DE102016007497A1

DE102016007497A1 - Verfahren zur kontinuierlichen Korrektur von Sensorwerten in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016007497A1
Application number: DE102016007497.3A
Authority: DE
Inventors: Stefan Fischer; Alexander Jordan
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2016-06-18
Filing date: 2016-06-18
Publication date: 2017-12-21

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Korrigieren mindestens eines Sensorwerts in einem Fahrzeug, bei dem mittels mindestens eines Sensors des Fahrzeugs mindestens eine aktuelle Radgeschwindigkeit mindestens eines Rades des Fahrzeugs bestimmt und die mindestens eine Radgeschwindigkeit an mindestens einen Punkt in einem Fahrzeugkoordinatensystem des Fahrzeugs zu einer transformierten Radgeschwindigkeit transformiert wird, und bei dem die mittels des mindestens einen Sensors ermittelte mindestens eine aktuelle Radgeschwindigkeit des mindestens einen Rades und mittels eines Lenkwinkelsensors ermittelte Sensorwerte eines aktuellen Lenkwinkels des Fahrzeugs mittels jeweiliger Korrekturfaktoren korrigiert werden, wobei die jeweiligen Korrekturfaktoren mittels eines Schätzwerts der transformierten Radgeschwindigkeit auf Grundlage der mindestens einen ermittelten Radgeschwindigkeit des mindestens einen Rades und einer aktuellen Gierrate des Fahrzeugs ermittelt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Korrigieren von mindestens einem Sensorwert in einem Fahrzeug und ein Fahrzeug mit einem zur Durchführung des vorgestellten Verfahrens konfigurierten Steuergerät.
Zum Steuern eines Fahrzeugs werden in der Regel kontinuierlich Sensorwerte ermittelt und bspw. einem Assistenzsystem bereitgestellt, das Fahrsysteme des Fahrzeugs, wie bspw. eine Bremse oder einen Antrieb den ermittelten Sensorwerten entsprechend regelt. Dabei kann es aufgrund von Fehlerquellen, wie bspw. Messfehlern, äußeren Einflüssen, wie bspw. einer Schiefstellung eines Rades, oder einem Betrieb mit einem Notrad sowie aufgrund einer Sensorabweichung zu fehlerhaften Sensorwerten und, dadurch bedingt, zu fehlerhaften Regeleingriffen kommen. Um fehlerhafte Regeleingriffe zu vermeiden, ist es notwendig, jeweilige erfasste Sensorwerte bezüglich jeweiliger Fehlerquellen, insbesondere bezüglich einer Vielzahl von Fehlerquellen, zu korrigieren.
Traditionellerweise basieren Verfahren zur Korrektur von Radgeschwindigkeiten und eines Lenkwinkels auf situativen Ansätzen. Entsprechend ist ein Abgleich bzw. eine Verwendung von Sensorwerten durch ein Assistenzsystem nur in bestimmten Fahrzuständen möglich, so dass es vorkommen kann, dass für eine Regelung mittels eines Assistenzsystems auf einen bestimmten Fahrzustand ”gewartet” werden muss.
In der deutschen Druckschrift DE 37 38 914 A1 wird ein Verfahren zur Korrektur von durch Radsensoren ermittelten Radgeschwindigkeiten beschrieben, bei dem zum Ermitteln eines Korrekturwerts bei schlupffreier Fahrt ein Radpaar ermittelt wird, dessen Radgeschwindigkeiten sich am wenigsten unterscheiden.
Die deutsche Druckschrift DE 40 19 886 C1 offenbart ein Verfahren zur Korrektur von durch Radsensoren ermittelten Drehgeschwindigkeiten bei definierten Fahrbedingungen.
Ein Verfahren zum Korrigieren einer Antriebsradgeschwindigkeit in Abhängigkeit eines aktuellen Drehzustands eines Fahrzeugs wird in der Druckschrift DE 693 00 421 T2 offenbart.
Die deutsche Druckschrift DE 10 2005 044 039 A1 offenbart ein Verfahren zur Bestimmung von Radkorrekturfaktoren, bei dem in bestimmten, besonders geeigneten Fahrzuständen individuelle Radkorrekturfaktoren für jedes Fahrzeugrad gebildet werden.
In der deutschen Druckschrift DE 10 2009 023 580 A1 wird ein Verfahren zum Kompensieren von Radgeschwindigkeits- und Radbeschleunigungsberechnungsfehlern offenbart.
Vor diesem Hintergrund wird ein Verfahren zum kontinuierlichen Korrigieren mindestens eines Sensorwerts in einem Fahrzeug vorgestellt, bei dem mittels mindestens eines Sensors des Fahrzeugs mindestens eine aktuelle Radgeschwindigkeit mindestens eines Rades des Fahrzeugs bestimmt und die mindestens eine Radgeschwindigkeit an bzw. auf mindestens einen Punkt, wie bspw. einen Schwerpunkt, in einem Fahrzeugkoordinatensystem des Fahrzeugs zu einer transformierten Radgeschwindigkeit transformiert wird, und bei dem die mittels des mindestens einen Sensors ermittelte mindestens eine aktuelle Radgeschwindigkeit des mindestens einen Rades und mittels eines Lenkwinkelsensors ermittelte Sensorwerte eines aktuellen Lenkwinkels des Fahrzeugs mittels jeweiliger Korrekturfaktoren korrigiert werden, wobei die jeweiligen Korrekturfaktoren mittels eines Schätzwerts der transformierten Radgeschwindigkeit auf Grundlage der mindestens einen ermittelten Radgeschwindigkeit des mindestens einen Rades und einer aktuellen Gierrate des Fahrzeugs ermittelt werden.
Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und den abhängigen Ansprüchen.
Das vorgestellte Verfahren dient insbesondere zum kontinuierlichen Bereitstellen von Informationen über eine aktuelle Radgeschwindigkeit und/oder einen aktuellen Radwinkel eines Fahrzeugs. Das vorgestellte Verfahren ermöglicht eine Bereitstellung von Informationen über eine aktuelle Radgeschwindigkeit mindestens einen Rades und/oder einen aktuellen Lenkwinkel eines Fahrzeugs in nahezu allen Fahrzuständen, die im öffentlichen Straßenverkehr auftreten können.
Zum Bereitstellen von Informationen über eine aktuelle Radgeschwindigkeit mindestens eines Rades, in der Regel über die Radgeschwindigkeiten aller Räder und/oder einen aktuellen Lenkwinkel ist insbesondere vorgesehen, dass ein Gleichungssystem verwendet wird, mittels dessen eine eindeutige Berechnung von Korrekturfaktoren zur Korrektur jeweiliger Sensorwerte der jeweiligen Radgeschwindigkeiten bzw. einer Raddrehzahl und/oder des Lenkwinkels möglich ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das Gleichungssystem Sensorsignale unterschiedlicher Raddrehzahlsensoren und/oder eines Lenkwinkelsensors als geschlossenes Systems beschreibt.
Das vorgestellte Verfahren ermöglicht eine kontinuierliche Bereitstellung von Informationen, d. h. eine unabhängig von einem aktuellen Fahrzustand ständige Bereitstellung von Informationen an ein jeweiliges Assistenz- bzw. Sicherheitssystem.
In einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass jeweilige durch vier Raddrehzahlsensoren des Fahrzeugs ermittelte Radgeschwindigkeiten und der mittels des Lenkwinkelsensors ermittelte aktuelle Lenkwinkel mittels jeweiliger Korrekturfaktoren korrigiert werden.
Zum kontinuierlichen Bereitstellen jeweiliger Informationen, d. h. korrigierter Sensorwerte, ist vorgesehen, dass ein Gleichungssystem verwendet wird, mittels dessen Korrekturwerte für Sensorwerte ermittelt werden, die auf Grundlage von insbesondere vier verschiedenen Raddrehzahlsensoren und einem Lenkwinkelsensor ermittelt wurden. Mittels jeweiliger Gleichungen, die jeweilige ermittelte Sensorwerte einer Radgeschwindigkeit eines Rades eines Fahrzeugs auf mindestens einen Punkt des Fahrzeugs, der bspw. in einem Fahrzeugkoordinatensystem angegeben wird, transformieren und jeweilige transformierte Sensorwerte auf Grundlage eines mathematischen Modells, wie bspw. eines linearen Einspurmodells in Beziehung zueinander setzen, können Zusammenhänge zwischen den Sensorwerten der vier unterschiedlichen Raddrehzahlsensoren und des Lenkwinkelsensors gemäß Gleichungen (1) bis (5) dargestellt werden.
In Gleichungen (1) bis (5) stehen ”ν_VL”, ”ν_VR”, ”ν_HL” und ”ν_HL” für mittels Raddrehzahlsensoren jeweiliger Räder ermittelte aktuelle Radgeschwindigkeiten (vorne links, vorne rechts, hinten links und hinten rechts), ”δ” für einen Lenkwinkel, ”Ψ .” für eine Gierrate, ”ν_SP” für eine transformierte Radgeschwindigkeit, ”ν_CH” für eine charakteristische Geschwindigkeit, die gemäß dem linearen Einspurmodell als konstant für ein jeweiliges Fahrzeug bekannt ist und ”ν” gibt einen Schätzwert einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit an und kann bspw. über einen Mittelwert der aktuellen Radgeschwindigkeiten berechnet werden. Weiterhin stehen ”α”, ”β”, ”γ” und ”μ” für jeweilige Korrekturfaktoren der Radgeschwindigkeiten, ”∇” für einen Korrekturfaktor des Lenkwinkels, ”l” für eine Fahrzeuglänge und ”b_h” bzw. ”b_V” für eine Achsbreite einer Hinterachse bzw. einer Vorderachse des jeweiligen Fahrzeugs.
Um die Korrekturfaktoren ”α”, ”β”, ”γ”, ”μ” und ”∇” zu ermitteln, wird eine korrekte Gierrate vorausgesetzt. Die Gierrate kann bspw. über einen Gierratensensor bzw. mehrere redundante Gierratensensoren erfasst werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass mindestens ein Fehler mindestens eines Gierratensensors des Fahrzeugs im Stillstand des Fahrzeugs ermittelt und zur Berechnung eines Korrekturwerts für durch den Gierratensensor ermittelte Sensorwerte verwendet wird.
Um Fehler eines Gierratensensors zu ermitteln, kann mindestens ein im Stillstand eines jeweiligen Fahrzeugs durch den Gierratensensor gemessener Wert als Korrekturwert bzw. Offset gespeichert und mit während einer Fahrt durch den Gierratensensor ermittelten Sensorwerten abgeglichen werden. Dazu kann ein jeweiliger gespeicherter Korrekturwert bspw. von einer aktuell gemessenen Gierrate abgezogen werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass die Sensorwerte jeweiliger Sensoren eines Fahrzeugs in einem geschlossenen mathematischen System auf Grundlage eines Gleichungssystems, mittels dessen jeweilige Korrekturfaktoren ermittelt werden, korrigiert werden.
Unter Verwendung einer bekannten Gierrate ergibt sich durch Verwendung eines Gleichungssystems auf Grundlage der Gleichungen (1) bis (5) ein Gleichungssystem mit sechs unbekannten Größen, nämlich ”ν_SP”, der transformierten Radgeschwindigkeit, und den Korrekturfaktoren ”α”, ”β”, ”γ”, ”μ” und ”∇”. Die sechs unbekannten Größen lassen sich, sobald die Gierrate bekannt ist, mittels fünf Gleichungen bestimmen. Die transformierte Radgeschwindigkeit steht gemäß Gleichungen (1) bis (5) viermal zur Verfügung. Es ist vorgesehen, je eine transformierte Radgeschwindigkeit aus Sensorwerten für die Radgeschwindigkeiten vorne links, vorne rechts, hinten links und hinten rechts zu ermitteln. Aufgrund von Messfehlern können die so ermittelten transformierten Radgeschwindigkeiten jedoch voneinander abweichen, so dass die transformierte Radgeschwindigkeit nicht eindeutig bestimmbar ist. Ein Schätzwert der transformierten Radgeschwindigkeit kann jedoch über ein mathematisches Verfahren ermittelt werden, bei dem die transformierten Radgeschwindigkeiten der jeweiligen Räder über ein mathematisches Verfahren, wie bspw. über einen Mittelwert, einen Median, insbesondere einen gewichteten Mittelwert oder jedes weitere mathematische Verfahren miteinander in Beziehung gesetzt werden.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der Schätzwert der transformierten Radgeschwindigkeit mittels eines Gewichtungsfaktorvoters ermittelt wird, bei dem ein jeweiliger Gewichtungsfaktor eines Signals, wie bspw. einer von einem Radgeschwindigkeitssensor ermittelten Radgeschwindigkeit, umso kleiner gewählt wird, je mehr das Signal von jeweiligen anderen Signalen abweicht. Entsprechend wird eine an einem Rad gemessene Radgeschwindigkeit, die stark von Radgeschwindigkeiten abweicht, die an anderen, Rädern gemessen wurden, nur zu einem geringen Anteil bei der Ermittlung des Schätzwerts der transformierten Radgeschwindigkeit berücksichtigt.
Sobald solch ein Schätzwert für die transformierte Radgeschwindigkeit bekannt ist, ergibt sich gemäß Gleichungen (1) bis (5) ein eindeutig bestimmbares Gleichungssystem mit fünf Gleichungen und fünf unbekannten Größen, so dass eine analytisch eindeutige Lösung existiert. Durch Auflösen der Gleichungen (1) bis (5) können die Korrekturfaktoren ”α”, ”β”, ”γ”, ”μ” und ”∇” bestimmt und zur Korrektur jeweiliger Sensorwerte, bspw. durch Multiplikation oder Addition, verwendet werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass das Gleichungssystem auf einem linearen Einspurmodell basiert, bei dem alle Räder des Fahrzeugs einzeln betrachtet werden.
Mittels eines linearen Einspurmodells kann eine stationäre und instationäre Querdynamik von zweispurigen Fahrzeugen beschrieben werden. Dabei werden traditionellerweise Räder einer Achse zusammengefasst betrachtet. Durch Betrachtung einzelner Räder ist es möglich, jeden einzelnen Raddrehzahlsensor unabhängig von anderen Rädern zu korrigieren.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass für den Fall, dass sich das Fahrzeug außerhalb eines vorgegebenen Fahrzustands befindet, jeweilige in einem Speicher hinterlegte Korrekturfaktoren zur Korrektur der jeweiligen durch den mindestens einen Sensor und den Lenkwinkelsensor ermittelten Sensorwerte verwendet werden.
Da die Gleichungen (1) bis (5) auf einem mathematischen Modell basieren, die nicht in allen Fahrzuständen gültig sind, ist vorgesehen, dass mittels einer Fahrzustandserkennung ein aktueller Fahrzustand erkannt wird. Sollte die Fahrzustandserkennung melden, dass der aktuelle Fahrzustand nicht zu einer Grundannahme des Modells, auf denen die Gleichungen (1) bis (5) basieren, passt, so ist vorgesehen, dass die Korrekturfaktoren ”α”, ”β”, ”γ”, ”μ” und ”∇” während des Fahrzustands nicht neu berechnet werden und stattdessen im voraus in einem Speicher hinterlegte Werte der Korrekturfaktoren ”α”, ”β”, ”γ”, ”μ” und ”∇” zur Korrekturjeweiliger Sensorwerte verwendet werden. Dies bedeutet, dass auch in Fahrzuständen, die nicht mit Grundannahmen eines für jeweilige Berechnungen der Korrekturfaktoren ”α”, ”β”, ”γ”, ”μ” und ”∇” zugrundeliegenden Modells vereinbar sind, eine Korrektur von aktuellen Sensorwerten möglich ist, so dass jeweilige Sensorwerte kontinuierlich und unabhängig von einem aktuellen Fahrzustand korrigiert werden können.
Es ist vorgesehen, dass für den Fall, dass eine automatische Fahrzustandserkennung einen Fahrzustand meldet, der nicht mit Grundannahmen eines zur Bildung der Gleichungen (1) bis (5) verwendeten Modells vereinbar ist, jeweilige gespeicherte Werte der Korrekturfaktoren ”α”, ”β”, ”γ”, ”μ” und ”∇” solange zur Korrektur jeweiliger Sensorwerte verwendet werden, bis die Fahrzustandserkennung wieder einen Fahrzustand meldet, der mit den Grundannahmen des zur Bildung der Gleichungen (1) bis (5) verwendeten Modells vereinbar ist.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass, wenn sich das Fahrzeug außerhalb eines vorgegebenen Fahrzustands befindet, ein Regelglied eine Berechnung der jeweiligen Korrekturwerte abschaltet und für den Fall, dass sich das Fahrzeug in einem vorgegebenen Fahrzustand befindet, das Regelglied angelernt und zur Korrektur jeweiliger Sensorwerte mittels des jeweiligen Korrekturwerts verwendet wird.
Mittels eines Regelglieds, wie bspw. einem PT1-Glied, das bspw. eine Sprungantwort in Abhängigkeit einer automatischen Fahrzustandserkennung ausgibt, kann zwischen einem Betrieb mit ständig aktualisierten Korrekturwerten und einem Betrieb mit gespeicherten Korrekturwerten umgeschaltet werden. Dies bedeutet, dass das vorgestellte Verfahren kontinuierlich in jedem Fahrzustand zur Korrektur von Sensorwerten verwendet werden kann.
Das vorgestellte Verfahren besteht insbesondere aus zwei Teilen, nämlich einem ersten Teil zur Berechnung von Korrekturfaktoren und einem zweiten Teil zur Fahrzustandserkennung. Dabei ist vorgesehen, dass der zweite Teil zur Fahrzustandserkennung, bspw. unter Verwendung eines PT1-Glieds, eine Berechnung der Korrekturfaktoren durch den ersten Teil abschaltet, wenn ein Fahrzustand erkannt wird, der nicht mit Grundannahmen eines dem ersten Teil zugrundeliegenden Modells vereinbar ist und stattdessen gespeicherte Korrekturwerte zur Korrektur jeweiliger Sensorwerte verwendet werden.
Ein Fahrzustand, der nicht mit Grundannahmen eines einer Berechnung der Korrekturfaktoren zugrundeliegenden Modells vereinbar ist, kann bspw. ein instabiles Fahrmanöver sein, in dem bspw. mindestens ein Rad Schlupf erzeugt.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass jeweilige mittels des jeweiligen Korrekturfaktors korrigierte Sensorwerte einem Assistenzsystem des Fahrzeugs bereitgestellt werden.
Um ein jeweiliges Fahrzeug auf Grundlage jeweiliger korrigierter Sensorwerte zu regeln, ist vorgesehen, dass jeweilige mittels jeweiliger erfindungsgemäß vorgesehener Korrekturwerte korrigierte Sensorwerte bspw. an ein Motorsteuergerät übertragen und für Berechnungen in einem Assistenz- bzw. Sicherheitssystem verwendet werden.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug mit mindestens einem Sensor zur Erfassung einer Radgeschwindigkeit eines Rades, einem Lenkwinkelsensor, einem Gierratensensor und einem Steuergerät, wobei das Steuergerät dazu konfiguriert ist, mindestens eine mittels mindestens eines Sensors des Fahrzeugs ermittelte aktuelle Radgeschwindigkeit mindestens eines Rades des Fahrzeugs an mindestens einen Punkt in einem Fahrzeugkoordinatensystem des Fahrzeugs zu einer transformierten Radgeschwindigkeit zu transformieren, und wobei das Steuergerät weiterhin dazu konfiguriert ist, die mindestens eine mittels des mindestens einen Sensors ermittelte aktuelle Radgeschwindigkeit des mindestens einen Rades und mittels eines Lenkwinkelsensors ermittelte Sensorwerte eines aktuellen Lenkwinkels des Fahrzeugs mittels jeweiliger Korrekturfaktoren zu korrigieren, wobei die jeweiligen Korrekturfaktoren mittels eines Schätzwerts der transformierten Radgeschwindigkeit auf Grundlage der mindestens einen aktuellen Radgeschwindigkeit des mindestens einen Rades und einer aktuellen Gierrate des Fahrzeugs zu ermitteln sind.
Das vorgestellte Fahrzeug dient insbesondere zur Durchführung des vorgestellten Verfahrens.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
1 zeigt eine Darstellung eines Transformationspunkts für jeweilige Radgeschwindigkeiten gemäß einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
2 zeigt eine Darstellung von transformierten Radgeschwindigkeiten vor einem Korrekturschritt gemäß einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Berechnungsverfahrens gemäß einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufs einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens.
Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Merkmale.
In 1 ist ein Fahrzeug 1 dargestellt. Um eine Position innerhalb des Fahrzeugs 1 exakt zu beschreiben, wird ein Fahrzeugkoordinatensystem über das Fahrzeug 1 gelegt. Zur Korrektur von durch Sensoren des Fahrzeugs 1, wie bspw. Raddrehzahlsensoren erfassten Radgeschwindigkeiten, ist gemäß dem vorgestellten Verfahren vorgesehen, dass durch jeweilige Raddrehzahlsensoren gemessene Radgeschwindigkeiten, d. h. entsprechende Sensorwerte, an bspw. einen Schwerpunkt 3 des Fahrzeugs 1 transformiert werden. Selbstverständlich ist es auch denkbar mehrere Punkte, d. h. bspw. einen Punkt für jede Achse, zur Transformation zu verwenden, insbesondere wenn sich verschiedene Achsen 1 des Fahrzeugs in ihrer Länge unterscheiden.
Zur Transformation der jeweiligen Radgeschwindigkeiten werden Gleichungen (1) bis (4) verwendet. Gleichung (5) beschreibt ein Einspurmodell.
In Gleichungen (1) bis (5) stehen ”ν_VL”, ”ν_HR”, ”ν_HL” und ”ν_HR” für Radgeschwindigkeiten (vorne links, vorne rechts, hinten links und hinten rechts), ”δ” für einen Lenkwinkel, ”Ψ .” für eine Gierrate, ”ν_SP” für eine transformierte Radgeschwindigkeit, ”ν_CH” für eine charakteristische Geschwindigkeit, die gemäß dem linearen Einspurmodell als konstant für ein jeweiliges Fahrzeug bekannt ist, ”ν” gibt einen Schätzwert einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit an und kann bspw. über einen Mittelwert der aktuellen Radgeschwindigkeiten berechnet werden. Weiterhin stehen ”α”, ”β”, ”γ” und ”μ” für jeweilige Korrekturfaktoren der Radgeschwindigkeiten, ”∇” für einen Korrekturfaktor des Lenkwinkels, ”l” für eine Fahrzeuglänge und ”b_h” bzw. ”b_V” für eine Achsbreite an einer Hinterachse bzw. einer Vorderachse des jeweiligen Fahrzeugs.
In 2 sind beispielhaft Kurven transformierter Radgeschwindigkeiten 5, 7, 9 und 11 dargestellt. Die transformierten Radgeschwindigkeiten 5, 7, 9 und 11 sind in einem Koordinatensystem 10 eingezeichnet, das sich auf der Abszisse 13 über die Zeit in [s] und auf der Ordinate 14 über eine Geschwindigkeit in [m/s] erstreckt. Es ist erkennbar, dass die transformierten Radgeschwindigkeiten 5, 7, 9 und 11 über die Zeit unterschiedlich verlaufen. Die transformierten Radgeschwindigkeiten 9 und 11 verlaufen nahezu identisch und liegen entsprechend übereinander. In einem normalen Fahrzustand können die transformierten Radgeschwindigkeiten, bspw. aufgrund einer Verwendung eines Notrads mit einer zu jeweiligen anderen Rädern unterschiedlichen Größe, voneinander abweichen. Dies ist jedoch in der Regel nicht der Fall. In stabilen Fahrmanövern und bei normaler Bereifung liegen die Signalverläufe der transformierten Radgeschwindigkeiten 5, 7, 9 und 11 übereinander oder streuen nur leicht. Es ist jedoch unabhängig von einem Verlauf der transformierten Radgeschwindigkeiten 5, 7, 9 und 11 vorgesehen, dass mittels eines Gewichtungsfaktorvoters ermittelt wird, welche transformierte Radgeschwindigkeit 5, 7, 9 und 11 wie stark, d. h. mit welchem Gewichtungsfaktor, bei der Berechnung eines Schätzwerts der transformierten Radgeschwindigkeit berücksichtigt wird. Die transformierten Radgeschwindigkeiten 5, 7, 9 und 11 können bspw. aufgrund von unterschiedlichen Radgrößen, bspw. bei Verwendung eines Notrads, abweichen. Um die Fehler der transformierten Radgeschwindigkeiten 5, 7, 9 und 11 zu korrigieren und von Berechnungen zur Regelung des Fahrzeugs auszuschließen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, die transformierten Radgeschwindigkeiten 5, 7, 9 und 11 und ggf. Sensorwerte eines Lenkwinkelsensors mit entsprechenden Korrekturwerten auf Grundlage eines Schätzwerts der transformierten Radgeschwindigkeit korrigiert werden.
In 3 ist ein Ablauf zum Ermitteln jeweiliger Korrekturwerte zur Korrektur jeweiliger transformierten Radgeschwindigkeiten in einem Schema 15 dargestellt. Ausgehend von Rohwerten einer Radgeschwindigkeit vorne links 17, einer aktuellen Gierrate 19, einer Radgeschwindigkeit vorne rechts 21, einem aktuellen Lenkwinkel 23, einer Radgeschwindigkeit hinten links 25 und einer Radgeschwindigkeit hinten rechts 27 werden jeweilige transformierten Radgeschwindigkeiten 29, 31, 33 und 35 berechnet, mittels derer wiederum ein Schätzwert 37 einer gemeinsamen transformierten Radgeschwindigkeit der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und schließlich jeweilige Korrekturwerte ”α” 39, ”β” 41, ”γ” 43, ”μ” 45 und ”∇” 47 unter Verwendung der Gleichungen (1) bis (5), wie zu 1 beschrieben, ermittelt werden. Die Korrekturwerte ”α” 39, ”β” 41, ”γ” 43, ”μ” 45 und ”∇” 47 werden dabei unter Verwendung der Rohwerte 17, 19, 21, 23, 25 und 27 in einem Berechnungsschritt 49, ebenfalls unter Verwendung der Gleichungen (1) bis (5), wie zu 1 beschrieben, ermittelt.
In 4 ist ein Schema 50 dargestellt, das einen Ablauf einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens zeigt. Ausgehend von Rohwerten bzw. Sensorsignalen der Radgeschwindigkeit vorne links 17, der aktuellen Gierrate 19, der Radgeschwindigkeit vorne rechts 21, dem aktuellen Lenkwinkel 23, der Radgeschwindigkeit hinten links 25 und der Radgeschwindigkeit hinten rechts 27 werden die Korrekturwerte ”α” 39, ”β” 41, ”γ” 43, ”μ” 45 und ”∇” 47 in einem Berechnungsschritt 51 berechnet und in einem Kompensationsschritt 53 verwendet, um korrigierte Sensorwerte 55 bereitzustellen.
Um eine Bereitstellung falscher Korrekturwerte ”α” 39, ”β” 41, ”γ” 43, ”μ” 45 und ”∇” 47, bspw. aufgrund von aktuellem Radschlupf an einem Rad zu vermeiden, wird mittels einer Fahrzustandserkennung 57 kontinuierlich überprüft, ob ein aktueller Fahrzustand eines jeweiligen Fahrzeugs aktuell mit Anforderungen durch ein den Gleichungen (1) bis (5), wie sie zu 1 beschrieben sind, zugrundliegendes mathematisches Modell vereinbar ist.
Sollte die Fahrzustandserkennung 57, bspw. aufgrund eines erkannten Radschlupfs oder einer erhöhten Gierrate erkennen, dass aktuell ein Fahrzustand vorliegt, der nicht mit Anforderungen des den Gleichungen (1) bis (5) zugrundliegenden mathematischen Modells vereinbar ist, meldet die Fahrzustandserkennung dies einem PT1-Glied 59, das daraufhin den Berechnungsschritt 51 deaktiviert. Zur Kompensation der Sensorsignale der Radgeschwindigkeit vorne links 17, der aktuellen Gierrate 19, der Radgeschwindigkeit vorne rechts 21, dem aktuellen Lenkwinkel 23, der Radgeschwindigkeit hinten links 25 und der Radgeschwindigkeit hinten rechts 27 werden in dem Kompensationsschritt 53 bei einem deaktivierten Berechnungsschritt 51 bereits berechnete Korrekturwerte ”α” 39, ”β” 41, ”γ” 43, ”μ” 45 und ”∇” 47, die bei einem aktivierten Berechnungsschritt 51 kontinuierlich in einem Speicher aktualisiert werden, aus dem Speicher ausgelesen und in dem Kompensationsschritt 53 zur Berechnung der korrigierten Sensorwerte 55 verwendet. Entsprechend kann das Schema 50 unabhängig von einem aktuellen Fahrzustand kontinuierlich zur Berechnung von korrigierten Sensorwerten 55 verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3738914 A1 [0004]
DE 4019886 C1 [0005]
DE 69300421 T2 [0006]
DE 102005044039 A1 [0007]
DE 102009023580 A1 [0008]

Claims

Verfahren zum kontinuierlichen Korrigieren mindestens eines Sensorwerts in einem Fahrzeug, bei dem mittels mindestens eines Sensors des Fahrzeugs mindestens eine aktuelle Radgeschwindigkeit mindestens eines Rades des Fahrzeugs bestimmt und die mindestens eine Radgeschwindigkeit an mindestens einen Punkt in einem Fahrzeugkoordinatensystem des Fahrzeugs zu einer transformierten Radgeschwindigkeit transformiert wird, und bei dem die mittels des mindestens einen Sensors ermittelte mindestens eine aktuelle Radgeschwindigkeit des mindestens einen Rades und mittels eines Lenkwinkelsensors ermittelte Sensorwerte eines aktuellen Lenkwinkels des Fahrzeugs mittels jeweiliger Korrekturfaktoren korrigiert werden, wobei die jeweiligen Korrekturfaktoren mittels eines Schätzwerts der transformierten Radgeschwindigkeit auf Grundlage der mindestens einen ermittelten Radgeschwindigkeit des mindestens einen Rades und einer aktuellen Gierrate des Fahrzeugs ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem jeweilige durch vier Raddrehzahlsensoren des Fahrzeugs ermittelte Radgeschwindigkeiten und der mittels des Lenkwinkelsensors ermittelte aktuelle Lenkwinkel mittels jeweiliger Korrekturfaktoren korrigiert werden.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem mindestens ein Fehler mindestens eines Gierratensensors des Fahrzeugs im Stillstand des Fahrzeugs ermittelt und zur Ermittlung mindestens eines Korrekturwerts für durch den Gierratensensor ermittelte Sensorwerte verwendet wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem für den Fall, dass sich das Fahrzeug außerhalb eines vorgegebenen Fahrzustands befindet, jeweilige in einem Speicher hinterlegte Korrekturfaktoren zur Korrektur der jeweiligen durch den mindestens einen Sensor und den Lenkwinkelsensor ermittelten Sensorwerte verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Fahrzeug dann als außerhalb eines vorgegebenen Fahrzustands klassifiziert wird, wenn ein instabiles Fahrmanöver oder ein Radschlupf erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem für den Fall, dass sich das Fahrzeug außerhalb eines vorgegebenen Fahrzustands befindet, ein Regelglied einen Berechnungsschritt zur Berechnung der jeweiligen Korrekturwerte deaktiviert und für den Fall, dass sich das Fahrzeug in einer vorgegebenen Situation befindet, das Regelglied angelernt und zur Korrektur jeweiliger Sensorwerte mittels jeweiliger Korrekturwerte verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Gleichungssystem auf einem linearen Einspurmodell basiert, bei dem alle Räder des Fahrzeugs einzeln betrachtet werden und das Fahrzeug dann als außerhalb einer vorgegebenen Situation klassifiziert wird, wenn aktuelle Fahrparameter des Fahrzeugs nicht mit mindestens einer Grundannahme des linearen Einspurmodells vereinbar sind.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die jeweiligen Korrekturfaktoren in einem Speicher hinterlegt werden und für den Fall, dass sich das Fahrzeug aktuell in einem Fahrzustand befindet, in dem aktuelle Fahrparameter des Fahrzeugs nicht mit einer Grundannahme des linearen Einspurmodells vereinbar sind, die jeweiligen durch den mindestens einen Sensor und den Lenkwinkelsensor ermittelten Sensorwerte mittels der jeweiligen in dem Speicher hinterlegten Korrekturfaktoren korrigiert werden.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem jeweilige mittels der jeweiligen Korrekturfaktoren korrigierte Sensorwerte einem Assistenzsystem des Fahrzeugs bereitgestellt werden.
Fahrzeug mit mindestens einem Sensor zur Erfassung einer Radgeschwindigkeit eines Rades, einem Lenkwinkelsensor, einem Gierratensensor und einem Steuergerät, wobei das Steuergerät dazu konfiguriert ist, mindestens eine mittels mindestens eines Sensors des Fahrzeugs ermittelte aktuelle Radgeschwindigkeit (17, 21, 25, 27) mindestens eines Rades des Fahrzeugs an mindestens einen Punkt (3) in einem Fahrzeugkoordinatensystem des Fahrzeugs (1) zu einer transformierten Radgeschwindigkeit zu transformieren, und wobei das Steuergerät weiterhin dazu konfiguriert ist, die mindestens eine mittels des mindestens einen Sensors ermittelte aktuelle Radgeschwindigkeit (17, 21, 25, 27) des mindestens einen Rades und mittels eines Lenkwinkelsensors ermittelte Sensorwerte (17, 19, 21, 23, 25, 27) eines aktuellen Lenkwinkels des Fahrzeugs mittels jeweiliger Korrekturfaktoren (39, 41, 43, 45, 47) zu korrigieren, wobei die jeweiligen Korrekturfaktoren (39, 41, 43, 45, 47) mittels eines Schätzwerts der transformierten Radgeschwindigkeit auf Grundlage der mindestens einen aktuellen Radgeschwindigkeit (17, 21, 25, 27) des mindestens einen Rades und einer aktuellen Gierrate des Fahrzeugs (1) zu ermitteln sind.