DE102006030590B4 - Method and device for determining the direction of travel of a vehicle - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Bestimmung der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs, wobeimindestens zwei Raddrehzahlen zur Bestimmung von Radgeschwindigkeiten(V1j, V2j,…)ausgewertet, korreliert undmit einem Sensor eine Längsbeschleunigung (ax) oder alternativ eine Nickrate zu einem Zeitschritt (j) gemessen unddie Radgeschwindigkeiten, die Längsbeschleunigung oder alternativ die Nickrate gemeinsam analysiert werden, um Bedingungen auszugeben, auf deren Basis eine Fahrtrichtungsentscheidung nach einem Zustandsdiagramm getroffen wird, wobei durch Vergleich mit einem zeitlichen Vorgängerwert der Radgeschwindigkeit(Vmaxj−1)und einer Minimalgeschwindigkeit der Radgeschwindigkeit (Vmin) aufgrund einer Ungleichungsbeziehung(Vmaxj−1<Vmin<Vmaxj) untersucht wird, ob sich das Fahrzeug zu bewegen begonnen hat, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maximalwert der Radgeschwindigkeiten(Vmaxj≡max(|Vrefj|, |V1j|, |V2j|,…))und eine Referenzgeschwindigkeit der Radgeschwindigkeit(Vrefj)des Fahrzeugsaus der Reihe der erhaltenen Raddrehzahlen(V1j, V2j, ….)bestimmt werden unddass untersucht wird, ob eine minimal messbare Geschwindigkeit der Radgeschwindigkeit (Vmin) durch die Maximalgeschwindigkeit der Radgeschwindigkeit(Vmaxj)des Fahrzeugs überschritten wurde, wobeifür den Zeitpunkt (j) eine erste zeitliche Ableitung der gefilterten Längsbeschleunigung (ax) ausgewertet wird.Method for determining the direction of travel of a vehicle, wherein at least two wheel speeds for determining wheel speeds (V1j, V2j,...) are evaluated, correlated and a longitudinal acceleration (ax) or alternatively a pitch rate is measured with a sensor at a time step (j) and the wheel speeds, the longitudinal acceleration or alternatively, the pitch rate can be analyzed together in order to output conditions on the basis of which a decision on the direction of travel is made according to a state diagram, by comparison with a previous value of the wheel speed (Vmaxj−1) and a minimum speed of the wheel speed (Vmin) based on an inequality relationship (Vmaxj− 1<Vmin<Vmaxj) is examined whether the vehicle has started to move, characterized in that a maximum value of the wheel speeds (Vmaxj≡max(|Vrefj|, |V1j|, |V2j|,…)) and a reference speed of the Wheel speed (Vrefj) of the vehicle is determined from the series of wheel speeds obtained (V1j, V2j, ....) and that it is examined whether a minimum measurable speed of the wheel speed (Vmin) has been exceeded by the maximum speed of the wheel speed (Vmaxj) of the vehicle, whereby for Time point (j) a first time derivative of the filtered longitudinal acceleration (ax) is evaluated.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs sowie eine entsprechende Vorrichtung.The present invention relates to a method for determining the direction of travel of a vehicle and a corresponding device.

Nach aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Bestimmung der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs wird auf Basis einer i.d.R. fortlaufenden Messung einer Gierrate das Verhalten der Gierrate üblicherweise mit einem aus den Beträgen der Raddrehzahlen berechneten Referenzwert verglichen. Unterscheiden sich die Gierraten um den Faktor -1, wird auf Rückwärtsfahrt erkannt. Unterscheiden sich gemessene und berechnete Gierrate um den Faktor +1, also gar nicht, wird auf Vorwärtsfahrt erkannt. Die sichere Erkennung des Faktors +1 oder -1 ist jedoch nur mit einer gewissen Zeitverzögerung möglich, die im Wesentlichen von einem jeweils gefahrenen Kurvenradius abhängt. Eine sichere Erkennung kann somit beliebig lange dauern, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt.According to methods known from the prior art for determining the direction of travel of a vehicle, the behavior of the yaw rate is usually compared with a reference value calculated from the amounts of the wheel speeds on the basis of an usually continuous measurement of a yaw rate. If the yaw rates differ by a factor of -1, reverse travel is detected. If the measured and calculated yaw rates differ by a factor of +1, i.e. not at all, forward travel is detected. However, the reliable detection of the factor +1 or -1 is only possible with a certain time delay, which essentially depends on the curve radius being driven. Reliable detection can therefore take any length of time if the vehicle is driving straight ahead.

Die DE 691 07 984 T2 beschreibt eine Anordnung zur Fahrzeug-Fahrtrichtungsabschätzung mit einer Radgeschwindigkeits-Berechnungseinrichtung zum Messen einer Drehgeschwindigkeit eines Rades und zum Erzeugen eines Absolutwerts davon als eine Radgeschwindigkeit von zumindest einem Rad eines Fahrzeugs bei einem Betriebszyklus, einer Berechnungseinheit für eine geschätzte Fahrzeugbeschleunigung zum Berechnen einer geschätzten Fahrzeugbeschleunigung, geschätzt aus der Radgeschwindigkeit, einem Trägheitskrafttyp-Beschleunigungsmesser zum Erzeugen einer trägheitskraftmäßig erfassten Beschleunigung, einer ersten Differenziereinrichtung zum Differenzieren der trägheitskraftmäßig erfassten Beschleunigung und zum Erzeugen eines ersten Differentialwertes, einer zweiten Differenziereinrichtung zum Differenzieren der geschätzten Fahrzeugbeschleunigung und zum Erzeugen eines zweiten Differentialwertes und einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Fahrtrichtung der Fahrzeugfahrt basierend auf dem ersten und zweiten Differentialwert.The DE 691 07 984 T2 describes an arrangement for vehicle direction estimation with a wheel speed calculation device for measuring a rotation speed of a wheel and for generating an absolute value thereof as a wheel speed of at least one wheel of a vehicle in an operating cycle, an estimated vehicle acceleration calculation unit for calculating an estimated vehicle acceleration, estimated from the wheel speed, an inertial force type accelerometer for generating an inertial force detected acceleration, a first differentiating device for differentiating the inertia force detected acceleration and generating a first differential value, a second differentiating device for differentiating the estimated vehicle acceleration and generating a second differential value and a detecting device for detecting the direction of travel of the vehicle based on the first and second differential values.

Aus der WO 02/ 062 640 A1 geht ein Verfahren zur Fahrtrichtungserkennung eines Fahrzeugs hervor, die die Fahrzeuggeschwindigkeit bei einer Bergfahrt durch Beeinflussung der Betriebsbremse konstant hält oder begrenzt. Die Erkennung der Fahrtrichtung wird in Abhängigkeit von internen und/oder externen Fahrzeuggrößen, wie der Motordrehzahl, dem Motormoment, der Fahrpedalstellung, dem eingelegten Gang, dem Kupplungszustand, dem Drehverhalten der Räder, der Längsbeschleunigung, der Fahrbahnneigung, durch Korrelation mindestens zweier Größen ermittelt und die Auswahl der zu korrelierenden Fahrzeuggrößen erfolgt nach Maßgabe einer Statusbestimmung der Fahrzeuggrößen und/oder wenn die Fahrzeuggrößen hinsichtlich ihrer Zeitverläufe bestimmten Bedingungen genügen.From the WO 02/ 062 640 A1 describes a method for detecting the direction of travel of a vehicle, which keeps the vehicle speed constant or limits it when driving uphill by influencing the service brake. The detection of the direction of travel is determined depending on internal and/or external vehicle variables, such as the engine speed, the engine torque, the accelerator pedal position, the gear engaged, the clutch status, the turning behavior of the wheels, the longitudinal acceleration, the road inclination, by correlating at least two variables and The vehicle sizes to be correlated are selected based on a status determination of the vehicle sizes and/or if the vehicle sizes meet certain conditions with regard to their time courses.

Die DE 103 42 228 A1 beschreibt eine Methode zur Bestimmung der Fahrrichtung eines Fahrzeugs unabhängig von der Position des Schalthebels. Es werden mehrere Gierratenwerte benutzt, die über einen bestimmten Zeitraum addiert oder integriert werden, um mehrere Gierratensummen zu erzeugen. Das Vorzeichen der einzelnen Gierratensummen wird verglichen. Der Vergleich der Vorzeichen jeder Gierratensumme ergibt einen Zuverlässigkeitswert, mit dem die Fahrtrichtung bestimmt werden kann. Vorzugsweise werden die tatsächliche Getriebeposition, ein berechnetes Übersetzungsverhältnis und die Fahrzeuggeschwindigkeit dazu benutzt, die Zuverlässigkeit in dem sich ergebenen oben genannten Zuverlässigkeitswert aufzubauen.The DE 103 42 228 A1 describes a method for determining the direction of travel of a vehicle regardless of the position of the gearshift lever. Multiple yaw rate values are used that are added or integrated over a period of time to produce multiple yaw rate sums. The sign of the individual yaw rate sums is compared. Comparing the signs of each yaw rate sum produces a reliability value that can be used to determine the direction of travel. Preferably, the actual transmission position, a calculated gear ratio and the vehicle speed are used to build reliability in the resulting reliability value mentioned above.

Die DE 195 15 058 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Regelung des Giermomentes eines vierrädrigen Kraftfahrzeuges während einer Kurvenfahrt mit einem Fahrzeugreferenzmodell, welches die Abweichung einer gemessenen Gierwinkelgeschwindigkeit von einer berechneten Sollgierwinkelgeschwindigkeit berechnet, und mit einer Aktivierungslogik, welche in bestimmten Fahrsituationen eine Giermomentregelung veranlasst, wenn diese Abweichung eine bestimmte Schwelle überschreitet. Eine Situationserkennung gibt an die Aktivierungslogik zumindest Information darüber, ob sich das Fahrzeug in einer Rückwärtsbewegung befindet, wobei die Aktivierungslogik bei Rückwärtsfahrt keine Giermomentregelung zulässt.The DE 195 15 058 A1 describes a device for controlling the yaw moment of a four-wheeled motor vehicle while cornering with a vehicle reference model, which calculates the deviation of a measured yaw angular velocity from a calculated target yaw angular velocity, and with an activation logic, which initiates yaw moment control in certain driving situations if this deviation exceeds a certain threshold. A situation recognition provides the activation logic with at least information as to whether the vehicle is moving backwards, whereby the activation logic does not allow yaw moment control when reversing.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein schnell und zuverlässig arbeitendes Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Erkennung einer Fahrtrichtung eines Fahrzeuges zu schaffen.It is therefore the object of the present invention to create a fast and reliable method and a corresponding device for detecting the direction of travel of a vehicle.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.This task is solved by the features of the independent claims. Advantageous further training is the subject of the respective subclaims.

Erfindungsgemäß zeichnet sich ein Verfahren zur Bestimmung der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs dadurch aus, dass mindestens zwei Raddrehzahlen korreliert mit einem Längsbeschleunigungssensor oder alternativ einem Nickratensensor analysiert werden, um Bedingungen auszugeben, auf deren Basis eine Fahrtrichtungsentscheidung nach einem Zustandsdiagramm getroffen wird.According to the invention, a method for determining the direction of travel of a vehicle is characterized in that at least two wheel speeds are analyzed in correlation with a longitudinal acceleration sensor or alternatively a pitch rate sensor in order to output conditions on the basis of which a decision on the direction of travel is made according to a state diagram.

Dementsprechend zeichnet sich eine Vorrichtung zur Bestimmung der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs dadurch aus, dass mindestens zwei Raddrehzahl-Sensoren und ein Längsbeschleunigungssensor oder alternativ ein Nickratensensor mit einer Korrelationslogik verbunden sind, wobei die Logik zur Bestimmung einer Fahrtrichtung unter Auswertung von aus den Ausgangssignalen der genannten Sensoren abgeleiteten bzw. bestimmten Bedingungen auf Basis eines in der Logik abgelegten Zustandsdiagramms ausgebildet ist.Accordingly, a device for determining the direction of travel of a vehicle is characterized in that at least two Wheel speed sensors and a longitudinal acceleration sensor or alternatively a pitch rate sensor are connected to a correlation logic, the logic being designed to determine a direction of travel by evaluating conditions derived or determined from the output signals of the sensors mentioned on the basis of a state diagram stored in the logic.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird bevorzugt, dass der Beschleunigungssensor so angeordnet ist, dass er bei einer in Fahrzeuglängsrichtung gerichteten Beschleunigung einen positiven Wert misst. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird bevorzugt, dass der Nickratensensor so angeordnet ist, dass er beim Nicken nach vorne einen positiven Wert annimmt.In one embodiment of the invention, it is preferred that the acceleration sensor is arranged such that it measures a positive value when an acceleration is directed in the longitudinal direction of the vehicle. In an alternative embodiment of the invention, it is preferred that the pitch rate sensor is arranged so that it assumes a positive value when pitching forward.

Eine Grundlage der Entscheidungsfindung über die Fahrtrichtung bildet ein Zustandsdiagramm, in welchem nur aufgrund wohldefinierter Bedingungen zwischen den Zuständen gewechselt werden darf. Die erlaubten Fahrzeugzustände sind

  • • +1, welches eine vorwärtsgerichtete Fahrt kennzeichnet,
  • • 0, welches einen undefinierten Zustand (Stillstand) kennzeichnet und
  • • -1, welches eine rückwärtsgerichtete Fahrt kennzeichnet.
A state diagram forms the basis for decision-making about the direction of travel, in which the states can only be changed based on well-defined conditions. The permitted vehicle states are
  • • +1, which indicates forward travel,
  • • 0, which indicates an undefined state (standstill) and
  • • -1, which indicates reverse travel.

Grundsätzliche Eigenschaft eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass sich ein Übergang von 0 auf +1 oder -1 genau dann ereignet, wenn sich das Fahrzeug gerade beginnt zu bewegen. Diese Grenze ist dadurch gegeben, dass eine minimal messbare Geschwindigkeit Vmin überschritten wird. Dazu wird eine zu vergleichende Fahrzeuggeschwindigkeit an einem j-ten Zeitschritt definiert durch V max j max ( | V ref j | , | V 1 j | , | V 2 j | , ) ,

Figure DE102006030590B4_0009
mit den vorhandenen Raddrehzahlen V 1 j ,  V 2 j ,
Figure DE102006030590B4_0010
und einer aus den Raddrehzahlen erhaltenen Referenzgeschwindigkeit V ref j
Figure DE102006030590B4_0011
des Fahrzeugs. Die Größe der Referenzgeschwindigkeit V ref j
Figure DE102006030590B4_0012
des Fahrzeugs zu einem j-ten Zeitschritt ist zu nutzen, wenn alle Räder blockieren und somit einen fälschlichen Stillstand vortäuschen. Das Fahrzeug beginnt sich genau dann an einem j-ten Zeitschritt zu bewegen, wenn die Bedingung V max j 1 < V min < V max j
Figure DE102006030590B4_0013
gegenüber einem vorangehenden Zeitpunkt j-1 erfüllt ist. Für diesen Zeitpunkt j wird erfindungsgemäß eine erste zeitliche Ableitung der angemessen gefilterten Längsbeschleunigung ax ausgewertet. Dabei kann zur Rauschunterdrückung ein Filter erster Ordnung verwendet werden. Ist genau in diesem Zeitpunkt die erste zeitliche Ableitung der so behandelten Längsbeschleunigung ax [ d dt Filt ( a x ) ] j
Figure DE102006030590B4_0014
positiv, dann erfährt das Fahrzeug einen Beschleunigungsimpuls in die Vorwärtsrichtung, was auf eine anschließende Vorwärtsfahrt schließen lässt. Ist der Beschleunigungsimpuls zu diesem Zeitpunkt negativ, dann liegt eine rückwärtsgerichtete Fahrtrichtungsänderung vor.The basic property of a method according to the invention is that a transition from 0 to +1 or -1 occurs exactly when the vehicle just begins to move. This limit is given by the fact that a minimum measurable speed V min is exceeded. For this purpose, a vehicle speed to be compared at a jth time step is defined by v Max j Max ( | v ref j | , | v 1 j | , | v 2 j | , ) ,
Figure DE102006030590B4_0009
with the existing wheel speeds v 1 j , v 2 j ,
Figure DE102006030590B4_0010
and a reference speed obtained from the wheel speeds v ref j
Figure DE102006030590B4_0011
of the vehicle. The size of the reference speed v ref j
Figure DE102006030590B4_0012
of the vehicle at a jth time step is to be used if all wheels lock and thus simulate a false standstill. The vehicle starts moving at a jth time step if and only if the condition v Max j 1 < v min < v Max j
Figure DE102006030590B4_0013
compared to a previous point in time j-1 is fulfilled. For this point in time j, according to the invention, a first time derivative of the appropriately filtered longitudinal acceleration a x is evaluated. A first-order filter can be used to suppress noise. At exactly this point in time is the first time derivative of the longitudinal acceleration a x treated in this way [ d German Filt ( a x ) ] j
Figure DE102006030590B4_0014
positive, then the vehicle experiences an acceleration impulse in the forward direction, which suggests that it will then move forward. If the acceleration impulse is negative at this point in time, then there is a backward change in direction of travel.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Methode gegenüber solchen, welche die Längsbeschleunigung analysieren, besteht darin, dass das zeitlich abgeleitete Längsbeschleunigungssignal unabhängig von vorhandenen Offsets und Gravitationsbeiträgen ist. Alternativ kann man auf eine anschließende Vorwärtsfahrt, bzw. Rückwärtsfahrt schließen, wenn in dem oben definierten j-ten Zeitschritt die Nickrate ω y j

Figure DE102006030590B4_0015
negativ oder positiv ist.A significant advantage of this method compared to those that analyze longitudinal acceleration is that the time-derived longitudinal acceleration signal is independent of existing offsets and gravitational contributions. Alternatively, one can conclude that there will be a subsequent forward or reverse journey if the pitch rate in the jth time step defined above ω y j
Figure DE102006030590B4_0015
is negative or positive.

Ist der Beschleunigungsimpuls bzw. die Nickrate nicht hinreichend ausgeprägt, um eine Entscheidung fällen zu können, wird ein vorstehend zum Stand der Technik zitiertes, bekanntes Verfahren benützt, um eine zusätzliche Plausibilitätsprüfung für einen Übergang von 0 auf +1 oder -1 durchzuführen.If the acceleration pulse or pitch rate is not sufficiently pronounced to be able to make a decision, a known method cited above in the prior art is used to carry out an additional plausibility check for a transition from 0 to +1 or -1.

Im Folgenden soll die sichere Erkennung in einer Ausführungsform der Erfindung mithilfe des Gierraten-Signals dadurch ausgedrückt werden, dass die gemessene Gierrate ω z Meas

Figure DE102006030590B4_0016
entweder gegen die berechnete Gierrate ω z Calc
Figure DE102006030590B4_0017
oder das Negative der berechneten Gierrate ω z Calc
Figure DE102006030590B4_0018
konvergent ist, d.h. ω z Meas ± ω z Calc .
Figure DE102006030590B4_0019
 
Figure DE102006030590B4_0020
Die Gierrate kann aus den Raddrehzahlen einer Achse und/oder gegebenenfalls einem Lenkradwinkel berechnet werden, der in einer Ausführungsform der Erfindung über einen eigenen Sensor erfasst wird.In the following, the reliable detection in one embodiment of the invention using the yaw rate signal is to be expressed as the measured yaw rate ω e.g Meas
Figure DE102006030590B4_0016
either against the calculated yaw rate ω e.g Calc
Figure DE102006030590B4_0017
or the negative of the calculated yaw rate ω e.g Calc
Figure DE102006030590B4_0018
is convergent, ie ω e.g Meas ± ω e.g Calc .
Figure DE102006030590B4_0019
Figure DE102006030590B4_0020
The yaw rate can be calculated from the wheel speeds of an axle and/or possibly a steering wheel angle, which in one embodiment of the invention is detected via a separate sensor.

Ein Übergang von +1 oder -1 zurück auf 0 erfolgt, wenn das Fahrzeug wieder zum Stehen kommt, d.h. immer wenn die Bedingung V max j < V min

Figure DE102006030590B4_0021
erfolgt ist.A transition from +1 or -1 back to 0 occurs when the vehicle comes to a stop again, that is, whenever the condition v Max j < v min
Figure DE102006030590B4_0021
has taken place.

Ein direkter Übergang zwischen den Zuständen +1 und -1 kann dann vorkommen, wenn der erkannte Zustand unplausibel erscheint. Solch ein Übergang kann vorkommen, wenn das Fahrzeug einen durch Schleudern induzierten Richtungswechsel vornimmt, ohne dabei zum Stillstand gekommen zu sein.A direct transition between states +1 and -1 can occur if the recognized state appears implausible. Such a transition can occur when the vehicle undergoes a spin-induced change of direction sel carries out the process without coming to a standstill.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird der Übergang von -1 auf +1 durchgeführt, wenn die Raddrehzahlen eine Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergeben, die größer als die maximal mögliche Rückwärtsfahrtgeschwindigkeit des Fahrzeuges ist, V ref j > V ref max

Figure DE102006030590B4_0022
oder wenn die gemessene Gierrate gegen die berechnete Gierrate konvergiert, ω z Meas ω z Calc .
Figure DE102006030590B4_0023
In one embodiment of the invention, the transition from -1 to +1 is carried out when the wheel speeds reflect a vehicle speed that is greater than the maximum possible reverse speed of the vehicle, v ref j > v ref Max
Figure DE102006030590B4_0022
or when the measured yaw rate converges to the calculated yaw rate, ω e.g Meas ω e.g Calc .
Figure DE102006030590B4_0023

Ein Übergang von +1 auf -1 erfolgt, wenn die gemessene Gierrate gegen das negative der berechneten Gierrate konvergiert ω z Meas ω z Calc

Figure DE102006030590B4_0024
und zugleich die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als die maximal mögliche Rückwärtsfahrtgeschwindigkeit ist, V ref j < V ref max .
Figure DE102006030590B4_0025
A transition from +1 to -1 occurs when the measured yaw rate converges to the negative of the calculated yaw rate ω e.g Meas ω e.g Calc
Figure DE102006030590B4_0024
and at the same time the vehicle speed is less than the maximum possible reversing speed, v ref j < v ref Max .
Figure DE102006030590B4_0025

Damit erlaubt ein erfindungsgemäßes Verfahren, einen jeweiligen Fahrtrichtungszustand, unabhängig von einer jeweiligen Fahrsituation, zuverlässig und schnell zu erkennen. Da viele Raddrehzahlsensoren nur den Betrag, nicht aber die Richtung der Geschwindigkeit eines Rades angeben, ist die gewonnene Zusatzinformation von größtem Interesse für alle Funktionen, die von der aktuellen Fahrtrichtung abhängen. Eine zeitliche Verzögerung der Erkennung ist einzig durch den Filter gegeben, der zum Berechnen der Ableitung der Längsbeschleunigung mit Rauschunterdrückung benutzt wird. Diese Zeitverzögerung liegt erfindungsgemäß in einem Bereich von lediglich 100 ms bis 500 ms, auch bei Verwendung von Standardsensoren. Weiterhin können durch Schleudern induzierte Richtungswechsel des betreffenden Fahrzeuges erkannt werden.A method according to the invention thus allows a respective direction of travel to be reliably and quickly recognized, regardless of a respective driving situation. Since many wheel speed sensors only indicate the amount, but not the direction, of the speed of a wheel, the additional information obtained is of greatest interest for all functions that depend on the current direction of travel. A time delay in detection is only caused by the filter used to calculate the derivative of the longitudinal acceleration with noise suppression. According to the invention, this time delay is in a range of only 100 ms to 500 ms, even when using standard sensors. Furthermore, changes in direction of the vehicle in question induced by skidding can be detected.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend unter Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die Abbildung der Zeichnung angegeben. In der Zeichnung zeigt die Figur ein vollständiges Zustandsdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Innerhalb dieses Zustandsdiagramms sind die beteiligten Größen, die nur teilweise direkt von entsprechenden Sensoren innerhalb eines Fahrzeugs als deren Ausgangssignale bezogen werden, je Entscheidung mit jeweiligen Bedingungsgefügen dargestellt.Further features and advantages of the invention are given below in the description of an exemplary embodiment with reference to the illustration in the drawing. In the drawing, the figure shows a complete state diagram of a method according to the invention. Within this state diagram, the variables involved, which are only partially obtained directly from corresponding sensors within a vehicle as their output signals, are shown with the respective condition structure for each decision.

Wie aus dem Stand der Technik bekannt, so lauten auch hier die erlaubten Fahrzeugzustände

  • • +1, für eine vorwärtsgerichtete Fahrt,
  • • 0, für einen undefinierten Zustand (Stillstand) und
  • • -1, für eine rückwärtsgerichtete Fahrt.
As is known from the prior art, the permitted vehicle states are as follows
  • • +1, for forward travel,
  • • 0, for an undefined state (standstill) and
  • • -1, for backward travel.

Das Verfahren läuft nun in folgenden Schritten ab:

  1. 1. Aufnahme der vorhandenen Raddrehzahlen V 1 j ,  V 2 j ,
    Figure DE102006030590B4_0026
    aus den entsprechenden Sensoren zu einem Zeitschritt j;
  2. 2. Rechnerische Bestimmung einer Referenzgeschwindigkeit V ref j
    Figure DE102006030590B4_0027
    des Fahrzeugs aus den Raddrehzahlen V 1 j ,  V 2 j ,   ;
    Figure DE102006030590B4_0028
  3. 3. Bestimmen eines Maximalwertes V max j max ( | V ref j | ,   | V 1 j | ,   | V 2 j | , )
    Figure DE102006030590B4_0029
    aus der Reihe der erhaltenen Raddrehzahlen V 1 j ,  V 2 j ,   .
    Figure DE102006030590B4_0030
  4. 4. Entscheidung, ob eine minimal messbare Geschwindigkeit Vmin durch die oben definierte Maximalgeschwindigkeit V max j
    Figure DE102006030590B4_0031
    des Fahrzeugs überschritten wurde;
  5. 5. Falls Ja, dann untersuchen, ob sich das Fahrzeug zu bewegen begonnen hat, also ob V max j-1 < V min < V max j
    Figure DE102006030590B4_0032
  6. 6. Falls Ja, dann die zeitliche Ableitung der angemessen gefilterten Längsbeschleunigung ax für Zeitpunkt j bestimmen als [ d dt Filt ( a x ) ] j
    Figure DE102006030590B4_0033
  7. 7. Zuordnung des Ergebnisses der gefilterten zeitliche Ableitung der Längsbeschleunigung ax
    1. +1: Vorwärtsfahrt unter eingangs genannten Konditionen, Zusammenfassung in der Figur;
    2. -1: Rückwärtsfahrt unter eingangs genannten Konditionen, Zusammenfassung in der Figur, und
    3. 0: undefinierter Zustand, falls
      • * ax Signal nicht klar auswertbar, dann Plausibilitätsprüfung durch ein weiteres bekanntes Verfahren, oder
      • * ein jeweiliger Maximalwert aller vorhandenen Geschwindigkeiten unter dem Schwellwert liegt, also V max j < V min
        Figure DE102006030590B4_0034
        und ein Stehen des Fahrzeugs angenommen werden kann.
  8. 8. Gierrate ω z Calc
    Figure DE102006030590B4_0035
    berechnen und mit gemessener Gierrate ω z Meas
    Figure DE102006030590B4_0036
    vergleichen, diese Auswertung fortsetzen, falls im vorangehenden Zeitschritt j-1 das Ergebnis -1 lautete und nun V ref j > V ref max  oder  ω z Meas ω z Calc  oder
    Figure DE102006030590B4_0037
    im vorangehenden Zeitschritt j-1 das Ergebnis +1 lautete V ref j < V ref max  und  ω z Meas ω z Calc .
    Figure DE102006030590B4_0038
    Unter diesen Voraussetzungen wird direkter Wechsel von einem Zustand -1 auf +1 von einem vorangehenden Zeitschritt j-1 auf einen aktuellen Zeitschritt j und umgekehrt durchgeführt.
  9. 9. Ergebnisausgabe an ein Fahrerassistenzsystem oder eine ähnliche übergeordnete Einheit und Verfahren für neuen Zeitschritt starten.
The process now takes place in the following steps:
  1. 1. Recording the existing wheel speeds v 1 j , v 2 j ,
    Figure DE102006030590B4_0026
    from the corresponding sensors at a time step j;
  2. 2. Computational determination of a reference speed v ref j
    Figure DE102006030590B4_0027
    of the vehicle from the wheel speeds v 1 j , v 2 j , ;
    Figure DE102006030590B4_0028
  3. 3. Determine a maximum value v Max j Max ( | v ref j | , | v 1 j | , | v 2 j | , )
    Figure DE102006030590B4_0029
    from the series of wheel speeds obtained v 1 j , v 2 j , .
    Figure DE102006030590B4_0030
  4. 4. Decide whether a minimum measurable speed V min is determined by the maximum speed defined above v Max j
    Figure DE102006030590B4_0031
    of the vehicle was exceeded;
  5. 5. If yes, then check whether the vehicle has started moving, i.e. whether v Max j-1 < v min < v Max j
    Figure DE102006030590B4_0032
  6. 6. If yes, then determine the time derivative of the appropriately filtered longitudinal acceleration a x for time j as [ d German Filt ( a x ) ] j
    Figure DE102006030590B4_0033
  7. 7. Assignment of the result of the filtered time derivative of the longitudinal acceleration a x
    1. +1: Forward travel under the conditions mentioned at the beginning, summary in the figure;
    2. -1: Reversing under the conditions mentioned at the beginning, summary in the figure, and
    3. 0: undefined state if
      • * a x Signal cannot be clearly evaluated, then plausibility check using another known method, or
      • * a respective maximum value of all existing speeds is below the threshold value, i.e v Max j < v min
        Figure DE102006030590B4_0034
        and the vehicle can be assumed to be stationary.
  8. 8. Yaw rate ω e.g Calc
    Figure DE102006030590B4_0035
    calculate and with measured yaw rate ω e.g Meas
    Figure DE102006030590B4_0036
    compare, continue this evaluation if the result was -1 in the previous time step j-1 and now v ref j > v ref Max or ω e.g Meas ω e.g Calc or
    Figure DE102006030590B4_0037
    in the previous time step j-1 the result was +1 v ref j < v ref Max and ω e.g Meas ω e.g Calc .
    Figure DE102006030590B4_0038
    Under these conditions, a direct change from a state -1 to +1 is carried out from a previous time step j-1 to a current time step j and vice versa.
  9. 9. Output results to a driver assistance system or a similar higher-level unit and start procedures for a new time step.

Das vorstehend unter Bezugnahme auf die Abbildung der Zeichnung beschriebene Verfahren erlaubt einen jeweiligen Fahrtrichtungszustand unabhängig von einer jeweiligen Fahrsituation zuverlässig und bei einer durch die Filterung in Schritt 6. bedingten Zeitverzögerung von ca. 100ms bis 500 ms vergleichsweise schnell zu erkennen.The method described above with reference to the illustration in the drawing allows a respective direction of travel state to be recognized reliably and comparatively quickly, regardless of a respective driving situation, with a time delay of approximately 100 ms to 500 ms caused by the filtering in step 6.

Claims (4)

Verfahren zur Bestimmung der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs, wobei mindestens zwei Raddrehzahlen zur Bestimmung von Radgeschwindigkeiten ( V 1 j ,  V 2 j , )
Figure DE102006030590B4_0039
ausgewertet, korreliert und mit einem Sensor eine Längsbeschleunigung (ax) oder alternativ eine Nickrate zu einem Zeitschritt (j) gemessen und die Radgeschwindigkeiten, die Längsbeschleunigung oder alternativ die Nickrate gemeinsam analysiert werden, um Bedingungen auszugeben, auf deren Basis eine Fahrtrichtungsentscheidung nach einem Zustandsdiagramm getroffen wird, wobei durch Vergleich mit einem zeitlichen Vorgängerwert der Radgeschwindigkeit ( V max j 1 )
Figure DE102006030590B4_0040
und einer Minimalgeschwindigkeit der Radgeschwindigkeit (Vmin) aufgrund einer Ungleichungsbeziehung ( V max j 1 < V min < V max j )
Figure DE102006030590B4_0041
 
Figure DE102006030590B4_0042
untersucht wird, ob sich das Fahrzeug zu bewegen begonnen hat, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maximalwert der Radgeschwindigkeiten ( V max j max ( | V ref j | ,   | V 1 j | ,   | V 2 j | , ) )
Figure DE102006030590B4_0043
und eine Referenzgeschwindigkeit der Radgeschwindigkeit ( V ref j )
Figure DE102006030590B4_0044
des Fahrzeugs aus der Reihe der erhaltenen Raddrehzahlen ( V 1 j ,  V 2 j ,   . )
Figure DE102006030590B4_0045
bestimmt werden und dass untersucht wird, ob eine minimal messbare Geschwindigkeit der Radgeschwindigkeit (Vmin) durch die Maximalgeschwindigkeit der Radgeschwindigkeit ( V max j )
Figure DE102006030590B4_0046
des Fahrzeugs überschritten wurde, wobei für den Zeitpunkt (j) eine erste zeitliche Ableitung der gefilterten Längsbeschleunigung (ax) ausgewertet wird.
Method for determining the direction of travel of a vehicle, with at least two wheel speeds for determining wheel speeds ( v 1 j , v 2 j , )
Figure DE102006030590B4_0039
evaluated, correlated and measured with a sensor a longitudinal acceleration ( a is taken, by comparison with a previous value of the wheel speed ( v Max j 1 )
Figure DE102006030590B4_0040
and a minimum speed of the wheel speed (V min ) due to an inequality relationship ( v Max j 1 < v min < v Max j )
Figure DE102006030590B4_0041
Figure DE102006030590B4_0042
it is examined whether the vehicle has started to move, characterized in that a maximum value of the wheel speeds ( v Max j Max ( | v ref j | , | v 1 j | , | v 2 j | , ) )
Figure DE102006030590B4_0043
and a wheel speed reference speed ( v ref j )
Figure DE102006030590B4_0044
of the vehicle from the series of wheel speeds obtained ( v 1 j , v 2 j , . )
Figure DE102006030590B4_0045
are determined and that it is examined whether a minimum measurable speed of the wheel speed (V min ) is determined by the maximum speed of the wheel speed ( v Max j )
Figure DE102006030590B4_0046
of the vehicle has been exceeded, with a first time derivative of the filtered longitudinal acceleration (a x ) being evaluated for the time (j).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gierrate ( ω z Meas )
Figure DE102006030590B4_0047
gemessen und eine Gierrate ( ω z Calc )
Figure DE102006030590B4_0048
aus den Raddrehzahlen berechnet sind, wobei die Gierraten ( ω z Meas ,   ω z Calc )
Figure DE102006030590B4_0049
 
Figure DE102006030590B4_0050
miteinander hinsichtlich einer Konvergenz verglichen werden.
Procedure according to Claim 1 , characterized in that a yaw rate ( ω e.g Meas )
Figure DE102006030590B4_0047
measured and a yaw rate ( ω e.g Calc )
Figure DE102006030590B4_0048
are calculated from the wheel speeds, whereby the yaw rates ( ω e.g Meas , ω e.g Calc )
Figure DE102006030590B4_0049
Figure DE102006030590B4_0050
can be compared with each other with regard to convergence.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein direkter Wechsel von einem Zustand -1, der eine rückwärtsgerichtete Fahrt kennzeichnet, auf +1, der eine vorwärtsgerichtete Fahrt kennzeichnet, von einem vorangehenden Zeitschritt (j-1) auf einen aktuellen Zeitschritt (j) durchgeführt wird, falls im vorangehenden Zeitschritt (j-1) das Ergebnis -1, das eine Rückwärtsfahrt kennzeichnet, lautete und nun gilt V ref j > V ref max  oder  ω z Meas ω z Calc .
Figure DE102006030590B4_0051
Procedure according to Claim 2 , characterized in that a direct change from a state -1, which indicates backward travel, to +1, which indicates forward travel, is carried out from a previous time step (j-1) to a current time step (j), if In the previous time step (j-1) the result was -1, which indicates a backward journey, and now applies v ref j > v ref Max or ω e.g Meas ω e.g Calc .
Figure DE102006030590B4_0051
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein direkter Wechsel von einem Zustand +1 auf -1 von einem vorangehenden Zeitschritt (j-1) auf einen aktuellen Zeitschritt (j) durchgeführt wird, falls im vorangehenden Zeitschritt (j-1) das Ergebnis +1, das eine Vorwärtsfahrt kennzeichnet, lautete und nun gilt V ref j < V ref max  und  ω z Meas ω z Calc .
Figure DE102006030590B4_0052
Procedure according to Claim 2 , characterized in that a direct change from a state +1 to -1 from a previous time step (j-1) to a current time step (j) is carried out if the result is +1 in the previous time step (j-1). indicates forward travel, was and now applies v ref j < v ref Max and ω e.g Meas ω e.g Calc .
Figure DE102006030590B4_0052
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