Bekannte Systeme zur Erfassung der Geschwindigkeit bei Kraftfahrzeugen nutzen ein von Geschwindigkeitsgebern geliefertes Signal zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit.

Zu diesem Zweck befinden sich Inkrementscheiben an den Rädern der nicht angetriebenen Achse oder an allen Rädern des Kraftfahrzeuges. Der Geschwindigkeitsgeber, z. B. ein Hall-Sensor oder ein Induktivgeber, ist gegenüber einem Fahrzeugrad angeordnet und detektiert die diesem Rad ent- sprechende Raddrehzahl.

Das der Raddrehzahl entsprechende elektrische Signal wird einem Steuergerät zugeführt, welches die Radgeschwindigkeit aus den der Raddrehzahl entspre- chenden Signalen des Geschwindigkeitsgebers durch Zählen der Signalflanken in einem vorgegebenen Zeitraum berechnet und daraus die Geschwindigkeit des Fahrzeuges bestimmt.

Durch Herstellungstoleranzen der Inkrementgeber zueinander ergeben sich bei dieser Art der Auswertung der Raddrehzahlen Rauschanteile in den Radge- schwindigkeiten, die zu Ungenauigkeiten führen und die tatsächliche Radge- schwindigkeit verfälschen. Diese Rauschanteile werden normalerweise durch Filterung des Signals eliminiert.

Werden die Radgeschwindigkeiten mit der oben beschriebenen Methode zu stark gefiltert, verliert die Radgeschwindigkeit an Dynamik.

Wird die so bestimmte Radgeschwindigkeit in Fahrzeugsystemen benutzt, die eine Schätzung des zukünftigen Fahrkorridors des eigenen Fahrzeugs durch- führen, wie z. B. Geschwindigkeits-und Abstandsregelsystemen Kollisionswarn- oder-verhinderungssysteme, ist es aber notwendig, jede kurzfristige Veränderung der fahrdynamischen Eigenschaften des Fahrzeuges genau registrieren zu können, um eine zuver ! ässige Voraussage des Fahrzeug- systems zu gewährleisten.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur genauen Bestimmung der Geschwindigkeit eines umlaufenden Bauteiles anzugeben, bei welchem trotz Herstellungstoleranzen der Inkrementscheibe und Unrundheiten des umlaufenden Bauteiles eine zuverlässige Bestimmung der Dynamik des umlaufenden Bauteiles möglich ist, um eine zuverlässige Voraussage des Fahrkorridors des Fahrzeuges zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelost, daß aus der tatsächlichen Verteilung der Unstetigkeiten am umlaufenden Bauteil ein Korrekturwert bestimmt wird, mit welchem die korrigierte Geschwindigkeit ermittelt wird.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine Korrektur sofort auf der Grundlage des wirklichen Abstandes der Unstetigkeiten erfolgt, die zur Bestim- mung der Radgeschwindigkeiten herangezogen wurden. Aufgrund dieses Ver- fahrens erfolgt eine Glättung der Radgeschwindigkeiten, wobei aber die Dynamik erhalten bleibt. Somit wird unter Beibehaltung der Dynamik des umlaufenden Bauteiles ein genaues Geschwindigkeitssignal bei jeder Messung erhalten.

In einer einfachen Ausführung wird der Korrekturwert bei einer konstanten Geschwindigkeit des umlaufenden Bauteiles bestimmt.

Vorteilhafterweise wird die Zeit zwischen dem Auftreten zweier Unstetigkeiten bestimmt, aus welcher der Abstand zwischen den Unstetigkeiten am umlaufen- den Bauteil ermittelt wird.

Somit kann man den Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Unstetig- keiten genau messen und aus einem Vergleich mit einem Normabstand zwi- schen zwei aufeinanderfolgenden Unstetigkeiten, welcher sich aus der gleich- mäßigen, fehlerfreien Verteilung der Unstetigkeiten am umlaufenden Rad ergibt, einen Fehler bestimmen.

Alternativ dazu wird in einem vorgegebenen Zeitraum die Anzahl der Unstetig- keiten bestimmt, und aus der Anzahl der Unstetigkeiten der Abstand zwischen den Unstetigkeiten des umlaufenden Bauteiles ermittelt.

In einer Weiterbildung werden die Abstände aller am umlaufenden Bauteil auf- tretenden Unstetigkeiten erfaßt und aus diesen Abständen eine Zuordnung der Unstetigkeiten entlang dem Umfang des umlaufenden Bauteiles getroffen.

Auf die beschriebene Art und Weise können nicht nur verschiedene Plazierun- gen der Unstetigkeiten erkannt werden. Es täßt sich auch zuverlässig feststel- len, ob alle Unstetigkeiten vollständig vorhanden sind. Wird ein Fehlen von Unstetigkeiten festgestellt, erkennt der beschriebene Algorithmus dies sofort und nimmt eine automatische Korrektur der Radgeschwindigkeit vor.

Zur Erhöhung der Genauigkeit wird der Abstand aller am umlaufenden Bauteil angeordneten Unstetigkeiten bei jeder Umdrehung des umlaufenden Bauteiles neu ermittelt, wobei aus den über die verschiedenen Umdrehungen ermittelten Abständen für dieselben Unstetigkeiten ein Mittelwert gebildet wird. Auf diese Art und Weise"lernt"das System die über den Markierungsumfang auftreten- den Fehler bei der Anordnung der Unstetigkeiten.

Der aktuelle Wert des Abstandes wird nach jeder Abstandsbildung gespeichert.

Der bei der vorhergehenden Umdrehung des umlaufenden Bauteiles ermittelte Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgende Unstetigkeiten wird gelöscht.

Es werden somit nur die augenblicklich interessanten Abstandsinformationen gespeichert, was einen geringen Bedarf an Speicherkapazität gewährleistet.

Bei einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist mindestens zwei Rädern des Kraftfahrzeuges je ein Inkrementgeber zugeordnet und jedem Inkrementgeber ein Drehzahisensor gegenüberliegend angeordnet, der das jeweilige der Geschwindigkeit des Rades entsprechende Signal detektiert, wobei dieser Sensor mit einer Korrektureinrichtung eines Kraftfahrzeuges ver- bunden ist, welche den Korrekturwert der Radgeschwindigkeit ermittelt.

In Zusammenhang mit Abstandsregeleinrichtungen oder Kollisionswarn-und- verhinderungseinrichtungen ist die genaue Bestimmung der Radgeschwindig- keiten des Kraftfahrzeuges für die Vorausbestimmung von Fahrkorridor und Kurvenfahrten des Fahrzeuges besonders bedeutungsvoll.

Dies hat den Vorteil, daß durch die Messung der Radgeschwindigkeiten der tatsächliche Geschwindigkeitsunterschied an beiden Fahrzeugrädern in die Bestimmung des Fahrkorridors eingeht. Dieser kann somit sehr genau bestimmt werden.

Die Abstandsregeleinrichtung, die als Korrektureinrichtung ausgebildet ist, ist mit einer Sensorsignalverarbeitungsanordnung verbunden, die Abstand und Relativgeschwindigkeit von sich in der Fahrspur des Fahrzeuges aufhaltenden Objekten an die Abstandsregeleinrichtung meldet, wobei ein mit der Sensor- signalverarbeitungsanordnung verbundener Objekterfassungssensor die in Fahrtrichtung des Fahrzeuges auftretenden Objekte erfaßt.

In einer Ausgestaltung ist der Sensor an der Vorderfront des zu regelnden Fahrzeuges zur Erfassung der vorausfahrenden Fahrzeuge angeordnet. Der Sensor arbeitet nach dem Rückstrahlprinzip und ist vorteilhafterweise ein Radarsensor. Neben Radarsensoren sind auch Laser-, Infrarot-oder Bildverar- beitungssensoren denkbar.

In einer Weiterbildung sind der Sensor, die Signalaufbereitungsanordnung so- wie die Abstandsregeleinrichtung in einer baulichen Einheit an der Vorderfront des zu regelnden Fahrzeuges angeordnet. Somit wird eine platzsparende Sen- soreinheit ermöglicht, welche nur unwesentlich mehr Bauraum beansprucht als der Sensor mit integrierter Signalauswerteschaltung.

Die Erfindung ! äßt zahireiche Ausführungsbeispiete zu. Eines davon soll an- hand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.

Es zeigt : Fig. 1 : Anordnung des Abstandsregelsystems am Kraftfahrzeug Fig. 2 : prinzipieller Aufbau des Abstandsregelsystems Fig. 3 : Anordnung zur Bestimmung der Radgeschwindigkeiten des Fahr- zeuges Fig. 4 : Algorithmus zur Bestimmung des Markierungsfehlers der Inkrement- geber am Fahrzeugrad mit Hilfe der Anordnung gemäß Fig. 2.

In Figur 1 ist an der Stoßstange 2 eines Kraftfahrzeuges 1 ein automatisches Geschwindigkeits-und Abstandsregelsystem 3 zur Einhaltung eines Sollab- standes von Fahrzeugen angeordnet. Bei Annäherung des geregelten Fahr- zeuges an ein langsameres Fahrzeug wird automatisch der Abstand und die Geschwindigkeit zum vorausfahrenden Fahrzeug reguliert. Ist die Fahrspur wieder frei, beschleunigt das System das Fahrzeug auf die zuvor eingestellte Wunschgeschwindigkeit.

Das Ein-/Ausschalten des Geschwindigkeits-und Abstandsregelsystems 3 erfolgt durch ein Bedienelement, welches als Bedienhebel 9 dargestellt ist.

Auch die Wunschgeschwindigkeit des Fahrzeuges wird mit Hilfe des Bedienhe- bels 9 eingestellt. Die vom Fahrer gewünschte Reisegeschwindigkeit wird so gespeichert, erhöht oder verringert.

Über ein Bussystem 4 ist das automatische Geschwindigkeits-und Abstands- regelsystem 3 mit der Motorsteuerung 5, der Bremse 7 und dem Getriebe 8 verbunden. Elektronische Befehle regulieren den Abstand und die Geschwin- digkeit zum vorausfahrenden Fahrzeug. Über eine Anzeigeeinheit 6, die eben- falls von dem Geschwindigkeits-und Abstandsregelsystem 3 über das Bus- system 4, vorzugsweise einem CAN-Bus, angesteuert wird, wird die aktuelle Geschwindigkeit und auch der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug ange- zeigt.

Wie in Figur 2 dargestellt, bildet das automatische Geschwindigkeits-und Abstandsregelsystem eine bauliche Einheit 3 zwischen Sensor 10, Sensor- signalaufbereitungsanordnung 11 und dem Abstandsregelsystem 12.

Das Abstandsregelsystem 12 weist dabei eine Einrichtung 12a zur Bestimmung der Fahrspur des Fahrzeuges sowie einen Längsregler 12b auf, der den tat- sächlichen Abstand zu einem Regelobjekt bestimmt, diesen mit dem eingege- benen Sollabstand vergleicht und bei Abweichungen durch Eingriffe in die oben beschriebenen Fahrzeugkonfigurationen 5,7,8 den Sollabstand zum Regelob- jekt herstellt. Die Einrichtung 12a beinhaltet eine Einrichtung zur Bestimmung die Radgeschwindigkeiten und der sich daraus ergebenden Fehler.

Der Sensor 10 ist dabei ein Radar-oder Lasersensor mit einem Sensorbereich 24, der in regelmäßigen Abständen, z. B. alle 60 ms, in Fahrtrichtung des Fahr- zeuges Signale aussendet, welche von den Fahrzeugen, die sich im Signal- strahl (24) befinden, reflektiert werden. Aus diesen zurückgesendeten Signalen wird von der Signalaufbereitungsschaltung 11 der Abstand, die Relative- schwindigkeit und die Beschleunigung der vorausfahrenden Fahrzeuge bestimmt. Diese Meßergebnisse werden von der Signalaufbereitungsanord- nung 11 an das Abstandsregelsystem 12 weitergegeben.

Wie in Figur 3 dargestellt, besteht das Abstandsregelsystem 12 aus einem lei- stungsstarken Mikrorechner, der wiederum aus einer zentralen Recheneinheit 13, einem Arbeitsspeicher 14, einem Festwertspeicher 15 sowie einer Ein-/ Ausgabeeinheit 16 aufgebaut ist. Die Ein-/Ausgabeeinheit 16 erhält dabei vom der Sensorsignalaufbereitungsanordnung 11 wie schon beschrieben die Infor- mationen über den Abstand, die Relativgeschwindigkeit und die Beschleu- nigung der vorausfahrenden Fahrzeuge. Die Aufgaben der Fahrspurbestim- mung sowie der Längsregelung werden von diesem Mikrorechner übernom- men.

Am Fahrzeug selbst sind Inkrementscheiben 17 und 18 an den jeweils beiden nicht weiter dargestellten Vorderrädern angeordnet. Den Inkrementscheiben 17,18 gegenüberliegend sind Drehzahlsensoren 19,20 angeordnet. Die von den Drehzahlsensoren 19,20 detektierten Drehzahisignale werden ebenfalls über die Ein-/Ausgabeeinheit 16 dem Mikrorechner 12 zugeführt. Der Mikro- rechner 12 berechnet daraus die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Gierrate und den aktuell gefahrenen Kurvenradius.

Bei Annäherung an ein langsameres Fahrzeug übernimmt der Mikrorechner 12 durch automatisches Verzögern eine Verringerung der Fahrzeuggeschwindig- keit und regelt so den eingestellten Sollabstand zum vorausfahrenden Fahr- zeug. Für das automatische Verzögern sind Einwirkungen auf die Motorsteue- rung 5, auf die Bremse 7 und/oder eine Ansteuerung der Getriebesteuerung 8 zur Verringerung der Fahrgeschwindigkeit möglich. Die Ansteuerung der Motorsteuerung 5, der Bremse 7 oder des Getriebes 8 erfolgt dabei über je eine elektrische Endstufe 23. Ist die Fahrspur wieder frei, beschleunigt der Abstandsregler 12 das Fahrzeug auf die eingestellte Wunschgeschwindigkeit.

Bei einer Fahrzeugvorausfahrt ist immer die Abstandsregelung aktiv.

Weiterhin ist der Mikrorechner 12 mit Schaltern der Fahrzeugbremse 21 bzw. der Fahrzeugkupplung 22 verbunden. Werden diese vom Fahrer über das Kupplungs-und/oder Bremspedal betätigt, bewirken sie im Normalbetrieb ein Abschalten der Regelung.

Im Mikroprozessor 12 bildet der Längsregler 12b den Vergleich zwischen einem Soll-und Istwert eines in der Software abgelegten Regelungskonzeptes. Ist man im Regelbereich, so wird vom Mikrorechner ein Ausgangssignal ausgege- ben, das vom Regelungskonzept ermittelt wird.

Aus den von den Drehzahlsensoren 19,20 erfaßten Drehzahlsignalen ermittelt die im Mikroprozessor 12 gebildete Einrichtung zur Fahrspurbestimmung 12a die Gierrate (p des Kraftfahrzeuges. Die Gierrate bestimmt sich wie folgt : . AVVR s + v2. k wobei A VVR die Geschwindigkeitsdifferenz der Vorderräder des Kraftfahrzeuges, s die Spurbreite zwischen den Vorderrädern, v die Fahrzeuggeschwindigkeit, k der Dynamikkorrekturfaktor ist.

Mit Hilfe der so bestimmten Gierrate wird nun die Fahrspur des Kraftfahrzeuges 1 aus dem Kurvenradius R = v ! 3- berechnet.

Der von jedem Vorderrad gefahrene Radius bestimmt sich aus dem Quotienten der Radgeschwindigkeit VR durch die Gierrate (p.

Nachstehend soll die Bestimmung des Korrekturwertes der Geschwindigkeit des Fahrzeuges auf der Grundlage der Detektion der Radgeschwindigkeit anhand von Figur 4 erläutert werden. Die Inkrementscheiben 17 und 18, die jeweils an je einem Rad der nichtangetriebenen Achse des Kraftahrzeuges angeordnet sind, weisen eine feste Anzahl von Unstetigkeiten N auf.

Bei der Drehung der Inkrementscheibe 17 bzw. 18 bewegen sich die Unstetig- keiten in einem vorgegebenen Abstand so an dem Hall-Sensor 19 bzw. 20 vor- bei, daß der Magnetfluß zwischen der Scheibe 17 bzw. 18 und dem Sensor 19 bzw. 20 verändert wird. Das Ausgangsignal jedes Hall-Sensors 19 bzw. 20 ist eine Impulsreihe, wobei die Vorderflanke bzw. die Rückflanke der Impulse vom Mikroprozessor 12 gezählt werden. Ein Zeitgeber (Timer), vorzugsweise der im Mikrorozessor 12 enthaltene Taktgeber, liefert dabei ein aktuelles Zeitsignal. Es wird davon ausgegangen, daß die Geschwindigkeit des Fahrzeugrades annä- hernd konstant ist.

Zunächst wird der Sollabstand S der Unstetigkeiten N ermittelt, indem der bekannte Umfang jeder Inkrementscheibe 17 bzw. 18 durch die Anzahl der Unstimmigkeiten N der jeweiligen Inkrementscheibe 17 bzw. 18 geteilt wird (Schritt 0). Diese Werte werden im Festwertspeicher 15 des Mikroprozessors vor Beginn der Ermittlung des Korrekturwertes abgelegt.

Nachdem die Zündung des Kraftfahrzeuges eingeschaltet wurde, werden die Geschwindigkeit des Fahrzeuges und der Korrekturwert für die Geschwindigkeit unabhängig und parallel nebeneinander ermittelt.

Im Schritt 1 wird ein Startwert si festgelegt.

Im Schritt 2 erfolgt die Zeitmessung zwischen den Impulsen zweier aufeinan- derfolgender Unstetigkeiten. Dazu wird der Timerstand zum Zeitpunkt des Auf- tretens des Impulses der ersten Unstetigkeit von dem Timerstand abgezogen, welcher zum Zeitpunkt des Auftretens des Impulses der zweiten Unstetigkeit vorhanden ist. Die so gemessene Zeitdifferenz wird im Arbeitsspeicher 14 des Mikroprozessors gespeichert. Ausgehend von dieser Zeitdifferenz wird der Abstand Sik zwischen den beiden Unstetigkeiten auf der Grundlage des bekannten Umfanges des Inkrementgebers ermittelt (Schritt 3).

Im Schritt 4 wird festgestellt, ob die aktuelle Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeuges eine zuverlässige Auswertung zutäßt.

Dies erfolgt, indem die aktuelle Geschwindigkeitsänderung v (tj) mit einem minimalen Anderungsschwellwert Vmin und einem maximalen Änderungs- schwellwert Vmax der Geschwindigkeit verglichen wird. Die aktuelle Geschwindigkeitsänderung v (tj) wird aus der zu diesem Zeitpunkt tatsächlichen Geschwindigkeit abgeleitet. Liegt die aktuelle Geschwindigkeitsänderung v (tj) zwischen den beiden Schwellwerten vmjn und vmax wird zum Schritt 5 übergegangen. Liegt die Geschwindigkeitsänderung v (tj) außerhalb dieses Bereiches, wird zu Schritt 1 über Schritt 8 zurückgegangen.

Für die bei verschiedenen Radumdrehungen k gemessenen Abstände Sjk zwi- schen aufeinanderfolgenden gleichen Unstetigkeiten wird im Schritt 5 ein Mit- telwert Si gebildet. Dabei erfolgt eine konstante oder zeitvariable Gewichtung der gemessenen Abstände Sjk situationsabhängig adaptiv. Zum Beispiel kann bei beschleunigungsabhängiger Situation die Gewichtung zeitvariabel erfolgen.

Entscheidend für die Bestimmung dieser korrigierten Mittelwerte Si ist, daß die aufeinanderfolgenden Zeitmessungen ohne Zeittücken aneinander anschlie- ßen, um eine genaue Bestimmung der korrigierten Werte Si zu ermöglichen.

Dies wird zuverlässig dadurch erreicht, daß beim Auftreten eines Impulses einer Unstetigkeit der aktuelle Timerstand aus dem Zeitgeber des Mikroprozes- sors ausgelesen wird.

Im Speicher 15 des Mikroprozessors 12 ist ein Korrekturfeld abgelegt, welches die genaue Verteilung der Unstetigkeiten N über den Umfang der Inkrement- scheibe darstellt. Dieses Korrekturfeld wird nach jeder Messung angepaßt.

Im Schritt 6 werden die so ermittelten Abstände Si der Unstetigkeiten N mit den "idealen"Abständen s der Unstetigkeiten N verglichen.

Ist die Abweichung des Betrages des Mittelwertes S, abzügtich dem Sollab- stand s größer als ein Grenzwert Sg, ist die Inkrementscheibe defekt und es wird eine zusätzliche Fehlerkorrektur durchgeführt (Schritt 7).

Wird nun in einem von der Korrekturwertbestimmung unabhängigen Vorgang die Radgeschwindigkeit bestimmt, kann die Geschwindigkeit sofort korrigiert werden, indem aus dem Korrekturfeld der entsprechende Korrekturwert in Form des korrigierten Abstandes S ; ausgelesen wird. Mit dem so korrigierten Weg wird die Radgeschwindigkeit genau bestimmt.