DE102008063567A1

DE102008063567A1 - Einschlagwinkelbestimmung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102008063567A1
Application number: DE102008063567A
Authority: DE
Inventors: Vladimir Dr. Koukes; Ralf Herbst; Mathias Niepelt; Robert Schmidt; Jochen FÜHRER
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2010-04-22
Also published as: KR20110079841A; EP2340192A1; US8509994B2; KR101637887B1; WO2010043702A1; US20110301815A1; EP2340192B1; CN102186717A; CN102186717B

Abstract

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Lenkwinkelbestimmung unter Verwendung eines einspurigen Modells des Fahrzeugs durchgeführt, wobei eine Korrektur des Lenkwinkels nur dann erfolgt, wenn die Differenz zwischen der Ableitung eines gemessenen Einschlagwinkels und der Ableitung eines berechneten Einschlagwinkels unterhalb eines Schwellwerts liegt. Andernfalls wird die Messung wiederholt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft die Einschlagwinkel- oder Lenkwinkelbestimmung von Fahrzeugen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Einschlagwinkelbestimmungssystem zur Bestimmung eines Einschlagwinkels eines Fahrzeugs, ein Verfahren zur Bestimmung eines Einschlagwinkels eines Fahrzeugs, ein Programmelement sowie ein computerlesbares Medium.
Technologischer Hintergrund
Kostengünstige Sensoren für die Messung des Lenkradwinkels liefern relative Werte des Winkels bezogen zur Position des Lenkrades beim Zündungsstart des Fahrzeugs. Der gemessene Winkel des Lenkrades beim Zündungsstart ist allerdings im Regelfall bezüglich der Mittelstellung des Lenkrades verschoben (sog. Nullverschiebung oder Offset). Nach dem Start der Zündung zeigt der Sensor also zuerst unabhängig von der Lenkradposition einen Nullwert an, obwohl der Winkel nicht in jedem Fall gleich Null ist. Der Lenkwinkel muss jedoch genau (und absolut) gemessen werden, weil er im elektronischen Stabilitätsprogramm (ESP) benutzt wird und für die Sicherheit des Fahrzeugs von großer Bedeutung ist.
DE 697 14 806 T2 offenbart ein Verfahren zum Ermitteln der Stellung eines Lenkrades, bei dem die Mittelstellung des Lenkrades mit einem ersten vorgegebenen Algorithmus oder einem zweiten vorgegebenen Algorithmus geschätzt wird, je nachdem, ob ein berechneter Lenkradeinschlagwinkel innerhalb oder außerhalb eines bestimmten Intervalls liegt. Abhängig von dem verwendeten Algorithmus ergibt sich ein schnelleres oder langsameres Einpendeln auf einen Mittelstellungswert.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine schnelle und genaue Bestimmung der Nullverschiebung des gemessenen Lenkwinkels und damit eine schnelle und genaue Bestimmung des tatsächlichen Einschlagwinkels bereitzustellen.
Es sind ein System zur Einschlagwinkelbestimmung, ein Verfahren zur Bestimmung eines Einschlagwinkels, ein Programmelement und ein computerlesbares Medium gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche angegeben.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen gleichermaßen das Einschlagwinkelbestimmungssystem, das Verfahren, das Programmelement und das computerlesbare Medium. In anderen Worten lassen sich die im Folgenden im Hinblick auf das Einschlagwinkelbestimmungssystem genannten Merkmale auch in dem Verfahren, dem Programmelement oder dem computerlesbaren Medium implementieren, und umgekehrt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Einschlagwinkelbestimmungssystem zur Bestimmung eines Einschlagwinkels eines Fahrzeugs angegeben, welches eine Sensoranordnung und eine Steuereinheit aufweist. Die Sensoranordnung dient der Messung einer Gierrate und eines Lenkwinkels des Fahrzeugs. Aus dem gemessenen Lenkwinkel ergibt sich in Kenntnis der Lenkübersetzung der (somit zumindest indirekt) gemessene Einschlagwinkel. Die Steuereinheit ist ausgeführt zur Berechnung des Einschlagwinkels auf Basis der gemessenen Gierrate und des gemessenen Lenkwinkels. Weiterhin ist die Steuereinheit zur Berechnung einer zeitlichen Ableitung des gemessenen Einschlagwinkels und einer zeitlichen Ableitung des berechneten Einschlagwinkels sowie zur Bestimmung, ob eine erste Abweichung zwischen der Ableitung des gemessenen Einschlagwinkels und der Ableitung des berechneten Einschlagwinkels unterhalb einer ersten vorbestimmten Schwelle liegt, ausgeführt.
Weiterhin dient die Steuereinheit zur Durchführung einer Korrektur des gemessenen Einschlagwinkels auf Basis des berechneten Einschlagwinkels, insbesondere wenn die erste Abweichung unterhalb der ersten Schwelle liegt. Wenn die erste Abweichung nicht unterhalb der ersten Schwelle liegt, sondern darüber, werden die Messung der Gierrate und des Lenkwinkels sowie die sich daran anschließenden Berechnungen wiederholt.
Aber selbst wenn die erste Abweichung nicht unterhalb der ersten Schwelle liegt kann der Einschlagwinkel trotzdem korrigiert werden. Der korrigierte Wert bzw. die berechnete Nullverschiebung wird zusammen mit den Informationen bezüglich der Güte der Korrektur (also z. B. die erste Abweichung und ggf. weitere Werte wie Vertrauensintervall und Standardabweichung der Nullverschiebung) an entsprechende Fahrzeugsysteme weitergegeben (z. B. an das ESP). Diese Systeme können dann in einem ersten Schritt den berechneten Wert verwenden, und wissen gleichzeitig, wie „gut” dieser Wert ist. Später wird den Systemen dann ein neu berechneter Wert (unter Zuhilfenahme weiterer Messwerte) geliefert. In anderen Worten wird den Systemen bereits ab einem sehr frühen Zeitpunkt ein brauchbarer Wert für die Nullverschiebung bereitgestellt, der dann immer wieder verbessert wird. Nach und gegebenenfalls während der Übergabe werden weitere Messwerte erfasst, so dass neue, genauere Berechnungen stattfinden können. Die neuen Werte (Nullverschiebung, erste Abweichung und ggf. weitere Werte wie Vertrauensintervall und Standardabweichung der Nullverschiebung) werden wieder an die Fahrzeugsysteme übergeben, so dass sich das Verfahren dem tatsächlichen Wert für die Nullverschiebung annähert.
Es ist zu beachten, dass, wenn im Folgenden von Einschlagwinkel oder Lenkwinkel die Rede ist, diese Begriffe synonym verwendet werden können, da der Einschlagwinkel direkt aus dem Lenkwinkel berechnet werden kann, und umgekehrt.
Letztendlich ist es also nicht wesentlich, ob Messdaten bezüglich des Lenkwinkels oder Messdaten bezüglich des Einschlagwinkels bereitgestellt werden.
Beispielsweise wird der Einschlagwinkel unter Verwendung des sog. Einspurmodells bestimmt. Der Einschlagwinkel wird allerdings nur dann berechnet, wenn die Messwerte „gut genug” sind, wenn also das Modell hinreichend gut anwendbar ist (gültig ist). Um dies zu entscheiden, wird überprüft, ob die zeitlichen Ableitungen zwischen dem gemessenen Einschlagwinkel und dem berechneten Einschlagwinkel nahe genug beisammen liegen. Sind die Unterschiede zu groß, übersteigen also eine bestimmte Schwelle, müssen weitere Messungen erfolgen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Steuereinheit weiterhin ausgeführt zur Bestimmung, ob eine zweite Abweichung zwischen einem ersten gemessenen Einschlagwinkel (bzw. ersten Lenkwinkel) und einem zeitlich darauf folgenden zweiten gemessenen Einschlagwinkel (bzw. einem zeitlich darauf folgenden zweiten gemessenen Lenkwinkel) unterhalb einer zweiten vorbestimmten Schwelle liegt.
Weiterhin wird die Korrektur des gemessenen Einschlagwinkels auf Basis des berechneten Einschlagwinkels nur dann durchgeführt, wenn die zweite Abweichung unterhalb der zweiten Schwelle liegt. Andernfalls wird die Messung wiederholt.
Ebenso werden die darauf folgenden Berechnungen wiederholt, bis auch diese zweite Bedingung erfüllt ist.
Es wird also bestimmt, ob die Güte der Messungen des Lenkwinkels bzw. des Einschlagwinkels ausreichend hoch ist. Dies muss nicht zwingend dadurch geschehen, dass die Unterschiede zwischen benachbarten Messwerten mit einem Schwellwert verglichen werden. Zur Abschätzung, ob die Güte der Messung ausreicht, kann auch verifiziert werden, dass der Messwert nicht außerhalb eines bestimmten Bereich liegt, z. B. |δ| < S. Außerdem kann ein Mittelwert über ein bestimmtes, verhältnismäßig kurzes Zeitintervall gebildet werden. Der Messwert darf sich von diesem Mittelwert nicht viel unterscheiden. Auch kann zusätzlich kontrolliert werden, ob der Sensor fehlerfrei funktioniert.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Steuereinheit weiterhin zur Ermittlung einer gemittelten Nullverschiebung eines Sensors der Sensoranordnung zur Messung des Einschlagwinkels auf Basis einer Mittelung mehrerer berechneter Nullverschiebungen über die Zeit ausgeführt.
Weiterhin ist die Steuereinheit zur Korrektur des gemessenen Einschlagwinkels auf Basis der gemittelten Nullverschiebung ausgeführt.
Alternativ kann, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, eine gefilterte Nullverschiebung des Sensors der Sensoranordnung auf Basis einer Filterung der gemessenen Gierrate und des gemessenen Einschlagwinkels erfolgen, woraufhin der gemessene Einschlagwinkel auf Basis der gefilterten Nullverschiebung korrigiert wird.
Dies kann dann vorteilhaft sein, wenn nicht genügend Speicherplatz für die Speicherung der für die Mittelwertbildung notwendigen Messwerte zur Verfügung steht.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Korrektur des gemessenen Einschlagwinkels nur dann vorgenommen, wenn eine geschätzte Standardabweichung der berechneten oder gefilterten Nullverschiebungen innerhalb einer vorbestimmten dritten Schwelle liegt.
Weiterhin kann neben der Standardabweichung auch das sogenannte Vertrauensintervall berechnet werden.
Standardabweichung und Vertrauensintervall werden bereits nach kurzer Zeit seit Beginn des Verfahrens, also in der Regel seit Einschalten der Zündung (also z. B. nach der Verarbeitung von zwei oder drei Messwerten) zum ersten Mal berechnet. Die berechnete Nullverschiebung, die Standardabweichung und das Vertrauensintervall werden dann den entsprechenden Fahrzeugsystemen (z. B. ESP, Fahrzeugkontrollsysteme) übergeben. Gleichzeitig bzw. danach werden weitere Messwerte erfasst, so dass neue, genauere Berechnungen stattfinden können. Die neuen Werte (Nullverschiebung, Standardabweichung und Vertrauensintervall) werden wieder an die Fahrzeugsysteme übergeben, so dass sich das Verfahren dem tatsächlichen Wert für die Nullverschiebung annähert.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Messungen und die darauf folgenden Berechnungen wiederholt, wenn die geschätzte Standardabweichung der berechneten oder gefilterten Nullverschiebungen oberhalb der dritten Schwelle liegt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Filterung mit einer erhöhten Filterkonstante wiederholt, wenn die geschätzte Standardabweichung oberhalb der dritten Schwelle liegt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Steuereinheit ein ESP-Steuergerät.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem oben beschriebenen Einschlagwinkelbestimmungssystem angegeben.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung eines Einschlagwinkels eines Fahrzeugs angegeben, bei dem eine Gierrate und ein Lenkwinkel des Fahrzeugs gemessen wird, wobei sich aus dem gemessenen Lenkwinkel ein (gemessener) Einschlagwinkel ergibt. Weiterhin erfolgt eine Berechnung des Einschlagwinkels auf Basis der gemessenen Gierrate und des gemessenen Lenkwinkels. Auch wird die zeitliche Ableitung des gemessenen Einschlagwinkels und die zeitliche Ableitung des berechneten Einschlagwinkels berechnet. Daraufhin erfolgt eine Bestimmung, ob eine erste Abweichung zwischen der Ableitung des gemessenen Einschlagwinkels und der Ableitung des berechneten Einschlagwinkels unterhalb einer ersten vorbestimmten Schwelle liegt. Wenn die erste Abweichung unterhalb der ersten Schwelle liegt, erfolgt eine Korrektur des gemessenen Einschlagwinkels auf Basis des berechneten Einschlagwinkels. Falls die erste Abweichung oberhalb der ersten Schwelle liegt, werden die Messungen und die darauf folgenden Berechnungen wiederholt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Programmelement angegeben, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die oben angegebenen Verfahrensschritte durchzuführen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein computerlesbares Medium angegeben, auf dem ein Programmelement gespeichert ist, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die oben angegebenen Verfahrensschritte durchzuführen.
Dabei kann das Programmelement z. B. Teil einer Software sein, die auf einem Prozessor eines ESP-Steuergeräts gespeichert ist. Der Prozessor kann dabei ebenso Gegenstand der Erfindung sein. Weiterhin umfasst dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Programmelement, welches schon von Anfang an die Erfindung verwendet, sowie auch ein Programmelement, welches durch eine Aktualisierung (Update) ein bestehendes Programm zur Verwendung der Erfindung veranlasst.
Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 zeigt ein Einschlagwinkelbestimmungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
In der folgenden Figurenbeschreibung werden für die gleichen oder ähnlichen Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet.
1 zeigt ein Einschlagwinkelbestimmungssystem 100, welches neben einer Steuereinheit 103, die beispielsweise in Form einer CPU ausgeführt ist, mehrere Sensoren 101, 102, 104 aufweist.
Der Sensor 101 dient der Messung der Gierrate des Fahrzeugs. Außerdem misst der Sensor 101 die zeitliche Ableitung der Gierrate. Auch können hierfür mehrere Sensoren vorgesehen sein. Auch ist es möglich, dass die zeitliche Ableitung der Gierrate nicht gemessen sondern berechnet wird, beispielsweise durch die Steuereinheit 103.
Der Sensor 102 misst den (relativen) Lenkwinkel des Fahrzeugs und der Sensor 104 misst die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder dessen Beschleunigung. Die Beschleunigung kann alternativ auch aus dem zeitlichen Verlauf der gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet werden.
Die Steuereinheit 103 dient der Berechnung des Lenkwinkels bzw. des Einschlagwinkels und zur Korrektur der Nullverschiebung. Eine theoretische, modellbasierte Berechnung des Lenkwinkels ist insbesondere dann wichtig, wenn das Fahrzeug in der Anfahrtsphase nach dem Zündungsstart einige Zeit lang konstant in eine Richtung (links oder rechts) fährt, die Lenkung also eingeschlagen ist.
Die Nullverschiebung des Lenkwinkels und die Korrektur der Messergebnisse basieren auf dem sog. einspurigen Modell des Fahrzeugs (vgl. auch Zomotor, Adam, Fahrwerktechnik: Fahrverhalten; Vogel 1987).
Beim einspurigen Modell wird der Zusammenhang zwischen dem Einschlagwinkel und der Gierrate verwendet. Ein Lenkwinkel ist mit dem Einschlagwinkel δ₀ (z. B. der Vorderradeinschlagwinkel) verbunden: δ0 = λ/K (1)

λ: – Lenkwinkel
K: – Lenkübersetzung

Laut dem einspurigen Modell des Fahrzeugs kann der Zusammenhang zwischen dem Einschlagwinkel und der Gierrate wie folgt beschrieben werden:

δ_theoret: – theoretisch ermittelte Einschlagwinkel
l: – Radstand
V: – Geschwindigkeit
ψ .: – Gierrate
EG: – Eigenlenkgradient (ist im Rahmen des Einspurmodells ein Fahrzeugparameter).

Das Verhältnis (2) darf in der Regel nur bei bestimmten begrenzten Bedingungen benutzt werden, z. B. [vgl. M. Mitschke; Dynamik der Kraftfahrzeuge; Band C; Springer-Verlag 1990]:

1. Fahrgeschwindigkeit V = const. (keine Beschleunigung in Fahrzeuglängsrichtung).
2. Zwei Freiheitsgrade: Gierbewegung und Schwimmbewegung.
3. Keine Wankbewegung, keine Radlastdifferenz zwischen kurveninneren und kurvenäußeren Rad einer Achse.
4. Keine Hub- und Nickbewegung, konstante Radlasten an Vorder- und Hinterachse.
5. Die Radaufstandspunkte, an denen die zur Kurshaltung erforderlichen Seitenkräfte der Reifen angreifen, werden achsweise in der Fahrzeugmitte zusammengefasst.
6. Kleine Lenk- und Schräglaufwinkel, linearisierte Seitenkraftkennlinien an den Reifen.
7. Die Reifennachläufe und Rückstellmomente infolge der Schräglaufwinkel werden vernachlässigt.
8. Keine Umfangskräfte an den Reifen. (Die Bedingung V = const. erfordert Längskräfte, die jedoch bei kleinen Einschlagwinkeln vernachlässigt werden können.)

Bei der Berechnung des Einschlagwinkels und der Korrektur der Messergebnisse des Einschlagwinkelsensors ist es erforderlich darauf zu achten, dass das Verhältnis (2) bzw. das Einspurmodell gültig ist. Andernfalls wird die Korrektur fehlerhaft.
Für die Überwachung des Fahrzeugzustands und der Fahrbedingungen wird eine zeitliche Ableitung
des gemessenen Einschlagwinkels berechnet. Von (2) folgt für die theoretische zeitliche Ableitung:
wobei ψ .. die Gierbeschleunigung und
a die Fahrzeugbeschleunigung ist.
Eine zeitliche Ableitung des gemessenen Einschlagwinkels wird nicht von der Nullverschiebung beeinflusst. Falls das Verhältnis (3) gültig ist, dürfen die gemessenen und berechneten Werte nur kleine Unterschiede haben:
wobei ε ein kleiner Schwellenwert ist.
Die Berechnung nach (4) wird auf der Basis von den verfügbaren gemessenen oder berechneten Werten δ, δ ., ψ ., ψ .., V, a in einem ESC Steuergerät gemacht. Außerdem wird überwacht, ob die gemessenen Werte keine zu große Sprünge haben, z. B.: |λn – λn-1| < ε1 (5)

λ_n-1: – gemessener Lenkwinkel in der Messung n – 1;
λ_n: – gemessener Lenkwinkel in der Messung n;

Wenn (4) und (5) erfüllt sind, darf der Rollwinkel nach (2) berechnet werden. In diesem Fall werden die theoretischen Werte δ_theoret für die Korrektur der gemessenen Werte des Einschlagwinkels benutzt.
Der gemessene Lenkwinkel wird wie folgt geschrieben:
wobei Δ die Nullverschiebung des Sensors ist.
Die Ergebnisse von N Messungen werden summiert und für die Ermittlung der Nullverschiebung des Sensors benutzt:
wobei Δ N ein über die Zeit gemittelter Wert der Nullverschiebung ist.
Für diesen Wert wird eine Einschätzung für die Standartabweichung σ und den Vertrauensinterwall p·σ_N berechnet:
wobei p = p(N) ein empirischer Parameter und von N abhängig ist.
Das Vertrauensintervall p·σ_N wird im ESP für die adaptive Parameteränderung des Kontrollsystems benutzt.
Es wird überprüft, ob σ_N klein genug ist: σN < S0 (9)wobei S₀ ein Parameter ist, der abhängig von den Anforderungen des ESC festgelegt wird.
Wenn σ_N zu groß ist, werden die Messungen weiter durchgeführt und die Berechnungen wie in den Gleichungen (7) bis (8) für die nächsten Messungen wiederholt.
Es werden so lange ähnliche Schritte wiederholt, bis der Wert σ klein genug wird (das Verhältnis der Gleichung (9) ist also gültig).
Der korrigierte Lenkwinkel wird wie folgt berechnet: λ0 = λ – Δ N (10)
Um die oben beschriebene Methode benutzen zu können ist es erforderlich, N Messwerte V, ψ . und λ in einem Speicher beizubehalten. Wenn dies nicht möglich ist, kann eine andere, vereinfachte Methode benutzt werden. Statt der Mittelwertbildung wird ein Tiefpassfilter mit einer Filterkonstante F benutzt:
wobei Δ ~F ein gefilterter Wert der Nullverschiebung ist.
Die Einschätzungen für die Standartabweichung und den Vertrauensintervall werden wie in (8) berechnet:
Falls die eingeschätzte Standartabweichung zu groß ist (σ_F > S₀), wird die Filterkonstante so lange stufenweise erhöht, bis dieser Wert klein genug wird (σ_F < S₀).
Der korrigierte Lenkwinkel wird wie folgt berechnet: λ0 = λ – Δ ~F (13)
2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Gierrate 201, die zeitliche Ableitung der Gierrate 202, der Lenkwinkel 203, die zeitliche Änderung des Lenkwinkels 204 sowie die Fahrzeuggeschwindigkeit 205 bzw. die Fahrzeugbeschleunigung fließen in die Berechnung der theoretischen zeitlichen Ableitung des Einschlagwinkels 206 ein.
Hierbei werden beispielsweise die Gierrate 201, der Lenkwinkel 203 sowie die Fahrzeuggeschwindigkeit 205 gemessen. Die zeitliche Ableitung der Gierrate 202 sowie die Beschleunigung des Fahrzeugs sowie die zeitliche Ableitung des Lenkwinkels 204 können berechnet oder alternativ auch gemessen werden.
In Schritt 207 werden dann die Differenzen zwischen der theoretischen zeitlichen Ableitung des Einschlagwinkels und der gemessenen zeitlichen Ableitung des Einschlagwinkels mit einem ersten Schwellwert ε und die Differenz benachbarter gemessener Lenkwinkel mit einem zweiten Schwellwert ε1 verglichen.
Liegen diese Differenzen jeweils unterhalb dem entsprechenden Schwellwert werden in Schritt 208 weitere Berechnungen durchgeführt. Liegt zumindest eine dieser Differenzen nicht unterhalb des entsprechenden Schwellwertes, werden weitere Messwerte hinzugezogen und das Verfahren mit Schritt 206 fortgeführt.
Sind allerdings die Bedingungen (4) und (5) erfüllt, werden in Schritt 208 die Ergebnisse aus N Messungen summiert (siehe auch Gleichung (7)).
In Schritt 209 erfolgt dann die Berechnung der zeitlich gemittelten Nullverschiebung, der Standardabweichung sowie des Vertrauensintervalls.
In Schritt 210 wird dann bestimmt, ob die Standardabweichung klein genug ist, also unterhalb eines bestimmten Schwellwerts liegt. Ist die Standardabweichung zu groß, werden weitere Messwerte hinzugezogen und die Berechnung 206 gefolgt von den Schritten 207 bis 210 erneut durchgeführt.
Liegt die Standardabweichung unterhalb des vorbestimmten Schwellwerts, wird in Schritt 211 der korrigierte Lenkwinkel durch die Gleichung (10) berechnet.
Alternativ zur Mittelwertbildung kann auch ein Tiefpassfilter mit einer Filterkonstante eingesetzt werden (siehe Gleichungen (11), (12) und (13)).
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend” und „aufweisend” keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine” oder „ein” keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 69714806 T2 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Zomotor, Adam, Fahrwerktechnik: Fahrverhalten; Vogel 1987 [0042]
- M. Mitschke; Dynamik der Kraftfahrzeuge; Band C; Springer-Verlag 1990 [0045]

Claims

Einschlagwinkelbestimmungssystem zur Bestimmung eines Einschlagwinkels eines Fahrzeugs, das Einschlagwinkelbestimmungssystem (100) aufweisend: Sensoranordnung (101, 102) zur Messung einer Gierrate und eines Lenkwinkels des Fahrzeugs, woraus sich ein gemessener Einschlagwinkel ergibt; Steuereinheit (103), ausgeführt zur: Berechnung des Einschlagwinkels auf Basis der gemessenen Gierrate und des gemessenen Lenkwinkels; Berechnung einer zeitlichen Ableitung des gemessenen Einschlagwinkels und einer zeitlichen Ableitung des berechneten Einschlagwinkels; Bestimmung, ob eine erste Abweichung zwischen der Ableitung des gemessenen Einschlagwinkels und der Ableitung des berechneten Einschlagwinkels unterhalb einer ersten vorbestimmten Schwelle liegt; Korrektur des gemessenen Einschlagwinkels auf Basis des berechneten Einschlagwinkels; und Wiederholung der Messung und der darauffolgenden Berechnungen, wenn die erste Abweichung oberhalb der ersten Schwelle liegt.
Einschlagwinkelbestimmungssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (103) weiterhin ausgeführt ist zur: Bestimmung, ob eine zweite Abweichung zwischen einem ersten gemessenen Einschlagwinkel und einem zeitlich darauffolgenden zweiten gemessenen Einschlagwinkel unterhalb einer zweiten vorbestimmten Schwelle liegt; und Wiederholung der Messung und der darauffolgenden Berechnungen, wenn die zweite Abweichung oberhalb der zweiten Schwelle liegt.
Einschlagwinkelbestimmungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (103) weiterhin ausgeführt ist zur: Ermittlung einer gemittelten Nullverschiebung eines Sensors (101) der Sensoranordnung (101, 102) zur Messung des Einschlagwinkels auf Basis einer Mittelung mehrerer berechneter Nullverschiebungen über die Zeit; Korrektur des gemessenen Einschlagwinkels auf Basis der gemittelten Nullverschiebung.
Einschlagwinkelbestimmungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinheit (103) weiterhin ausgeführt ist zur: Ermittlung einer gefilterten Nullverschiebung eines Sensors (101) der Sensoranordnung (101, 102) zur Messung des Einschlagwinkels auf Basis einer Filterung der gemessenen Gierrate und des gemessenen Einschlagwinkels; Korrektur des gemessenen Einschlagwinkels auf Basis der gefilterten Nullverschiebung.
Einschlagwinkelbestimmungssystem nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Messungen und der darauffolgenden Berechnungen wiederholt werden, wenn eine geschätzte Standardabweichung der berechneten oder gefilterten Nullverschiebungen oberhalb einer vorbestimmten dritten Schwelle liegt.
Einschlagwinkelbestimmungssystem nach Anspruch 5, wobei die Filterung mit einer erhöhten Filterkonstante wiederholt wird, wenn die geschätzte Standardabweichung oberhalb der dritten Schwelle liegt.
Einschlagwinkelbestimmungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 6, wobei weiterhin ein Vertrauensintervall hinsichtlich der Nullverschiebungen berechnet wird; wobei die Standardabweichung, das Vertrauensintervall und die entsprechende Nullverschiebung von einem ESP Steuergerät zur Fahrerassistenz weiterverwendet werden, selbst wenn das Vertrauensintervall und die Standardabweichung nicht unterhalb der vorbestimmten Schwellen liegen.
Einschlagwinkelbestimmungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (103) ein ESP Steuergerät ist.
Fahrzeug mit einem Einschlagwinkelbestimmungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Verfahren zur Bestimmung eines Einschlagwinkels eines Fahrzeugs, das Verfahren aufweisend die Schritte: Messung einer Gierrate und eines Lenkwinkels des Fahrzeugs, woraus sich ein gemessener Einschlagwinkel ergibt; Berechnung des Einschlagwinkels auf Basis der gemessenen Gierrate und des gemessenen Lenkwinkels; Berechnung einer zeitlichen Ableitung des gemessenen Einschlagwinkels und einer zeitlichen Ableitung des berechneten Einschlagwinkels; Bestimmung, ob eine erste Abweichung zwischen der Ableitung des gemessenen Einschlagwinkels und der Ableitung des berechneten Einschlagwinkels unterhalb einer ersten vorbestimmten Schwelle liegt; Korrektur des gemessenen Einschlagwinkels auf Basis des berechneten Einschlagwinkels; und Wiederholung der Messung und der darauffolgenden Berechnungen, wenn die erste Abweichung oberhalb der ersten Schwelle liegt.
Programmelement, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die folgenden Schritte durchzuführen: Berechnung eines Einschlagwinkels eines Fahrzeugs auf Basis einer gemessenen Gierrate und eines gemessenen Lenkwinkels, woraus sich ein gemessener Einschlagwinkel ergibt; Berechnung einer zeitlichen Ableitung des gemessenen Einschlagwinkels und einer zeitlichen Ableitung des berechneten Einschlagwinkels; Bestimmung, ob eine erste Abweichung zwischen der Ableitung des gemessenen Einschlagwinkels und der Ableitung des berechneten Einschlagwinkels unterhalb einer ersten vorbestimmten Schwelle liegt; Korrektur des gemessenen Einschlagwinkels auf Basis des berechneten Einschlagwinkels; und Wiederholung der Messung und der darauffolgenden Berechnungen, wenn die erste Abweichung oberhalb der ersten Schwelle liegt.
Computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement gespeichert ist, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die folgenden Schritte durchzuführen: Berechnung eines Einschlagwinkels eines Fahrzeugs auf Basis einer gemessenen Gierrate und eines gemessenen Lenkwinkels, woraus sich ein gemessener Einschlagwinkel ergibt; Berechnung einer zeitlichen Ableitung des gemessenen Einschlagwinkels und einer zeitlichen Ableitung des berechneten Einschlagwinkels; Bestimmung, ob eine erste Abweichung zwischen der Ableitung des gemessenen Einschlagwinkels und der Ableitung des berechneten Einschlagwinkels unterhalb einer ersten vorbestimmten Schwelle liegt; Korrektur des gemessenen Einschlagwinkels auf Basis des berechneten Einschlagwinkels, wenn die erste Abweichung unterhalb der ersten Schwelle liegt; und Wiederholung der Messung und der darauffolgenden Berechnungen, wenn die erste Abweichung oberhalb der ersten Schwelle liegt.