DE102013004900A1

DE102013004900A1 - Verfahren zum Bestimmen eines aktuellen Umfangs eines Rades eines Kraftfahrzeugs, Fahrerassistenzeinrichtung und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102013004900A1
Application number: DE102013004900.8A
Authority: DE
Inventors: Nicolas Jecker
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2014-09-25
Also published as: WO2014146821A1; EP2976248A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines aktuellen Umfangs zumindest eines Rades (9, 10) eines Kraftfahrzeugs (1) mittels einer Fahrerassistenzeinrichtung des Kraftfahrzeugs (1), bei welchem mittels eines Gierratensensors eine Gierrate des Kraftfahrzeugs (1) erfasst wird und der aktuelle Umfang des zumindest einen Rades (9, 10) in Abhängigkeit von der Gierrate und von zumindest einem Geometrieparameter des Kraftfahrzeugs (1) bestimmt wird, wobei zur Bestimmung des Umfangs ein Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs (1) während einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs (1) erfasst wird und ein Kurvenradius (R) der befahrenen Kurve (11) in Abhängigkeit von dem Lenkwinkel und von dem zumindest einen Geometrieparameter des Kraftfahrzeugs (1) bestimmt wird, wobei eine von dem Kraftfahrzeug (1) während der Kurvenfahrt zurückgelegte Wegstrecke (S) abhängig von der Gierrate und von dem Kurvenradius (R) bestimmt wird, und wobei der Umfang abhängig von der zurückgelegten Wegstrecke (S) bestimmt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines aktuellen Umfangs zumindest eines Rades eines Kraftfahrzeugs mittels einer Fahrerassistenzeinrichtung des Kraftfahrzeugs, bei welchem mittels eines Gierratensensors eine Gierrate des Kraftfahrzeugs erfasst wird und der aktuelle Umfang des zumindest einen Rades in Abhängigkeit von der Gierrate und von zumindest einem Geometrieparameter des Kraftfahrzeugs bestimmt wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Fahrerassistenzeinrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Fahrerassistenzeinrichtung.
Verfahren zur Bestimmung des aktuellen Umfangs der Räder eines Kraftfahrzeugs sind bereits Stand der Technik. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der EP 1 826 530 B1 bekannt. Der Umfang eines ersten Rades wird hier abhängig von der gemessenen Gierrate, der Spurweite zwischen dem ersten Rad und einem zweiten Rad derselben Achse, der Drehgeschwindigkeit des ersten Rades und des zweiten Rades sowie in Abhängigkeit von einem Verhältnis zwischen dem Umfang des ersten Rades und dem Umfang des zweiten Rades bestimmt. Das Verhältnis zwischen dem Umfang des ersten Rades und dem Umfang des zweiten Rades lässt sich zu einem Zeitpunkt ermitteln, zu welchem die über ein vorbestimmtes Zeitintervall aufintegrierte Gierrate null beträgt. Dieses Verhältnis lässt sich folglich insbesondere bei einer Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs ermitteln. An diesem Verfahren ist somit als nachteilig der Umstand anzusehen, dass für die Bestimmung des Radumfangs das Kraftfahrzeug zunächst für eine gewisse Zeitdauer geradeaus gefahren werden muss und dann zusätzlich noch eine Kurvenfahrt erforderlich ist, damit der aktuelle Umfang überhaupt berechnet werden kann. Dieses komplexe Fahrmuster senkt einerseits die Berechnungswahrscheinlichkeit. Andererseits besteht ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens darin, dass die Information über die Drehgeschwindigkeit der beiden Räder benötigt wird. Diese Drehgeschwindigkeit muss entweder aus Standardwerten des Radumfangs berechnet oder aber gemessen werden, was die Genauigkeit der Bestimmung des tatsächlichen Radumfangs stark beeinflusst.
Die EP 0 979 763 B1 offenbart ein Verfahren zur Bestimmung des Kurvenradius von Fahrbahnen. Es wird die Differenz der Radgeschwindigkeit von mindestens zwei Fahrzeugrädern gemessen und daraus die Gierrate des Kraftfahrzeugs und somit der Kurvenradius ermittelt.
Aus der EP 1 194 304 B1 ist ein Verfahren zum Erstellen einer Korrekturwerttabelle für eine Prüfgröße zur Erkennung eines Druckverlusts im Reifen eines Fahrzeugs bekannt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung der aktuelle Umfang des Rades des Kraftfahrzeugs präziser und zuverlässiger als im Stand der Technik bestimmt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine Fahrerassistenzeinrichtung sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Bestimmen eines aktuellen bzw. tatsächlichen Umfangs zumindest eines Rades eines Kraftfahrzeugs mittels einer Fahrerassistenzeinrichtung des Kraftfahrzeugs. Mittels eines Gierratensensors der Fahrerassistenzeinrichtung wird eine Gierrate des Kraftfahrzeugs erfasst, und der aktuelle Umfang des zumindest einen Rades wird in Abhängigkeit von der Gierrate und von zumindest einem bekannten bzw. abgelegten Geometrieparameter des Kraftfahrzeugs bestimmt. Zur Bestimmung des Umfangs wird ein Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs – insbesondere mittels eines Lenkwinkelsensors – während einer Kurvenfahrt erfasst, und ein Kurvenradius der befahrenen Kurve wird in Abhängigkeit von dem Lenkwinkel und von dem zumindest einen Geometrieparameter des Kraftfahrzeugs bestimmt. Ist der Kurvenradius bekannt, so wird eine von dem Kraftfahrzeug während der Kurvenfahrt zurückgelegte Wegstrecke abhängig von der Gierrate und von dem Kurvenradius bestimmt, und der Umfang wird abhängig von der zurückgelegten Wegstrecke bestimmt.
Demnach wird die bekannte Geometrie des Kraftfahrzeugs dazu genutzt, um anhand des gemessenen Lenkwinkels – des Lenkradwinkels und/oder des Einschlagwinkels der vorderen Räder – den Kurvenradius der befahrenen Kurve zu berechnen. Anhand der gemessenen Gierrate und des berechneten Kurvenradius kann wiederum die zurückgelegte Wegstrecke ermittelt werden. Der Umfang des zumindest einen Rades lässt sich dann ohne viel Aufwand anhand der zurückgelegten Wegstrecke bestimmen. Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber dem Stand der Technik insbesondere den Vorteil, dass lediglich eine Kurvenfahrt benötigt wird und es somit nicht erforderlich ist, dass das Kraftfahrzeug geradeaus gefahren werden muss. Die Berechnung des Umfangs kann somit insgesamt zuverlässiger durchgeführt werden. Des Weiteren ist die Bestimmung des Umfangs deutlich präziser als im Stand der Technik, weil das vorgeschlagene Verfahren unabhängig von der Bestimmung der Drehgeschwindigkeit der Räder ist und als Messgrößen insbesondere lediglich die genannte Gierrate und der Lenkwinkel und darüber hinaus die genauen, bekannten Geometrieparameter des Kraftfahrzeugs genutzt werden.
Unter einem Umfang des Rades wird vorliegend ein Abrollumfang und somit eine Wegstrecke verstanden, welche bei einer einzelnen Umdrehung des Rades tatsächlich zurückgelegt wird. Dieser tatsächliche Umfang des Rades kann sich grundsätzlich im Betrieb des Kraftfahrzeugs aus verschiedensten Gründen verändern, wie insbesondere aufgrund von Temperaturschwankungen, dem Verschleiß, Luftdruckänderungen und dergleichen.
Der Kurvenradius der befahrenen Kurve wird in Abhängigkeit von dem Lenkwinkel und dem zumindest einen Geometrieparameter bestimmt. Als Geometrieparameter wird dabei vorzugsweise ein Radstand des Kraftfahrzeugs verwendet, d. h. der Abstand zwischen der vorderen Achse und der hinteren Achse des Kraftfahrzeugs. Der Kurvenradius lässt sich beispielsweise nach dem Einspurmodell zuverlässig und ohne viel Rechenaufwand ermitteln.
Liegen die Informationen über die zurückgelegte Wegstrecke vor, so kann der Umfang des zumindest einen Rades folgendermaßen bestimmt werden: Mittels eines Radsensors kann die Anzahl von Umdrehungen des zumindest einen Rades beim Zurücklegen der Wegstrecke erfasst werden. Der Umfang kann dann anhand der zurückgelegten Wegstrecke und der Anzahl von Umdrehungen bestimmt werden. In vorteilhafter Weise kann hier die zurückgelegte Wegstrecke durch die Anzahl der Umdrehungen dividiert und der Umfang somit unmittelbar berechnet werden. Zur Erfassung der Anzahl von Umdrehungen kann beispielsweise ein üblicherweise ohnehin vorhandener ABS-Sensor genutzt werden, welcher mehrere Signalimpulse pro Umdrehung liefert und mittels welchem die Umdrehungen des Rades somit erfasst werden. Typischerweise werden hier eine Zahnscheibe und ein Fühler eingesetzt, beispielsweise ein Hall-Sensor oder ein optischer Sensor.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass für zumindest zwei Räder des Kraftfahrzeugs der jeweilige Umfang individuell bestimmt wird. Dann kann zu diesen zumindest zwei Rädern die Anzahl von Umdrehungen des jeweiligen Rades individuell mittels eines zugeordneten Radsensors erfasst werden, und der jeweilige Umfang der zumindest zwei Räder kann anhand der zurückgelegten Wegstrecke und der jeweiligen Anzahl von Umdrehungen bestimmt werden. Es wird hier die Tatsache genutzt, dass die ABS-Sensoren typischerweise nicht nur bei einem einzigen Rad, sondern bei allen Rädern des Kraftfahrzeugs vorhanden sind, sodass die Information über die jeweilige Anzahl von Umdrehungen stets zur Verfügung steht. Diese kann nun dazu genutzt werden, um individuell für die zumindest zwei Räder den jeweiligen Umfang zu bestimmen. Somit ist es beispielsweise möglich, den Luftdruck der Räder individuell zu überwachen oder sehr präzise Parkbahnen mittels eines automatischen Parkassistenzsystems zu berechnen.
Wird der jeweilige Umfang individuell für zumindest zwei Räder des Kraftfahrzeugs bestimmt, so kann vorgesehen sein, dass die zurückgelegte Wegstrecke jeweils individuell für die zumindest zwei Räder, insbesondere für die Räder unterschiedlicher Fahrzeugseite, bestimmt wird und der jeweilige Umfang der zumindest zwei Räder anhand der jeweiligen Wegstrecke bestimmt wird. Dies kann beispielsweise derart durchgeführt werden, dass für ein kurveninneres Rad sowie ein kurvenäußeres Rad individuell der jeweilige Kurvenradius der befahrenen Kurve unter Berücksichtigung der Geometrie des Kraftfahrzeugs – insbesondere unter Berücksichtigung der Spurweite des Kraftfahrzeugs – bestimmt wird. Dann kann die jeweilige zurückgelegte Wegstrecke des kurveninneren Rades einerseits und des kurvenäußeren Rades andererseits anhand des jeweiligen Kurvenradius und der Gierrate ermittelt werden, und der jeweilige Umfang der beiden Räder kann aus der jeweils zurückgelegten Wegstrecke errechnet werden. Mit geringem Rechenaufwand lässt sich somit der jeweilige Umfang für alle Räder des Kraftfahrzeugs individuell und sehr präzise berechnen.
Die Information über den aktuellen Lenkwinkel wird vorzugsweise an einem Kommunikationsbus des Kraftfahrzeugs abgegriffen, insbesondere an dem CAN-Bus. Üblicherweise werden über diesen Kommunikationsbus Informationen über einen gemeinsamen Lenkwinkel der vorderen Räder gemäß dem Einspurmodell übermittelt. Unter Berücksichtigung der Geometrieparameter des Kraftfahrzeugs – wie beispielsweise der Spurweite – lässt sich jedoch der Lenkwinkel individuell für die beiden lenkbaren Räder berechnen. Für die kurveninneren Räder einerseits und für die kurvenäußeren Räder andererseits ergibt sich somit ein unterschiedlicher Kurvenradius der befahrenen Strecke, der insbesondere anhand des jeweiligen Lenkwinkels und bevorzugt auch unter Berücksichtigung des Radstands bestimmt wird. Die individuelle Bestimmung des Kurvenradius für die beiden Fahrzeugseiten kann vereinfacht auch derart erfolgen, dass zunächst der Kurvenradius bezogen auf einen Mittelpunkt einer Fahrzeugachse bestimmt wird, um dann abhängig von diesem Einspurmodell-Kurvenradius sowie abhängig von der Spurweite den kurveninneren Kurvenradius sowie den kurvenäußeren Radius zu berechnen.
Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass für zumindest zwei Räder des Kraftfahrzeugs, beispielsweise zumindest für die Räder derselben Achse und/oder für die Räder derselben Fahrzeugseite, ein gemeinsamer Wert für den Umfang abhängig von der zurückgelegten Wegstrecke, und insbesondere auch abhängig von der Anzahl von Umdrehungen des zumindest einen Rades, bestimmt wird. Bei manchen Fahrerassistenzeinrichtungen, wie zum Beispiel bei automatischen Parkassistenzsystemen, kann es sich als ausreichend erweisen, wenn der Radumfang nicht individuell für alle Räder, sondern gemeinsam für mehrere Räder des Kraftfahrzeugs bestimmt wird. Bei dieser Ausführungsform kann somit insgesamt der Rechenaufwand und somit auch die Rechenzeit reduziert werden.
Wird ein gemeinsamer Wert für den Umfang für zumindest zwei Räder des Kraftfahrzeugs bestimmt, so kann zur Erhöhung der Genauigkeit vorgesehen sein, dass für die zumindest zwei Räder die jeweilige Anzahl von Umdrehungen individuell mittels jeweils eines zugeordneten Radsensors erfasst wird und die die jeweilige Anzahl von Umdrehungen angebenden Zahlenwerte gefiltert, insbesondere gemittelt, werden. Der gemeinsame Wert für den Umfang kann dann in Abhängigkeit von dem Ergebnis dieser Filterung bestimmt werden. Somit kann der gemeinsame Wert für den Umfang sehr präzise ermittelt werden, weil gegebenenfalls vorhandene Ausreißer durch die Filterung eliminiert werden können.
Das Bestimmen der zurückgelegten Wegstrecke kann beinhalten, dass eine Gierwinkeländerung des Kraftfahrzeugs – d. h. eine Änderung des horizontalen Ausrichtungswinkels des Fahrzeugs um die Gierachse – während der Kurvenfahrt durch eine Integration der Gierrate bestimmt wird. Die zurückgelegte Wegstrecke kann dann direkt anhand der Gierwinkeländerung und des Kurvenradius bestimmt werden. Es gilt nämlich die Beziehung, dass die zurückgelegte Wegstrecke entlang der befahrenen Kurve durch eine Multiplikation des Kurvenradius mit der Gierwinkeländerung (in Radiant) errechnet werden kann. Die Bestimmung der zurückgelegten Wegstrecke erfolgt somit einerseits ohne viel Rechenaufwand und andererseits auch besonders zuverlässig und präzise.
Bevorzugt erfolgt die Erfassung der zurückgelegten Wegstrecke bzw. die Integration der Gierrate zur Bestimmung des Umfangs nur unter der Voraussetzung, dass ein vorbestimmtes Kriterium bezüglich der Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs erfüllt ist. Somit wird sichergestellt, dass die zurückgelegte Wegstrecke nur dann aufintegriert wird, wenn eine hochpräzise Bestimmung des Umfangs möglich ist.
Dieses vorbestimmte Kriterium kann beispielsweise zumindest eine der folgenden Bedingungen umfassen:

– dass die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs in einem vorgegebenen Soll-Wertebereich liegt und/oder
– dass die Gierrate in einem vorgegebenen Soll-Wertebereich liegt und/oder
– dass der Lenkwinkel in einem vorgegebenen Soll-Wertebereich liegt und/oder
– dass zum aktuellen Zeitpunkt kein automatischer Eingriff eines Fahrdynamikregelungssystems (ABS, ESP und dergleichen) vorliegt.

Insbesondere durch die Bedingung, dass der Lenkwinkel in einem vorgegebenen Soll-Wertebereich liegen muss, wird sichergestellt, dass eine Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs vorliegt und somit der Umfang des zumindest einen Rades zuverlässig bestimmt werden kann.
Es kann auch überprüft werden, ob die erfasste zurückgelegte Wegstrecke größer als ein vorgegebener Schwellwert ist. Das Bestimmen des Umfangs anhand der erfassten Wegstrecke kann nur unter der Voraussetzung durchgeführt werden, dass die zurückgelegte Wegstrecke größer als der Schwellwert ist. Ergänzend oder alternativ kann überprüft werden, ob die Gierwinkeländerung des Kraftfahrzeugs während der Kurvenfahrt größer als ein vorgegebener Schwellwert ist, und das Bestimmen des Umfangs anhand der zurückgelegten Wegstrecke kann nur unter der Voraussetzung vorgenommen werden, dass die Gierwinkeländerung größer als der Schwellwert ist. Beispielsweise kann abgewartet werden, bis sich das Kraftfahrzeug um 90° um die Gierachse umgedreht hat, und erst dann kann der Umfang anhand der zurückgelegten Wegstrecke entlang des 90°-Ringsegments bestimmt werden. Somit kann ein plausibles Ergebnis erzielt werden.
Ist der aktuelle Umfang des zumindest einen Rades bekannt, so kann diese Information auf verschiedenste Art und Weise verwertet werden:
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der aktuelle Umfang des zumindest einen Rades beim Bestimmen einer Parkbahn mittels eines Parkassistenzsystems des Kraftfahrzeugs berücksichtigt wird. Somit können hochpräzise Parkbahnen bestimmt werden, entlang derer das Kraftfahrzeug in Parklücken automatisch oder semi-automatisch geparkt werden kann. Auf diese Weise können Kollisionen verhindert werden, weil die Parkbahn jeweils kollisionsfrei bestimmt werden kann.
Ergänzend oder alternativ kann der ermittelte tatsächliche Umfang des zumindest einen Rades mit einem Referenzwert verglichen werden, insbesondere mit einem vordefinierten bzw. vorgespeicherten und somit abgelegten Referenzwert und/oder mit dem ermittelten aktuellen Umfang eines anderen Rades des Kraftfahrzeugs. Somit können unzulässige bzw. ungewollte Änderungen in der Form des Rades festgestellt werden, wie insbesondere ein Druckabfall. Gegebenenfalls kann dann eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Fahrerassistenzeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Die Fahrerassistenzeinrichtung kann insbesondere einen Gierratensensor zur Bestimmung einer Gierrate des Kraftfahrzeugs sowie einen Lenkwinkelsensor zur Erfassung des aktuellen Lenkwinkels des Kraftfahrzeugs beinhalten. Die Fahrerassistenzeinrichtung kann auch eine elektronische Recheneinrichtung aufweisen, welche dazu ausgelegt ist, einen Kurvenradius der befahrenen Kurve in Abhängigkeit von dem Lenkwinkel und von zumindest einem Geometrieparameter des Kraftfahrzeugs zu bestimmen, eine von dem Kraftfahrzeug während der Kurvenfahrt zurückgelegte Wegstrecke abhängig von der Gierrate und von dem Kurvenradius zu bestimmen und den Umfang des zumindest einen Rades abhängig von der zurückgelegten Wegstrecke zu bestimmen.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Fahrerassistenzeinrichtung.
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Fahrerassistenzeinrichtung sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 in schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrerassistenzeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
3 in schematischer Darstellung eine Fahrsituation des Kraftfahrzeugs zur Erläuterung des Verfahrens.
Ein in 1 dargestelltes Kraftfahrzeug 1 ist beispielsweise ein Personenkraftwagen. Das Kraftfahrzeug 1 beinhaltet eine Fahrerassistenzeinrichtung 2, welche zum Unterstützen des Fahrers beim Führen des Kraftfahrzeugs 1 dient. Die Fahrerassistenzeinrichtung 2 kann beispielsweise ein Parkassistenzsystem sein. Die Fahrerassistenzeinrichtung 2 umfasst einen Gierratensensor 3, einen Lenkwinkelsensor 4 sowie eine elektronische Recheneinrichtung 5. Die Sensoren 3, 4 sowie die Recheneinrichtung 5 sind an einen Kommunikationsbus 6 des Kraftfahrzeugs 1 angeschlossen, insbesondere den CAN-Bus. Die Recheneinrichtung 5 empfängt somit Informationen über einen aktuellen Lenkwinkel α des Kraftfahrzeugs 1 sowie Informationen über eine aktuelle Gierrate G des Kraftfahrzeugs 1. Diese Informationen werden an den Kommunikationsbus 6 von den jeweiligen Sensoren 3, 4 übermittelt.
In der Recheneinrichtung 5 sind des Weiteren Geometrieparameter des Kraftfahrzeugs 1 abgelegt. Beispielsweise ist in der Recheneinrichtung 5 ein Radstand A sowie eine Spurweite W zumindest einer Achse, insbesondere zumindest der hinteren Achse, des Kraftfahrzeugs 1 abgelegt. Die Recheneinrichtung 5 ist so ausgelegt, dass sie in Abhängigkeit von der Gierrate G, von dem Lenkwinkel α sowie von zumindest einem Geometrieparameter A, W den tatsächlichen und somit aktuellen Umfang zumindest eines Rades 7, 8, 9, 10 des Kraftfahrzeugs 1 bestimmen kann, und zwar den Abrollumfang.
Die Information über den tatsächlichen Umfang kann dann beispielsweise bei der Berechnung von Parkbahnen mittels des Parkassistenzsystems genutzt werden. Ergänzend oder alternativ kann der Radumfang zumindest eines Rades 7, 8, 9, 10 mit einem Referenzwert verglichen werden, und nach Erkennen einer signifikanten Abweichung kann eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden. Der Referenzwert kann beispielsweise ein vorgespeicherter Wert und/oder der ermittelte Umfang eines anderen Rades 7, 8, 9, 10 sein.
Bezug nehmend nun auf 2 wird nachfolgend ein Verfahren zur Bestimmung des Umfangs des zumindest einen Rades näher erläutert. Das Verfahren beginnt in einem Schritt S1, in welchem überprüft wird, ob ein vorbestimmtes Kriterium bezüglich der Fahrdynamik erfüllt ist oder nicht. Dieses Kriterium umfasst zunächst insbesondere die Bedingung, dass eine Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs 1 vorliegt. Die erste Bedingung umfasst somit, dass der aktuelle Lenkwinkel α des Kraftfahrzeugs 1 in einem vorgegebenen Soll-Wertebereich liegt. Zusätzlich können auch weitere Bedingungen definiert werden, beispielsweise für die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 und/oder für die aktuelle Gierrate G und/oder bezüglich eines automatischen Fahrdynamikregelungssystems (ABS, ESP und dergleichen). Das oben genannte Kriterium kann beispielsweise auch beinhalten, dass die Gierrate G in einem vorgegebenen Sollwertebereich liegt und/oder die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs in einem vorgegebenen Sollwertebereich liegt und/oder zum aktuellen Zeitpunkt kein automatischer Eingriff des Fahrdynamikregelungssystems vorliegt.
Ist das Kriterium gemäß Schritt S1 erfüllt und liegt eine Kurvenfahrt vor, so geht das Verfahren zu einem weiteren Schritt S2 über. In diesem Schritt S2 wird einerseits eine Gierwinkeländerung β des Kraftfahrzeugs 1 während der Kurvenfahrt durch Aufintegrieren der Gierrate G über die Zeit berechnet. Andererseits wird abhängig von dem Lenkwinkel α sowie abhängig von zumindest einem Geometrieparameter A, W ein Kurvenradius R der befahrenen Kurve berechnet. In Abhängigkeit von der aktuellen Gierwinkeländerung β einerseits sowie von dem aktuellen Kurvenradius R andererseits wird in Echtzeit eine von dem Kraftfahrzeug 1 während der Kurvenfahrt zurückgelegte Wegstrecke S aufintegriert, wobei dies beispielsweise in sehr geringen Zeitabständen von zum Beispiel 10 bis 20 ms erfolgen kann. Des Weiteren wird gemäß Schritt S2 eine Anzahl von Umdrehungen U des zumindest einen Rades 7, 8, 9, 10 gezählt.
Gemäß Schritt S2 wird die Gierwinkeländerung β durch Integration der Gierrate G über die Zeit berechnet. Ist diese Gierwinkeländerung β, d. h. die Änderung des horizontalen Orientierungswinkels des Kraftfahrzeugs 1 um seine Gierachse während der Kurvenfahrt, einerseits sowie der Kurvenradius R andererseits bekannt, so erfolgt die Berechnung der zurückgelegten Wegstrecke S gemäß der folgenden Formel: S = βR, wobei β in Radiant angegeben wird.
In einem weiteren Schritt S3 wird dann überprüft, ob die bisher erfasste zurückgelegte Wegstrecke S und/oder die Gierwinkeländerung β einen vorgegebenen Sollwert überschritten hat oder nicht. Ist dies nicht der Fall, so kehrt das Verfahren zum Schritt S1 zurück, und die Schritte werden wiederholt. Ist die Bedingung gemäß Schritt S3 erfüllt, so geht das Verfahren zu einem Schritt S4 über, in welchem der Umfang des zumindest einen Rades 7, 8, 9, 10 abhängig von der zurückgelegten Wegstrecke S sowie von der Anzahl von Umdrehungen U berechnet wird. Hier kann beispielsweise die zurückgelegte Wegstrecke S durch die Anzahl von Umdrehungen U dividiert werden. An dieser Stelle sei erwähnt, dass zur Erfassung der Anzahl von Umdrehungen U insbesondere ein ABS-Sensor genutzt wird, welcher üblicherweise eine Vielzahl von Impulsen pro Radumdrehung liefert. Selbstverständlich ist in der Recheneinrichtung 5 die Anzahl dieser Impulse pro Umdrehung bzw. die Impulsauflösung bekannt und wird gemäß Schritt S4 berücksichtigt.
Ist das Kriterium gemäß Schritt S3 erfüllt, so kehrt das Verfahren gleichzeitig auch zum Schritt S1 zurück. Somit ist gewährleistet, dass die Information über den tatsächlichen Umfang des zumindest einen Rades 7, 8, 9, 10 fortlaufend aktualisiert werden kann.
In 3 ist nun in schematischer Darstellung eine Straßensituation dargestellt, bei welcher das Kraftfahrzeug 1 über eine Kurve 11 gefahren wird. Dabei ist das Kraftfahrzeug 1 in 3 zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten t1 und t2 gezeigt.
Der in 3 dargestellte Kurvenradius R bezieht sich auf einen Mittelpunkt 12 mittig zwischen den Rädern 9, 10 der hinteren Achse. Dieser Kurvenradius R kann aus dem gelieferten Lenkwinkel α gemäß dem Einspurmodell bestimmt werden, indem der Radstand A berücksichtigt wird. Für die hinteren Räder 9, 10 oder aber für alle Räder 7, 8, 9, 10 des Kraftfahrzeugs 1 kann ein gemeinsamer Wert für den tatsächlichen Umfang berechnet werden. Dabei wird der Kurvenradius R und die Anzahl von Umdrehungen U zumindest eines Rades 7, 8, 9, 10 berücksichtigt. Optional kann auch die jeweilige Anzahl von Umdrehungen U von zumindest zwei Rädern 7, 8, 9, 10, beispielsweise von zumindest den hinteren Rädern 9, 10 oder von allen Rädern 7, 8, 9, 10, berücksichtigt werden, und zwar derart, dass aus den die jeweilige Anzahl von Umdrehungen U angebenden Zahlenwerten beispielsweise ein Mittelwert berechnet wird und der gemeinsame Wert für den Umfang abhängig von dem Mittelwert und von dem Einspur-Kurvenradius R berechnet wird.
Liegt die Information über den Lenkwinkel α gemäß dem Einspurmodell vor, so kann gegebenenfalls auch für die beiden vorderen Räder 7, 8 individuell der genaue Lenkwinkel α unter Berücksichtigung der Geometrieparameter A, W berechnet werden. Der Lenkwinkel des vorderen linken Rades 7 kann sich nämlich abhängig von der Fahrzeuggeometrie von dem Lenkwinkel des vorderen rechten Rades 8 unterscheiden, was anhand des gelieferten Einspur-Lenkwinkels α sowie unter Berücksichtigung der Geometrieparameter A, W ausgerechnet werden kann. Somit ist es auch möglich, den Kurvenradius R individuell für die kurveninneren Räder 8, 10 einerseits und für die kurvenäußeren Räder 7, 9 andererseits zu bestimmen. Dies kann vereinfacht auch so vorgenommen werden, dass zunächst der Kurvenradius R bezogen auf den Mittelpunkt 12 bestimmt wird, und dann abhängig von diesem Kurvenradius R sowie abhängig von der Spurweite W der kurveninnere Radius sowie der kurvenäußere Radius berechnet werden.
Ist der kurveninnere sowie der kurvenäußere Radius R bekannt, kann der Umfang individuell für die kurveninneren Räder 8, 10 einerseits sowie für die kurvenäußeren Räder 7, 9 andererseits bestimmt werden. Weil die Anzahl von Umdrehungen U vorzugsweise auch individuell für jedes Rad 7, 8, 9, 10 gemessen wird, kann der tatsächliche Umfang sogar individuell für jedes Rad 7, 8, 9, 10 berechnet werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1826530 B1 [0002]
EP 0979763 B1 [0003]
EP 1194304 B1 [0004]

Claims

Verfahren zum Bestimmen eines aktuellen Umfangs zumindest eines Rades (7, 8, 9, 10) eines Kraftfahrzeugs (1) mittels einer Fahrerassistenzeinrichtung (2) des Kraftfahrzeugs (1), bei welchem mittels eines Gierratensensors (3) eine Gierrate (G) des Kraftfahrzeugs (1) erfasst wird und der aktuelle Umfang des zumindest einen Rades (7, 8, 9, 10) in Abhängigkeit von der Gierrate (G) und von zumindest einem Geometrieparameter (A, W) des Kraftfahrzeugs (1) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Umfangs ein Lenkwinkel (α) des Kraftfahrzeugs (1) während einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs (1) erfasst wird und ein Kurvenradius (R) der befahrenen Kurve (11) in Abhängigkeit von dem Lenkwinkel (α) und von dem zumindest einen Geometrieparameter (A, W) des Kraftfahrzeugs (1) bestimmt wird, wobei eine von dem Kraftfahrzeug (1) während der Kurvenfahrt zurückgelegte Wegstrecke (S) abhängig von der Gierrate (G) und von dem Kurvenradius (R) bestimmt wird, und wobei der Umfang abhängig von der zurückgelegten Wegstrecke (S) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Radsensors die Anzahl von Umdrehungen (U) des zumindest einen Rades (7, 8, 9, 10) beim Zurücklegen der Wegstrecke (S) erfasst wird und der Umfang anhand der zurückgelegten Wegstrecke (S) und der Anzahl von Umdrehungen (U) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für zumindest zwei Räder (7, 8, 9, 10) des Kraftfahrzeugs (1) der jeweilige Umfang individuell bestimmt wird, wobei zu den zumindest zwei Rädern (7, 8, 9, 10) jeweils eine Anzahl von Umdrehungen (U) des jeweiligen Rades (7, 8, 9, 10) individuell mittels eines zugeordneten Radsensors erfasst wird und der jeweilige Umfang der zumindest zwei Räder (7, 8, 9, 10) anhand der zurückgelegten Wegstrecke (S) und der jeweiligen Anzahl von Umdrehungen (U) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für zumindest zwei Räder (7, 8, 9, 10) des Kraftfahrzeugs (1) der jeweilige Umfang individuell bestimmt wird, wobei die zurückgelegte Wegstrecke (S) jeweils individuell für die zumindest zwei Räder (7, 8, 9, 10) bestimmt wird und der jeweilige Umfang der zumindest zwei Räder (7, 8, 9, 10) anhand der jeweiligen Wegstrecke (S) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für zumindest zwei Räder (7, 8, 9, 10) des Kraftfahrzeugs (1) ein gemeinsamer Wert für den Umfang abhängig von der zurückgelegten Wegstrecke (S), und insbesondere abhängig von der Anzahl von Umdrehungen (U) des zumindest einen Rades (7, 8, 9, 10), bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die zumindest zwei Räder (7, 8, 9, 10) des Kraftfahrzeugs (1) die jeweilige Anzahl von Umdrehungen (U) individuell mittels jeweils eines zugeordneten Radsensors erfasst wird und eine Filterung, insbesondere eine Mittelung, von die jeweilige Anzahl von Umdrehungen (U) angebenden Zahlenwerten durchgeführt wird, wobei der gemeinsame Wert für den Umfang abhängig von dem Ergebnis der Filterung bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der zurückgelegten Wegstrecke (S) umfasst, dass eine Gierwinkeländerung (β) des Kraftfahrzeugs (1) während der Kurvenfahrt durch eine Integration der Gierrate (G) bestimmt wird und die zurückgelegte Wegstrecke (S) anhand der Gierwinkeländerung (β) und des Kurvenradius (R) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen der zurückgelegten Wegstrecke (S) zur Bestimmung des Umfangs unter der Voraussetzung erfolgt, dass ein vorbestimmtes Kriterium bezüglich einer Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs (1) erfüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das vorbestimmte Kriterium zumindest eine der folgenden Bedingungen umfasst: – dass die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (1) in einem vorgegebenen Sollwertebereich liegt und/oder – dass die Gierrate (G) in einem vorgegebenen Sollwertebereich liegt und/oder – dass der Lenkwinkel (α) in einem vorgegebenen Sollwertebereich liegt und/oder – dass zum aktuellen Zeitpunkt kein automatischer Eingriff eines Fahrdynamikregelungssystems des Kraftfahrzeugs (1) vorliegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – überprüft wird, ob die zurückgelegte Wegstrecke (S) größer als ein vorgegebener Schwellwert ist, und das Bestimmen des Umfangs anhand der zurückgelegten Wegstrecke (S) unter der Voraussetzung erfolgt, dass die zurückgelegte Wegstrecke (S) größer als der Schwellwert ist, und/oder – überprüft wird, ob eine Gierwinkeländerung (β) des Kraftfahrzeugs (1) während der Kurvenfahrt größer als ein vorgegebener Schwellwert ist, und das Bestimmen des Umfangs anhand der zurückgelegten Wegstrecke (S) unter der Voraussetzung erfolgt, dass die Gierwinkeländerung (β) größer als der Schwellwert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Umfang des zumindest einen Rades (7, 8, 9, 10) beim Bestimmen einer Parkbahn mittels eines Parkassistenzsystems des Kraftfahrzeugs (1) berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Umfang des zumindest einen Rades (7, 8, 9, 10) mit einem Referenzwert, insbesondere mit einem vordefinierten Referenzwert und/oder mit dem ermittelten aktuellen Umfang eines anderen Rades (7, 8, 9, 10) des Kraftfahrzeugs (1), verglichen wird.
Fahrerassistenzeinrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), welche dazu ausgelegt ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
Kraftfahrzeug (1) mit einer Fahrerassistenzeinrichtung (2) nach Anspruch 13.