AT505363A1 - Verfahren zur ermittlung des rollwinkels eines einspurigen kraftfahrzeuges - Google Patents

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AT505363A1 AT0093007A AT9302007A AT505363A1 AT 505363 A1 AT505363 A1 AT 505363A1 AT 0093007 A AT0093007 A AT 0093007A AT 9302007 A AT9302007 A AT 9302007A AT 505363 A1 AT505363 A1 AT 505363A1
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Description

PI0505
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Rollwinkels eines einspurigen Kraftfahrzeuges, wobei mittels zumindest zwei Drehratensensoren zumindest zwei Drehraten des Fahrzeuges um zwei unterschiedliche Achsen ermittelt werden, wobei a) mittels eines ersten Drehratensensors eine Drehrate um eine Hochachse des Fahrzeuges ermittelt wird, und b) mittels eines zweiten Drehratensensors eine Drehrate um die Längsachse des Fahrzeuges ermittelt wird.
Weiters betrifft die Erfindung eine Messanordnung zur Ermittlung des Rollwinkels eines einspurigen Kraftfahrzeuges mit einem oben genannten Verfahren, umfassend zumindest zwei Drehratensensoren zur Ermittlung von zumindest zwei Drehraten des Fahrzeuges um zwei unterschiedliche Achsen, wobei mittels eines ersten Drehratensensors eine Drehrate um eine Hochachse des Fahrzeuges ermittelt wird, und mittels eines zweiten Drehratensensors eine Drehrate tim die Längsachse des Fahrzeuges ermittelt wird.
Eine möglichst exakte Messung des Schräglagewinkels bei der Fahrt von einspurigen Kraftfahrzeugen, wie Motorrädern etc. ist aus verschiedenen Gründen gewünscht. Unter anderem kann auf Basis des Schräglagewinkels ein Schräglageausgleich des Frontscheinwerfers erfolgen, sodass das Lichtbild an die Schräglage des Motorrades amgepasst werden kann.
Die Berechnung bzw. Messung des Schräglagewinkels mit Hilfe von Inertialsensorik aus dem Stand der Technik bekannt. So ist es beispielsweise aus der DE 103 50 046 Al und der DE 10 2004 060 292 Al bekannt, den Schräglagewinkel mit zwei oder mehr Drehratensensoren zu ermitteln und daraus einen resultierenden Schräglagewinkel zu berechnen.
Ein Problem, welches bei solchen Messungen auftritt, ist jenes, dass die Drehratensensoren je nach dem, in Bezug auf welche Achse sie die Drehrate ermitteln, unterschiedliche Fehler in den Messungen aufweisen, welche das Ergebnis derart verfälschen, dass nach kurzer Zeit der Messungen der ermittelte Wert für den Schräglagewinkel nicht mehr brauchbar ist.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein eingangs erwähntes Verfahren bzw. System zum Ermitteln eines Schräglagewinkels dahingehend zu verbessern, dass die Ermittlung des Schräglagewinkels möglichst exakt ist. 1 PI0505 9 · · « t · i · · · ··· · • · · · « · » · · · · · ·· ·· ·· « » · · » · · • · · · · • ·»·· ···· • · · -2-
Diese Aufgabe wird mit einem eingangs erwähnten Verfahren dadurch gelöst, dass erfindungsgemäß cl) aus der ermittelten Drehrate tun die Hochachse gemeinsam mit einem Geschwindigkeitssignal für die Geschwindigkeit des Fahrzeuges ein erster Wert für den Rollwinkel des Fahrzeuges als Funktion der Zeit ermittelt wird, wobei der erste Wert für den Rollwinkel bei Frequenzen oberhalb einer Grenzfrequenz gefiltert wird, sodass sich ein tiefpassgefilterter Wert für den ersten Rollwinkel ergibt, oder c2) wobei die um die Hochachse ermittelte Drehrate bei Frequenzen oberhalb einer Grenzfrequenz gefiltert wird und aus der gefilterten Drehrate gemeinsam mit dem Geschwindigkeitssignal ein gefilterter erster Wert für den Rollwinkel ermittelt wird, und wobei d) aus den mit dem Längsachsen-Drehratensensor ermittelten Drehraten vor einer oder anschließend an eine Filterung bei Frequenzen unterhalb einer Grenzfrequenz ein zweiter Wert für den Rollwinkel ermittelt wird und der erste und der zweite Wert für den Rollwinkel zu einem resultierenden Rollwinkel addiert werden.
Weiters wird diese Aufgabe mit einer eingangs erwähnten Messanordnung dadurch gelöst, dass erfindungsgemäß Berechnungsmittel vorgesehen sind, welche aus der ermittelten Drehrate oder aus einer gefilterten Drehrate um die Hochachse gemeinsam mit einem Geschwindigkeitssignal für die Geschwindigkeit des Fahrzeuges einen ersten Wert für den Rollwinkel des Fahrzeuges als Funktion der Zeit ermitteln, und wobei Filtermittel zum Filtern der Drehrate oder des aus der Drehrate ermittelten Wertes für den Rollwinkel oberhalb einer Grenzfrequenz vorgesehen sind, und wobei weiters Filtermittel zur Filterung von mit dem Längsachsen-Drehratensensor ermittelten Drehraten oder aus den ermittelten Drehraten ermittelten Werten für den Rollwinkel unterhalb einer Grenzfrequenz vorgesehen sind, sowie Berechnungsmittel zum Ermitteln des Drehwinkels aus dem gefilterten oder imgefilterten Längsachsen-Drehraten, und wobei weiters noch Addiermittel zum Addieren der aus der ersten und der zweiten Drehrate ermittelten Werte für den Rollwinkel zu einem resultierenden Rollwinkel vorgesehen sind.
Prinzipiell liefert ein Hochachsengyroskop, verknüpft mit der Geschwindigkeit des Fahrzuges den Schräglagewinkel (Rollwinkel) des Fahrzeugs, wie dies weiter unten noch eingehender erläutert wird. Allerdings sind diesem auf diese Weise ermittelten Rollwinkelsignal Störungen überlagert, die hochfrequenter Natur sind. Erfindungsgemäß wird dementsprechend das Signal für den Rollwinkel tiefpassgefiltert, um diese hochfrequenten Störungen zu eliminieren.
Allerdings werden durch diese Tiefpassfilterung auch schnelle Lageänderungen des Kraftfahrzeugs, wie etwa schnelle Kurvenwechsel, weggefiltert. PI0505 • · · • · · • · · ·· • ··« · · • · # ·· • · · · ·· ·· • · · · #··· ···· • · • · -3-
Um diese Informationen nicht zu verlieren, wodurch das Ergebnis für den ermittelten Wert für den Schräglagewirikel verfälscht werden würde, wird erfindungsgemäß weiters die Drehrate des Kraftfahrzeuges um die Längsachse des Fahrzeuges gemessen.
Wird die Drehrate um die Längsachse gemessen, so kann durch Aufsummierung (bzw. Integration) der Drehraten über die Zeit der Schräglagewinkel errechnet werden. Durch das Aufsummieren der Winkeländerungen über die Zeit werden allerdings auch die Fehler in den Messungen der Drehrate aufsummiert. Dies führt dazu, dass der gemessene Winkel mit der Zeit immer mehr vom tatsächlichen Winkel abweicht (Drift). Der bei dieser Messung entstehende Fehler (Drift) ist niederfrequenter Natur.
Dementsprechend wird erfindungsgemäß das auf diese Weise ermittelte Signal für den Rollwinkel hochpassgefiltert, um diese Störungen zu eliminieren.
Durch Aufsummieren der beiden gefilterten Signale für den Rollwinkel ergibt sich dann ein resultierender Rollwinkel, welcher den tatsächlichen Rollwinkel annähernd exakt wiedergibt.
Bei einer konkreten Variante wird der zweite Wert für den Rollwinkel durch Aufsummierung der von dem Längsachsen-Drehratensensor ermittelten Drehraten ermittelt, wobei die Filterung unterhalb der Grenzfrequenz vor oder nach dem Aufsummieren erfolgt. Hinsichtlich der erhaltenen Werte ist es unerheblich, ob die Drehrate oder der aus der Drehrate ermittelte Winkel gefiltert wird.
Bei Filterung zur Ermittlung des ersten Wertes für den Rollwinkel handelt es sich dabei vorzugsweise um eine Tiefpassfilterung.
Dementsprechend ist es auch bevorzugt, wenn die Filterung für die Ermittlung des zweiten Wertes für den Rollwinkel eine Hochpassfilterung ist.
Ein Tiefpassfilter bedämpft ein Signal oberhalb seiner Grenzfrequenz und lässt dieses unterhalb der Grenzfrequenz nahezu ungehindert durch; ein Hochpassfilter bedämpft ein Signal unterhalb seiner Grenzfrequenz und lässt dieses oberhalb der Grenzfrequenz nahezu ungehindert durch.
Grundsätzlich wird der zweiten Wert für den Rollwinkel, d.h. der mit dem Längsachsen-Drehratensensor ermittelte Wert mit einem Hochpasse gefiltert und dann die Werte aufsummiert/ aufintegriert, wobei die Summierung/Integration auch vor der Filterung stattfin- 1 PI0505 ····· ··· · • · I · ··· · · · · · · • · · · 9 · ·· ···* ···· ······ · · · • I ·· ·# ·· · · -4- den kann. Wenn die Erfindung softwaremäßig realisiert wird, ist es schwierig, einen Integrator in Software zu realisieren.
In diesem Fall lässt sich die Erfindung wesentlich einfacher realisieren, wenn zur Ermittlung des zweiten Wertes für den Rollwinkel die von dem Längsachsen-Drehratensensor ermittelten Drehraten mit der Grenzfrequenz tiefpassgefiltert und mit einer dem Kehrwert der Grenzfrequenz proportionalen Verstärkungsfunktion verstärkt werden.
Um trotz der Filterung möglichst alle Frequenzen gleichmäßig zu berücksichtigen und so eine möglichst exakte Rekonstruktion des Schräglagewinkels zu erlauben ist bei einer vorteilhaften Variante weiters vorgesehen, dass die Grenzfrequenz für die Tiefpassfilterung in Schritt cl) oder c2) und die Grenzfrequenz für die Filterung in Schritt d) einen identischen Wert aufweisen.
Falls eine unterschiedliche Gewichtung der Frequenzbereiche gewünscht ist, kann auch vorgesehen sein, dass die Grenzfrequenz für die Tiefpassfilterung in Schritt cl) oder c2) und die Grenzfrequenz für die Filterung in Schritt d) unterschiedliche Werte aufweisen. Es kann hier dann aber zu Verfälschungen bei der Ermittlung des Rollwinkels kommen, die dann bewusst in Kauf zu nehmen sind.
In diesem Zusammenhang ist es dann zweckmäßig, wenn die Grenzfrequenz für die Tiefpassfilterung niedriger ist als die Grenzfrequenz für die Hochpassfilterung. Natürlich sind aber auch Varianten der Erfindung möglich, bei denen die beschriebene Situation genau umgekehrt ist.
Besonders günstig ist es, wenn die Summe der Übertragungsfunktionen beider Filterungen 1 ist. Dadurch wird nach dem Summationsknoten annähernd verlustfrei das gemessene Rollwinkelsignal (Schräglagewinkelsignal) rekonstruiert.
Die Grenzfrequenzen sind bei Filtern erster Ordnung gleich, wenn die Summe der Übertragungsfunktion 1 ist. Bei Filtern höherer Ordnung, wie z.B. Kalman-Filtern muss dies nicht der Fall sein.
Weiters wird die oben genannte Aufgabe mit einer eingangs erwähnten Messanordnung gelöst, bei welcher erfindungsgemäß Berechnungsmittel vorgesehen sind, welche aus der ermittelten Drehrate oder aus einer gefilterten Drehrate um die Hochachse gemeinsam mit einem Geschwindigkeitssignal für die Geschwindigkeit des Fahrzeuges einen ersten Wert für den Rollwinkel des Fahrzeuges als Funktion der Zeit ermitteln, und wobei Filtermittel zum PI0505 ····· ··· · • · · · ··· · · · · · · • · · · · · ·· ··· - ···· ······ · · · ·· · ·· ·· · · -5-
Filtem der Drehrate oder des aus der Drehrate ermittelten Wertes für den Rollwinkel oberhalb einer Grenzfrequenz vorgesehen sind, und wobei weiters Filtermittel zur Filterung von mit dem Längsachsen-Drehratensensor ermittelten Drehraten oder aus den ermittelten Drehraten ermittelten Werten für den Rollwihkel unterhalb einer Grenzfrequenz vorgesehen sind, sowie Berechnungsmittel zum Ermitteln des Drehwinkels aus dem gefilterten oder ungefilterten Längsachsen-Drehraten, und wobei weiters noch Addiermittel zum Addieren der aus der ersten und der zweiten Drehrate ermittelten Werte für den Rollwinkel zu einem resultierenden Rollwinkel vorgesehen sind.
Dazu sind vorzugsweise Aufsummiermittel vorgesehen, mittels welcher die gefilterten oder ungefilterten Drehraten, welche mit dem Längsachsen-Drehratensensor ermittelt werden, zu einem Drehwinkel aufsummiert werden.
Weiters ist für die Filterung der mit dem Längsachsen-Drehratensensor ermittelten Drehraten oder Drehwinkel ein Hochpass-Filter vorgesehen.
Zur Ermittlung des zweiten Wertes für den Rollwinkel kann auch ein Tiefpass zur Filterung der mit dem Längsachsen-Drehratensensor ermittelten Drehraten mit einer Grenzfrequenz vorgesehen sein sowie weiters ein Verstärker zur Verstärkung der tiefpassgefilterten Werte mit einer dem Kehrwert der Grenzfrequenz proportionalen Verstärkungsfunktion vorgesehen ist.
Schließlich umfassen die Filtermittel zum Filtern der Drehrate oder des aus der Drehrate ermittelten Wertes für den Rollwinkel oberhalb einer Grenzfrequenz einen Tiefpassfilter.
Im Folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt
Fig. 1 ein einspuriges Kraftfahrzeug und die relevanten Achsen,
Fig. 2 die fahrdynamischen Zusammenhänge bei einer Kurvenfahrt eines einspurigen Kraftfahrzeuges,
Fig. 3 eine schematische Darstellung des prinzipiellen erfindungsgemäßen Verfahrens an Hand einer schematischen Darstellung einer erfindungsgemäßen Messanordnung,
Fig. 4 beispielhafte Frequenzgänge des Hochpass- und des Tiefpassfilters,
Fig. 5 Signalverläufe für verschiedene Schräglagewinkel, und P10505 ·· ·· · · • · • · · · · · • · · ··· · · · · · · • · « · · ··♦ ···· ···· ····· · · · «····· · * -6-
Fig. 6 eine alternative Vorgangsweise zur Ermittlung eines gefilterten Schräglagewinkels.
Figur 1 zeigt ein einspuriges Kraftfahrzeug BIK. Die Hochachse in Bezug auf das Kraftfahrzeug ist mit VA bezeichnet, die Längsachse mit LA. Weiters sind schematisch dargestellt ein Hochachsen-Drehratensensor Dl zur Ermittlung der Drehrate rl tim die Hochachse VA als Funktion der Zeit t sowie ein Längsachsen-Drehratensensor D2 zur Ermittlung einer Drehrate r2 um die Längsachse LA des Kraftfahrzeuges als Funktion der Zeit t. Der Schräglagewinkel ist mit α bezeichnet. Der Schräglagewinkel bezeichnet dabei den Winkel, gegen den das Motorrad bei einer Kurvenfahrt gegen eine Vertikalebene geneigt ist.
Im Folgenden wird allgemein auf die Ermittlung des Schräglagewinkels α eingegangen. 11 Messung des Schräglagewinkels um die Hochachse (Yaw-Rate1):
Prinzipiell liefert ein Hochsache-Drehratensensor Dl wie etwa ein Hochachsengyroskop, verknüpft mit dem Tachosignal, den Rollwinkel bzw. Schräglagewinkel. Dies erläutern nachstehende fahr dynamische Zusammenhänge (siehe auch Figur 2):
Die Fliehkraft die bei einer Kurvenfahrt auftritt, lässt sich folgendermaßen beredten: 7
IM * V
Ffl=——— r mit der Fahrzeugmasse m, der Fahrzeuggeschwindigkeit v und dem Kurvenradius r.
Zur Kompensation dieser Kraft legt der Fahrer sein Fahrzeug in Richtung Kurvenmittelpunkt und erzeugt so eine Gegenkraft, die sich nach der Formel
Fge = tan(a) *m*g mit dem Neigungswinkel α zur Vertikalen VA berechnet Um daraus den aktuellen Schräglagewinkel (Rollwinkel) zu berechnen, ist es notwendig, dass beide Kräfte entgegengesetzt gleich sind und sich kompensieren. Dementsprechend gilt m*v2 . * -=tan(a) *m*g r v2 tan(a) =- r*g 1 -7- P10505 ··· ···· ····
Es fällt auf, dass der Schräglagewinkel unabhängig von der Masse des Fahrzeuges ist Beim Durchfahren einer Kurve mit dem Radius r mit einer Geschwindigkeit v tritt eine Winkelgeschwindigkeit ω: v ö> = — r
Durch Umformen und Einsetzen kann die Formel für den Rollwinkel auch wie folgt dargestellt werden: tan(a) = ν*ω g
Wenn man berücksichtigt, dass das Gyroskop durch die Schräglage des Motorrades um den Winkel α mitkippt (Ogyrooutput = ^Kurve * COS(«) ergibt sich für den Rollwinkel folgende Formel: tan(a) = .1« - cos(a) g _v g) a = arcsin) ω^ΓΟΟΙίΐρίι( *—
Dieser Zusammenhang gilt allerdings nur, wenn fahrdynamische Kräfte auf das Motorrad wirken und unter der Voraussetzung, dass der Fahrer während der Kurvenfahrt den Schwerpunkt des Motorrades nicht verändert (auch als „Hängen" bezeichnet). Grundsätzlich kann man davon ausgehen, dass für eine „ideale" Kurvenfahrt wie oben beschrieben die abgeleiteten Zusammenhänge exakt gelten und sich auch der Rollwinkel exakt berechnen lässt. In der Realität ändern sich bei einer Kurvenfahrt Parameter wie Kurvenradius, Lenkeinschlag, Rollwinkel, etc. permanent, wodurch der oben dargestellte Zusammenhang nicht mehr exakt gilt. Dem auf die oben beschriebene Weise berechneten Rollwinkelsignal bzw. Schräglagewinkel sind somit „Störungen" überlagert, welche sich unter anderem aus den oben beschriebenen -8-
Griinden ergeben und die sich als hochfrequenter bzw. höherfrequenter Natur herausstellen. 2) Messung des Schräglagewinkels um die Längsachse (Roll-Ratel:
Wird die Drehrate um die Längsachse LA mittels eines Drehratensensors D2 gemessen, so kann durch Aufsummierung (bzw. Integration) der Schräglagewinkel errechnet werden. Durch das Aufsummieren der Winkeländerungen über die Zeit t werden allerdings auch die Fehler aufsummiert. Das führt dazu, dass der gemessene Winkel mit der Zeit immer mehr vom tatsächlichen Winkel abweicht (Drift).
Der bei dieser Messung entstehende Fehler (Drift) ist niederfrequenter Natur.
Diese Drift ergibt sich aus einer z.B. thermisch bedingten und daher langsamen Nullpunktsdrift des Drehratensensors. Weiteres ist die Längsachse des Fahrzeuges und somit die Lage des Drehratensensors in Folge von unterschiedlich starker Einfederung an Vorder- und Hinterachse nicht immer parallel zu der Ebene „Fahrbahn", was ebenfalls zu niederfrequenten Störungen führt.
Um diese Fehler zu eliminieren, wird ein erfindungsgemäßes Verfahren wie in Figur 3 näher an Hand eines Beispiels erläutert angewendet.
Zur Ermittlung des Rollwinkels α des Kraftfahrzeuges BIK wird mittels eines ersten Drehratensensors Dl eine Drehrate rl um eine Hochachse VA des Fahrzeuges BIK ermittelt.
Aus der ermittelten Drehrate (Winkelgeschwindigkeit) rl um die Hochachse VA wird gemeinsam mit einem Geschwindigkeitssignal v für die Geschwindigkeit des Fahrzeuges BIK, welches z.B. von einem Tachosignal stammt, mit Berechnungsmitteln AWE ein erster Wert für den Rollwinkel al des Fahrzeuges BIK als Funktion der Zeit t ermittelt wird.
Erfindungsgemäß wird dieser erste Wert für den Rollwinkel al bei Frequenzen oberhalb einer Grenzfrequenz fg gefiltert wird, wozu wie dargestellt ein Tiefpassfilter TFP verwendet wird. Auf diese Weise ergibt sich ein tiefpass gefilterter Wert für den ersten Rollwinkel al* als Funktion der Zeit t.
Wie bereits weiter oben angesprochen kann auch bereits die Drehrate rl gefiltert werden und anschließend der Wert für den Rollwinkel al* berechnet werden.
Weiters wird mit einem zweiten Drehratensensor D2 die Drehrate r2 um die Längsachse LA PI050$ ·· Φ· «· ·· · · ····· ··· · • · · · ··· · · · · · · • · · · « · ·· ···· ···· ······ · · · ·· ·· ·· ·· · · -9- des Fahrzeuges BIK ermittelt. Aus dieser Drehrate r2 wird mittels Berechnungsmitteln SUM aus der gefilterten Drehrate r2 durch Aufsummieren oder Aufintegration ein zweiter Wert für Drehwinkels <x2 ermittelt. Dieser Drehwinkel a2 wird unterhalb einer Grenzfrequenz fg einer Filterung mit einem Hochpass-Filter HPF unterzogen, sodass sich ein gefilterter Wert ot2* für den Rollwinkel ergibt.
Schließlich sind noch Addiermittel ADD zum Addieren der aus der ersten und der zweiten Drehrate ermittelten, gefilterten Werte al*, a2* für den Rollwinkel zu einem resultierenden Rollwinkel a* vorgesehen.
Figur 4 zeigt einen typischen Verlauf für die Frequenzgänge der verwendeten Hochpass-und Tiefpassfilter, wobei in der bevorzugten Variante wie dargestellt beide Filter die gleiche Grenzfrequenz aufweisen (Summe der Übertragungsfunktionen = 1).
Daraus ergeben sich folgende beispielhafte Signalverläufe für die unterschiedlichen Rollwinkel al, al*, a2, a2* und den rekonstruierten Rollwinkel a* als Funktion der Zeit t wie in Figur 5 gezeigt. Gut zu erkennen sind dabei die dem Rollwinkel a2 überlagerte Drift und die Störungen im Rollwinkelsignal von al sowie die entsprechenden Signalverläufe a2*, al* nach den entsprechenden Filterungen.
Prinzipiell ist es möglich, die Erfindung in Hardware zu realisieren. In der Praxis wird diese aber in Software realisiert werden. Da hier ein Integrator schwierig zu realisieren ist (z.B. besteht bei einem Integrator die Gefahr einer Wertebereichsüberschreitung), kann auch wie in Figur 6 dargestellt zur Ermittlung des zweiten, gefilterten Wertes a2* für den Rollwinkel auch ein Tiefpass TFP' zur Filterung der mit dem Längsachsen-Drehratensensor D2 ermittelten Drehraten r2 mit einer Grenzfrequenz fg vorgesehen sein sowie weiters ein Verstärker VER zur Verstärkung der tiefpassgefilterten Werte mit einer dem Kehrwert der Grenzfrequenz fg proportionalen Verstärkungsfunktion. Dies entspricht einer Aufsummierung/Integration und Hochpassfilterung. In der Software gibt es somit keinen Hochpass und keinen Integrator, da das System mit einem Tiefpass und einem Verstärkungsfaktor nachgebildet wird.
Es wäre durchaus auch denkbar andere Filter (oder Filter höherer Ordnung) als einfache Hoch- und Tiefpassfilter zu verwenden. Wichtig dabei ist allerdings, dass die Summe der Übertragungsfunktionen beider Filter 1 sein sollte. Dadurch wird nach dem Summationsknoten annähernd verlustfrei das gemessene Rollwinkelsignal rekonstruiert.
Schließlich sei noch angemerkt, dass die Unterteilung in Addierer, verschiedene Filter etc. in • · 1 PI0505 • * · • · · • · · • · · • · • ··· • · • · • · · • · · · · • ··· ···· -10-erster Linie eine funktionale ist und dass in der Regel hier ein einziges Gerät mit entsprechender Software alle diese Funktionen übernimmt. Es kann aber nicht ausgeschlossen werden, dass für einzelne Funktionen tatsächliche Einheiten vorgesehen sind, auch wenn dies nicht die Regel sein wird.
Wien, den 14. Juni 2007

Claims (13)

  1. ·· ·· · · -9 PI050$ ·« ·· • · · • · · • · · • · · • · • ··· • · · • · · • · · • · · · · ·· ··♦· ···· • · « ·· · · -11- Ansprüche 1. Verfahren zur Ermittlung des Rollwinkels (a) eines einspurigen Kraftfahrzeuges (BIK), wobei mittels zumindest zwei Drehratensensoren (Dl, D2) zumindest zwei Drehraten des Fahrzeuges um zwei unterschiedliche Achsen ermittelt werden, wobei a) mittels eines ersten Drehratensensors (Dl) eine Drehrate (rl) tim eine Hochachse (VA) des Fahrzeuges (BIK) ermittelt wird, und b) mittels eines zweiten Drehratensensors (D2) eine Drehrate (r2) um die Längsachse (LA) des Fahrzeuges (BIK) ermittelt wird, und wobei cl) aus der ermittelten Drehrate (rl) um die Hochachse (VA) gemeinsam mit einem Geschwindigkeitssignal (v) für die Geschwindigkeit des Fahrzeuges (BIK) ein erster Wert für den Rollwinkel (al) des Fahrzeuges (BIK) als Funktion der Zeit (t) ermittelt wird, wobei der erste Wert für den Rollwinkel (al) bei Frequenzen oberhalb einer Grenzfrequenz (fg) gefiltert wird, sodass sich ein tiefpassgefilterter Wert für den ersten Rollwinkel (al*) ergibt, oder c2) wobei die um die Hochachse (VA) ermittelte Drehrate (rl) bei Frequenzen oberhalb einer Grenzfrequenz (fg) gefiltert wird und aus der gefilterten Drehrate (rl*) gemeinsam mit dem Geschwindigkeitssignal (v) ein gefilterter erster Wert (al*) für den Rollwinkel ermittelt wird, und wobei d) aus den mit dem Längsachsen-Drehratensensor (D2) ermittelten Drehraten (r2) vor einer oder anschließend an eine Filterung bei Frequenzen unterhalb einer Grenzfrequenz (fg) ein zweiter, gefilterter Wert für den Rollwinkel (a2*) ermittelt wird und der erste und der zweite Wert (al*, a2*) für den Rollwinkel zu einem resultierenden Rollwinkel (a*) addiert werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wert (a2*) für den Rollwinkel durch Aufsummierung der von dem Längsachsen-Drehratensensor (D2) ermittelten Drehraten (r2) ermittelt wird, wobei die Filterung unterhalb der Grenzfrequenz (fg) vor oder nach dem Auf summieren erfolgt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterung zur Ermittlung des ersten Wertes (al*) für den Rollwinkel eine Tiefpassfilterung ist. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die P105d5 • · · • · · • · · • · · • ♦ · • ··· · • · · • ♦ · • · • · • · · ♦ · ·♦· • · ···« » -12- Filterung für die Ermittlung des zweiten Wertes (a2*) für den Rollwinkel eine Hochpass-Filterung ist.
  4. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des zweiten Wertes (a2*) für den Rollwinkel die von dem Längsachsen-Drehratensensor (D2) ermittelten Drehraten (r2) mit der Grenzfrequenz (fg) tiefpassgefiltert und mit einer dem Kehrwert der Grenzfrequenz (fg) proportionalen Verstärkungsfunktion verstärkt werden.
  5. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzfrequenz für die Tiefpassfilterung in Schritt cl) oder c2) und die Grenzfrequenz für die Filterung in Schritt d) einen identischen Wert (fg) aufweisen.
  6. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzfrequenz für die Tiefpassfilterung in Schritt cl) oder c2) und die Grenzfrequenz für die Filterung in Schritt d) unterschiedliche Werte aufweisen.
  7. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzfrequenz für die Tiefpassfilterung niedriger ist als die Grenzfrequenz für die Hochpassfilterung.
  8. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Übertragungsfunktionen beider Filterungen 1 ist.
  9. 10. Messanordnung zur Ermittlung des Rollwinkels (a) eines einspurigen Kraftfahrzeuges (BIK) nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend zumindest zwei Drehratensensoren (Dl, D2) zur Ermittlung von zumindest zwei Drehraten des Fahrzeuges um zwei unterschiedliche Achsen, wobei mittels eines ersten Drehratensensors (Dl) eine Drehrate (rl) um eine Hochachse (VA) des Fahrzeuges (BIK) ermittelt wird, und mittels eines zweiten Drehratensensors (D2) eine Drehrate (r2) um die Längsachse (LA) des Fahrzeuges (BIK) ermittelt wird, und wobei Berechnungsmittel (AWE) vorgesehen sind, welche aus der ermittelten Drehrate (rl) oder aus einer gefilterten Drehrate (rl*) um die Hochachse (VA) gemeinsam mit einem Geschwindigkeitssignal (v) für die Geschwindigkeit des Fahrzeuges (BIK) einen ersten Wert (al*) für den Rollwinkel des Fahrzeuges (BIK) als Funktion der Zeit (t) ermitteln, und wobei Filtermittel (TFP) zum Filtern der Drehrate (rl) oder des aus der Drehrate (rl) ermittelten Wertes (al) für den Rollwinkel oberhalb einer Grenzfrequenz (fg) vorgesehen sind, und wobei weiters Filtermittel (HPF) zur Filterung von mit dem Längsachsen-Drehratensensor P10505 ·· ·· ·· · · ♦ • · · · • · · · • · « · • · * · • · · ·
    13 (D2) ermittelten Drehraten (r2) oder aus den ermittelten Drehraten (r2) ermittelten Werten (a2*) für den Rollwinkel unterhalb einer Grenzfrequenz (fg) vorgesehen sind, sowie Berechnungsmittel (SUM) zum Ermitteln des Drehwinkels (a2*) aus dem gefilterten oder ungefilterten Längsachsen-Drehraten (r2), und wobei weiters noch Addiermittel (ADD) zum Addieren der aus der ersten und der zweiten Drehrate ermittelten Werte (al*, a2*) für den Rollwinkel zu einem resultierenden Rollwinkel (a*) vorgesehen sind.
  10. 11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Aufsummiermittel (SUM) vorgesehen sind, mittels welcher die gefilterten oder imgefilterten Drehraten (r2), welche mit dem Längsachsen-Drehratensensor (D2) ermittelt werden, zu einem Drehwinkel (ct2*) aufsummiert werden.
  11. 12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass für die Filterung der mit dem Längsachsen-Drehratensensor (D2) ermittelten Drehraten (r2) oder Drehwinkel (a2*) ein Hochpass-Filter (HPF) vorgesehen ist.
  12. 13. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des zweiten Wertes (a2*) für den Rollwinkel ein Tiefpass (TFP') zur Filterung der mit dem Längsachsen-Drehratensensor (D2) ermittelten Drehraten (r2) mit einer Grenzfrequenz (fg) vorgesehen ist sowie weiters ein Verstärker (VER) zur Verstärkung der tiefpassgefilterten Werte mit einer dem Kehrwert der Grenzfrequenz (fg) proportionalen Verstärkungsfunktion vorgesehen ist.
  13. 14. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtermittel (TFP) zum Filtern der Drehrate (rl) oder des aus der Drehrate (rl) ermittelten Wertes (al*) für den Rollwinkel oberhalb einer Grenzfrequenz (fg) einen Tiefpassfilter (TFP) umfassen. Wien, den 14. Juni 2007
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