Meßgenauigkeit zu erreichen, erfolgt daher bei heutigen Systemen je nach Drehgeschwindigkeit des Rades oftmals eine Mittelwertbildung über mehrere Zahn-/Zahnlückensequenzen bzw. Impulsabstände. Hierdurch wird die Geschwindigkeitsinformation zeitlich verzögert, was zu einer Verschlechterung der auf dem Ge­ schwindigkeitssignal basierenden Regelung führt.

Von der Signalverarbeitung her wird bei den herkömmlichen Drehzahlsensoren das vom Sensor abgegebene analoge Ausgangs­ signal U_sens meist zunächst tiefpaßgefiltert (U_sens,filt) und mit einem Trigger-Baustein in ein Rechtecksignal U_sens,TTL gewandelt. Mittels Torschaltung wird das TTL-Rechtecksignal im Steuergerät des Regelsystems in eine Raddrehgeschwin­ digkeit umgesetzt. Dieses Signal kann jedoch durch die eingangs genannten Unregelmäßigkeiten des Polrades ver­ fälscht sein.

Mit Hilfe von entsprechenden Korrekturfaktoren können die Raddrehzahlen ω_rad korrigiert (ω_rad,korr) und den nachfolgen­ den Einheiten übergeben werden.

Eine schnelle Bestimmung der Korrekturfaktoren ist auch deswegen wichtig, weil dadurch nach Stillstand oder Unter­ schreiten der "Sensorfunktionsgeschwindigkeit" des Fahrzeugs die Absolutposition mittels des vorgeschlagenen Korrela­ tionsverfahrens in sehr kurzer Zeit bestimmt werden kann.

Aufgrund der genannten Signalverfälschungen durch das Sen­ sorrad, die durch Unregelmäßigkeiten des Polrades bedingt sind, ist es wichtig, daß diese Korrekturfaktoren auch während des Fahrbetriebes hinreichend schnell aktualisiert werden, um Einflüsse durch Beschädigungen, Verschmutzung und Korrosion schnell genug berücksichtigen zu können.

Nach der Erfindung wird dazu die aktuell gemessene Raddreh­ geschwindigkeit mit einem aufgrund eines Rechenmodells ermittelten Wertes der Raddrehgeschwindigkeit verglichen, wobei eine Aktualisierung der Korrekturfaktoren in Abhängig­ keit von Abweichungen der gemessenen Raddrehgeschwindigkeit von dem aufgrund des Rechenmodells ermittelten Wert der Rad­ drehgeschwindigkeit erfolgt.

Es kann sich bei der Aktualisierung beispielsweise um ein rekursives Parameterschätzverfahren mit Vergessensfaktor handeln. Die Referenzgeschwindigkeit kann beispielsweise ermittelt werden durch einen Fuzzy-Ansatz oder durch einen nicht kausalen Filteransatz.

Vorteilhaft kann beispielsweise weiterhin die aktuelle Polradposition ohne einen Referenzimpuls am Polrad mittels Korrelationsanalyse bestimmt werden.

Die Abweichung der Zahn-/Zahnlückenbreiten bzw. Impuls­ abstände von den jeweiligen Sollängen führt bei der Rad­ drehzahlberechnung für die einzelnen Meßpunkte zu systema­ tischen Fehlern. Diese für die einzelnen Zahn-/Zahnlückense­ quenzen bzw. Impulsabstände spezifischen Fehler sind im störungsfreien Fall für jede Umdrehung gleich. Es läßt sich also für den relativen Fehler einer Geschwindigkeitsinforma­ tion für jeden Impulsabstand folgende Gleichung angeben:

ε = (ω_rad,mess - ω_rad,ist)/ω_rad,ist

Beim Fuzzy-Ansatz wird durch den gemessenen Drehgeschwindig­ keitsverlauf, der durch jeweils eine Drehgeschwindigkeits­ messung pro Zahn-/Zahnlückensequenz gegeben ist, eine Aus­ gleichkurve gelegt. Da der Rechenaufwand möglichst klein gehalten werden soll, kommt ein Fuzzy-Ansatz kombiniert mit einem lokalen linearen Schätzverfahren zum Einsatz. Das Prinzip hierbei ist folgendes. Jedem Zahn wird eine normier­ te Gaußfunktion zugeordnet, die sich als Zugehörigkeits­ funktion interpretieren läßt. Diese Gaußfunktionen sind in ihrer Summe auf eins normiert, das heißt die Zugehörigkeits­ funktion Φ_i(j) des i-ten Zahnes ergibt sich bei n_i Zähnen pro Umdrehung des Rades zu:

Φ_i(j) = z_i/Σ z_k,

wobei die Summierung über alle k von (1 - n_i/2) bis zu (1 + n_i/2) erfolgt. Die Größe z_k wird wie folgt bestimmt:

z_k = exp(-(j-k)²/(2σ²))

Fig. 1 zeigt die Darstellung von fünf normierten Gauß­ funktionen und Fig. 2 die Darstellung von Geraden, die über die Zugehörigkeitsfunktionen gemittelt wurden.

Da die Zahn- bzw. Impulsabstände nicht variabel sind, können diese auch vorab berechnet werden. Zur Bestimmung der Aus­ gleichkurve wird für jede Zugehörigkeitsfunktion eine Re­ gressionsgerade durch die Meßdaten gelegt. Diese Regres­ sionsgerade repräsentiert eine lokale Drehgeschwindigkeits­ schätzung, ihre Steigung approximiert die Drehbeschleuni­ gung. Der Gültigkeitsbereich jeder Geraden wird durch die zugehörige Gaußfunktion bestimmt. Diese Gaußfunktion ist ein Maß für die Zugehörigkeitsgrade der Daten. Die vollständige Ausgleichskurve ergibt sich dann aus der gewichteten Überla­ gerung dieser Regressionsgeraden.

Die korrigierte Raddrehgeschwindigkeit ergibt sich dann nach:

ω = Σ (m_k.(i-k) + b_k).Φ_i(k) (1)

Die Summierung erfolgt dabei über alle Werte k von (1 - n_i/2) bis (1 + n_i/2), mit m_k und b_k als Geradensteigungen und Gera­ dengleichwerte. Fig. 2 zeigt diese gewichtete Mittelung über die Regressionsgeraden.

Durch eine geeignete Wahl der Standardabweichung σ kann die Anzahl der gemittelten Meßwerte beeinflußt werden. Da die Regressionsgeraden jeweils nur lokale Auswirkungen haben, lassen sich die m_k und b_k der verschiedenen Geraden un­ abhängig voneinander mit nur kleinen Interpolationsfehlern aus den Meßdaten schätzen. Es wird daher bei jedem neu gemessenen Drehgeschwindigkeitswert eine Schätzung von zwei Parametern (m_k und b_k) benötigt. Die optimalen Parameter Θ_i für den i-ten Zahn ergeben sich aus folgender gewichteter Least-Squares-Schätzung:

Θ_i = (Ψ_i ^T W_i Ψ_i)⁻¹ Ψ_i ^T W_i y_i (2)

mit:

Da für jeden Zahn nur zwei Parameter zu schätzen sind, läßt sich Θ_i (nach (2)) sehr schnell berechnen. Damit die nach (1) und (2) berechnete Raddrehgeschwindigkeit rechtzeitig zur Auswertung zur Verfügung steht, werden die Daten wie in Fig. 3 gezeigt aufgeteilt. Fig. 3 zeigt die Einteilung der Daten zur Schätzung nach der Gleichung (2) und zur Berech­ nung nach der Gleichung (1) für ein Polrad mit 48 Zähnen bzw. Impulsen.

Aus den Daten der letzten Umdrehung werden die Parameter des eine halbe Umdrehung zurückliegenden Zahnes nach (2) ge­ schätzt. Aus den eine halbe Umdrehung älteren Daten wird das Drehgeschwindigkeitssignal für den eine Umdrehung zurück­ liegenden Zahn nach (1) berechnet. Ein solches Vorgehen ist deswegen vorteilhaft, da zum einen die Schätzung der Para­ meter Daten zur Rechten und zur Linken benötigt und zum anderen die Berechnung der Drehgeschwindigkeit bereits geschätzte Parameter zur Rechten und Linken voraussetzt. Pro Impulsabstand wird also genau ein Parametervektor mit zwei Parametern nach (2) geschätzt und für einen Zahn die zu­ gehörige Drehgeschwindigkeit berechnet.

Eine alternative Möglichkeit zur Berechnung einer Ausgleichskurve durch die gemessenen Drehgeschwindigkeiten besteht in einer akausalen digitalen Filterung der Signale. Der prinzipielle Unterschied zum oben geschilderten Ansatz ist, daß bei der Filterung ausschließlich Drehgeschwindig­ keitswerte zu den diskret gemessenen Zeitpunkten zur Verfü­ gung stehen, während eine Ausgleichskurve einen kontinuier­ lichen Signalverlauf erzeugt.

Vorteilhaft ist der Filter akausal, um einen systematischen Fehler durch eine vom Filter eingeführte Phasenverschiebung zu vermeiden. Eine akausale Filterung kann man z. B. sehr leicht durch eine Vorwärts- und anschließende Rückwärts-Fil­ terung der Daten mit Hilfe eines kausalen Filters er­ reichen. Daher werden auch bei diesem Verfahren Daten zu beiden Seiten des Zahnes benötigt, für den die geglättete Drehgeschwindigkeit berechnet werden soll.

Die folgende Gleichung (4) zeigt den Ansatz für einen kausa­ len digitalen Filter in jeweils eine Richtung:

G_F(z) = (b₀ + b₁z⁻¹ + . . . + b_mz⁻^m)/(1 + a₁z⁻¹+ . . . + a_nz⁻ⁿ) (4)

Über die Parameter a_i und b_i können die Filterordnung sowie die Filterzeitkonstante gesteuert werden.

Beide beschriebenen Ansätze haben einzustellende Parameter. Bei dem Fuzzy-Ansatz kann die Standardabweichung der Zu­ gehörigkeitsfunktionen und beim Filter die Eckfrequenz vorgegeben werden. Diese Parameter eignen sich dazu, beide Verfahren auflösungsadaptiv zu machen, d. h. je nach gefahre­ ner Geschwindigkeit die Auflösung anzupassen. In der Praxis soll ein bestimmter Frequenzbereich der Drehzahl gerade noch erfaßt werden können. Je nach Drehgeschwindigkeit entspricht also eine andere Anzahl an Meßwerten der kürzesten erfaß­ baren Schwingungsperiode. Folglich ist ein proportionaler Zusammenhang zwischen der Standardabweichung der Zugehörig­ keitsfunktionen bzw. der Filterzeitkonstanten und der Dreh­ geschwindigkeit sinnvoll. Ein Vorteil des Fuzzy-Ansatzes ist die Möglichkeit zur Berechnung einer kontinuierlichen Refe­ renzgeschwindigkeit sowie deren erster Ableitung für jeden Zahn.

Mit der oben angegebenen Gleichung für jeden relativen Fehler ε eines Zahnes bzw. einer Zahnlücke läßt sich ein relativer Drehzahlfehler ε_j berechnen, der eine Korrektur der in nachfolgenden Umdrehungen gemessenen Raddrehzahlwerte nach folgender Gleichung ermöglicht:

ω_rad,korr,i = ν_j.rad,mess,i, ν_j = 1/(1 + ε_j) (5)

Der Index j des Fehlers ε_j bzw. des Korrekturfaktors ν_j läuft hierbei von eins bis zur Anzahl der Zähne pro Polrad­ umdrehung n_i. Für die gemessenen Raddrehzahlwerte ω_rad,mess,i bzw. die korrigierten Drehzahlwerte ω_rad,korr,i wird der Index i ab Fahrtbeginn mit jedem Meßwert um eins erhöht.

Da die Referenzdrehzahlbildung im Fahrbetrieb aufgrund von Störungen (z. B. durch Fahrbahnunebenheiten, Änderung des dynamischen Reifenradius aufgrund von Radlastschwankungen oder ähnlichem) nur eine Näherung für die tatsächliche Raddrehzahl darstellt, ist eine Glättung der Korrekturfakto­ ren über mehrere Umdrehungen sinnvoll. Zu diesem Zweck werden die Korrekturfaktoren mit einem rekursiven Least-Squares-Verfahren berechnet.

Der Zusammenhang zwischen der Referenzdrehzahl und der gemessenen Drehzahl wird zunächst in die folgende allgemeine Form gebracht:

y_i = Ψ_i.Θ_j (6),

wobei gilt:

Θ_j = ν_j
Ψ_i = ω_rad,mess,i
y_i = ω_rad,ref,i

Da pro Impulsabstand nur ein Parameter zu schätzen ist und der Meßvektor nur die gemessene Raddrehzahl beinhaltet, handelt es sich bei Gleichung (6) um eine skalare Gleichung. Es ergibt sich daher auch für die rekursive Schätzgleichung (7) ein skalarer Zusammenhang:

Θ_j(k + 1) = Θ_j(k) + γ_i(k) (y_i(k + 1)-Ψ_i(k + 1) Θ_j(k)) (7)

Um die zeitvariante Eigenschaft der Zahn-Zahnlückenfehler aufgrund von im Fahrbetrieb am Polrad angreifender Korro­ sion, Verunreinigung oder mechanischer Beschädigung zu berücksichtigen, wird ein rekursives Least-Squares-Verfahren mit Vergessenfaktor λ kleiner eins eingesetzt.

Der Ausgleichsfaktor γ_i(k) des rekursiven Least-Squares-Ver­ fahrens (RLS) berechnet sich damit zu:

γ_i(k) = P_i(k) Ψ_i(k + 1)/(Ψ_i(k + 1)P_i(k)Ψ_i(k + 1) + λ) (8)

Der normierte Schätzwert P_i(k) der Kovarianz des Parameter­ schätzfehlers in Gleichung (8) ergibt sich aus:

P_i(k + 1) = (1/λ).(1 - γ_i(k)Ψ_i(k + 1))P_i(k) (9)

Die so berechneten Korrekturfaktoren ν_j für die Raddrehzahl­ werte werden in einer Tabelle gespeichert und nach jeder neuen Schätzung aktualisiert.

Wenn eine bestimmte Drehzahl unterschritten wird, liefern die passiven Sensoren keine verläßliche Aussage über die Drehgeschwindigkeit mehr. Es wird im normalen Straßenverkehr häufig vorkommen, daß sich die in einer Tabelle abgespei­ cherten Korrekturfaktoren nicht mehr eindeutig den Zäh­ nen/Magneten des Sensors zuordnen lassen (z. B. auch nach einem Stillstand des Fahrzeuges). Vorteilhaft kann das Verfahren so ausgestaltet werden, daß eine solche Zuordnung schnell möglich ist.

Dazu werden zunächst für die erste Raddrehung nach einem Zuordnungsverlust (beispielsweise infolge eines Stillstandes des Fahrzeuges) neue Korrekturfaktoren ermittelt. Diese sind im Vergleich zu den gespeicherten Korrekturfaktoren von schlechter Güte, weil sie nur aus einer Messung stammen. Dennoch kommen sie der Charakteristik der gespeicherten Korrekturfaktoren sehr nahe. Korreliert man nun die gespei­ cherten Korrekturfaktoren mit den neu gemessenen, so wird die Korrelationsfunktion bei der Anzahl der Zähne n_v, um die Tabelle und Messung gegeneinander verschoben sind, ihr Maximum aufweisen.

Diese Zahl der Zähne läßt sich also nach folgender Gleichung berechnen:

n_v = max(corr(τ)) (10)

Durch das Auffinden dieses Maximums läßt sich nun die Tabel­ le mit den neuen Messungen synchronisieren. Die Zuverlässig­ keit dieses Verfahrens kann durch Auswertung mehrerer Rad­ drehungen auf Kosten der Zuordnungsgeschwindigkeit beliebig gesteigert werden.

Im folgenden soll noch erläutert werden, wie das Problem der Beschränkung der für die Korrelationsschätzung zur Verfügung stehenden Daten wegen des Erreichens des Tabellenendes vorteilhaft gelöst werden kann.

Die Berechnung der Korrelation erfolgt nach folgender Glei­ chung:

corr(i) = (1/n_i).Σν_{j,gespeichert}.ν_{j+τ,neu,gemessen} (11).

Die Summation erfolgt für alle j von 1 bis n_i.

Für die Berechnung von corr(0) stehen n_i Werte zur Verfü­ gung, für die Berechnung von corr(n_i) aber nur noch ein Wert. Dies führt zu einer unverläßlichen Schätzung der Korrelation für große Werte von i. Diesem Problem kann man hier elegant begegnen, indem von der Periodizität der Mes­ sungen Gebrauch gemacht wird. Bei jeder Radumdrehung wie­ derholt sich die prinzipielle Charakteristik der Messung. Daher kann in (11) für alle ν_{j+τ,neu,gemessen} mit j + τ < n_i anstelle von (j + τ) der Index (j + τ - n_i) eingesetzt werden. Es werden also nicht zwei Datenstreifen sondern zwei Datenringe miteinander korreliert. Durch diese Vorgehensweise stehen für jeden Wert von τ n_i Meßwerte zur Verfügung. Eine verläß­ liche Korrelationsschätzung und damit Synchronisierung ist dadurch möglich.

Eine graphische Darstellung dieser Verhältnisse ist in Fig. 4 angedeutet.

Es lassen sich also korrigierte Geschwindigkeitsinformatio­ nen aus einem gerade gemessenen Geschwindigkeitswert gewin­ nen, wobei der Korrekturwert aus einer Tabelle im Speicher einer Sensorsignalauswertungseinheit entnommen wird. Die Korrekturfaktoren sind jeweils einem Zahn bzw. einer Zahn-/Zahnlückensequenz bzw. einem Magnet bzw. Magnetbereich) zugeordnet.

Wie erläutert ist es möglich, die Referenzgeschwindigkeit durch einen Fuzzy-Ansatz oder durch einen Filteransatz zu gewinnen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Parameter (Standardabweichung des Fuzzy-Ansatzes bzw. Parameter des Filters) in Abhängigkeit der Raddrehgeschwindigkeit einge­ stellt werden, um geschwindigkeitsunabhängig Störungen des Winkelgeschwindigkeitssignales oberhalb einer bestimmten Frequenz zu dämpfen.

Claims (5)

1. Verfahren zum Ausgleich von Ungenauigkeiten eines Rad­ drehzahlsensors, bei dem auf einem Sensorrad signal­ bildende Elemente angeordnet sind und bei dem die Be­ stimmung einer Raddrehzahl erfolgt, indem einer be­ stimmten Zahl von signalbildenden Elementen ein be­ stimmter Winkel zugeordnet wird und die Bestimmung der Raddrehzahl erfolgt, indem die Zeit ausgewertet wird, während der das Rad sich um diesen Winkel dreht, wobei zur Kompensation von Abweichungen der signalbildenden Elemente und/oder der Positionierung der Elemente zu jedem Element ein Korrekturfaktor gespeichert ist, der bei der Bestimmung der Raddrehzahl eingeht, wobei die Korrekturfaktoren während des Fahrbetriebes aktuali­ siert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuali­ sierung erfolgt, indem die mit dem Sensor gemessene, unkorrigierte Raddrehzahl mit einem aufgrund eines Rechenmodells ermittelten Referenzwert der Raddrehzahl verglichen wird, wobei in Abhängigkeit dieses Verglei­ ches eine Aktualisierung des Korrekturfaktors erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Satz von Korrekturfaktoren vor dem Einbau des Raddrehzahlsensors in ein Fahrzeug erfaßt und in einem Steuergerät gespeichert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß aufgrund eines Vergleiches der Abfolge der gespeicherten Korrekturfaktoren mit der Abfolge von aktuell ermittelten Korrekturfaktoren die absolute Position des Rades bestimmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturfaktoren nacheinander abgelegt sind, wobei bei der Bestimmung des Raddrehzahlsignales zu jedem Element der Korrekturfaktor aus der Tabelle aus gelesen wird, wobei nach Erreichen des Endes der Tabelle der nächste Korrekturfaktor am Anfang der Tabelle ausgele­ sen wird, und daß eine Zuordnung der Elemente zu den Korrekturfaktoren anhand der bestimmten absoluten Posi­ tion vorgenommen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Bestimmung der aktuellen Position des Sensorrades die Kreuzkorrelation der ermittelten Kor­ rekturfaktoren mit den gespeicherten Korrekturfaktoren bestimmt wird und daß aus dem Wert T, der dem Maximum der Kreuzkorrelation entspricht, die absolute Position des Sensorrades bestimmt wird.