DE102005023180A1

DE102005023180A1 - Verfahren zur Bestimmung einer Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit

Info

Publication number: DE102005023180A1
Application number: DE200510023180
Authority: DE
Inventors: Willy Klier; Reinhard Grossheim
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2005-05-19
Filing date: 2005-05-19
Publication date: 2006-11-23

Abstract

Zur Bestimmung einer Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit wird ein Verfahren vorgeschlagen, welches eine Einheit (21) zur Ermittlung von Gewichtungsfaktoren, eine Einheit (22) zur Bestimmung eines Arbeitspunktes und eines Parametrierungsvektors und eine Einheit (23), bestehend aus einem parametrierbaren Fahrzeugmodell n-ter Ordnung, welches mittels des Parametrierungsvektors beeinflusst wird, und zusätzlich eine Bezugsgeschwindigkeit als weitere Eingangsgröße enthält.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung einer Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausprägungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.

Ein aus dem Stand der Technik bekanntes Verfahren sieht vor, dass die Bestimmung einer Fahrzeuggeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs anhand einer Gewichtung und Mittelung der Raddrehzahl-Information vorgenommen wird. So wird in der DE 44 28 347 A1 eine Schaltungsanordnung vorgeschlagen, die eine Fuzzy-Logik enthält, welche als Eingangsgrößen die Raddrehzahlinformationen der Räder eines Kraftfahrzeugs (ω_VR) – vorderes rechtes Rad, (ω_VL) – vorderes linkes Rad, (ω_HR) – hinteres rechtes Rad, (ω_HL) – hinteres linkes Rad, erhält. Anhand von linguistischen Termen entscheidet ein Fuzzy-System welche der Raddrehzahlen einen geeigneten Schätzwert zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit liefert und legt für jede Raddrehzahl-Information einen entsprechenden Gewichtungsfaktor k_i fest. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass im Falle eines Kraftfahrzeugs welches mit einem Allradantrieb versehen ist und bei dem alle angetriebenen Räder über einen bestimmten Zeitraum "durchdrehen" eine stets zu hohe Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt wird. Dies resultiert daraus dass, egal mit welchen Gewichtungsfaktoren die einzelnen Räder bewertet sind, der gebildete Mittelwert daraus ebenfalls zu hoch ist. Im Falle einer Vollbremsung werden alle Raddrehzahlinformationen schlagartig den Wert null annehmen obwohl das Kraftfahrzeug sich noch weiterbewegt.

Aus dem Stand der Technik ist außerdem ein so genanntes Gain-Scheduling-Verfahren bekannt. Dieses Verfahren findet vor allem in der Regelungstechnik Anwendung um die Nichtlinearitäten eines technischen Systems bestmöglich auf ein lineares Regelmodell abzubilden.

Offenbarung der Erfindung

Technische Aufgabe

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Bestimmung einer Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit für front-, heck- und allradgetriebene Kraftfahrzeuge vorzuschlagen welches in der Lage ist, eine möglichst genaue und jederzeit verfügbare Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit bereitzustellen und dabei möglichst wenig Größen zur Berechnung verwendet.

Technische Lösung
Zur Vermeidung der beschriebenen Nachteile die sich aus dem Stand der Technik ergeben wird ein erfindungsgemäßes Verfahren und eine erfindungsgemäße Einrichtung bestehend aus einer ersten Einheit (21) für die Gewichtung und Mittelung von Raddrehzahlinformationen zur Bestimmung einer die Fahrzeuggeschwindigkeit beschreibenden Größe, einer zweiten Einheit (22) für die Erkennung und Festlegung eines aktuellen Arbeitspunktes zur Ermittlung eines Parametrierungsfaktors, und einer dritten Einheit (23) zur Abbildung eines beeinflussbaren Fahrzeugmodells für die Bestimmung einer Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit vorgeschlagen. Im Folgenden bezieht sich der Begriff „Bezugsgeschwindigkeit" auf jede zur Beschreibung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs geeignete Größe, bei deren Ermittlung die Längsdynamik des Kraftfahrzeugs außer Acht gelassen wurde. Im erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel entspricht dies der Ausgangsgröße der Einheit (21) (VxFuzzy):
Die erste Einheit (21) besteht aus einem Fuzzysystem, das als Eingangsgrößen die Raddrehzahlinformation der einzelnen Räder des Fahrzeugs erhält. Anhand dieser Information werden Gewichtungsfaktoren und weitere Hilfsgrößen bestimmt, welche zum einen in die Berechnung der Bezugsgeschwindigkeit einließen und zum anderen als Eingangsgrößen der zweiten Einheit (22) dienen. Die Bezugsgeschwindigkeit wird aus einer Mittelung der gewichteten Raddrehzahlinformationen gewonnen und stellt außerdem eine Eingangsgröße der dritten Einheit (23) dar.
Die zweite Einheit (22) besteht im Wesentlichen aus gespeicherten Tabellen, Formel und/oder fahrzeugabhängigen Kennfeldern welche zur Festlegung des momentan aktuellen Arbeitspunktes unter Verwendung der Gewichtungsfaktoren (k1, ..., kn) und/oder weiteren Hilfsgrößen verwendet werden. Diese Hilfsgrößen können unter anderen die zeitlichen Ableitungen der Raddrehzahlinformation sein. Anhand des ermittelten Arbeitspunktes wird mindestens ein Parametrierungsfaktor (GSF1, ..., GSFn) ermittelt der dann der dritten Einheit (23) als Eingangsgröße zugeführt wird. Mehrere Parametrierungsfaktoren können dabei auch zu einem Parametrierungsvektor zusammengefasst sein.
Die dritte Einheit (23) besteht aus einem parametrierbaren Fahrzeugmodell, welches im Wesentlichen ein Längsmodell n-ter Ordnung darstellt und geeignet zur Bestimmung der die Fahrzeuggeschwindigkeit beschreibenden Größe ist. Besteht das Längsmodell aus einem Modell erster Ordnung so kann die Übertragungsfunktion die Form G(s) = GSFn/(s + GSFn) annehmen, wobei s eine komplexe Frequenz darstellt. Die Beeinflussung des Fahrzeugsmodells erfolgt durch mindestens einen Parametrierungsfaktor (GSF1, ..., GSFn). Dabei erhält das Fahrzeugmodell mindestens eine Bezugsgeschwindigkeit als Eingangsgröße zur Bestimmung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit. Diese Bezugsgeschwindigkeit stellt im Ausführungsbeispiel die Ausgangsgröße (VxFuzzy) der Einheit (23) dar, welche mittels Regeln eines Fuzzysystems ermittelt wurde. Diese Größe kann auch nach jedem anderen Verfahren ermittelt werden oder von einer externen Datenquelle stammen, beispielsweise einem anderen Steuergerät. Die Parametrierung des Fahrzeugmodells hat im gezeigten Ausführungsbeispiel in 2 zur Auswirkung, dass unendlich viele Kurvenverläufe (231, 232, 233) für die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit beschreibbar sind, je nach Parametrierung des Fahrzeugmodells durch den Parametrierungsvektor. Im Wesentlichen wird es jedoch so sein, dass die Parametrierung des Fahrzeugmodells derart ausgerichtet wird, dass je geringer die Differenz der Raddrehzahlinformation der einzelnen Räder zueinander und/oder die Differenz der zeitlichen Ableitung der Raddrehzahlen zueinander ist, desto schneller wird sich die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit (Vref) der Führungsgröße, welche im Ausführungsbeispiel die Bezugsgeschwindigkeit (VxFuzzy) darstellt, annähern.
Die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit kann erfindungsgemäß ein aktives Lenksystem beeinflussen oder auch in anderen Systemen, welche eine möglichst genaue Information über die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit benötigen, beispielsweise einem ESP- oder ABS-System, Verwendung finden.
Vorteilhafte Wirkungen
Als wesentlichen Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens wird angesehen, dass zur Bestimmung einer Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit allein die Raddrehzahlinformation und eine Bezugsgeschwindigkeit als Größen benötigt werden. Dies reduziert den Aufwand zur Durchführung der benötigten Signalplausibilisierungsfunktionen. Als weiterer Vorteil wird angesehen, dass ein deutlich besseres Ergebnis hinsichtlich der Annäherung an die „wahre" Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs im Falle durchdrehender oder blockierender Räder, insb. bei allradgetriebenen Fahrzeugen, erreicht wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein aus dem Stand der Technik bekanntes, auf Regeln basierendes Fuzzysystem zur Bestimmung einer Fahrzeuggeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung einer Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit.

Claims

Verfahren zur Bestimmung einer Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges mit Mittel zur Erfassung von Raddrehzahlinformationen und Mittel zur Erfassung einer die Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs beschreibende Bezugsgeschwindigkeit wobei das Verfahren umfasst: – Erfassen der Raddrehzahlinformation – Erfassen einer Bezugsgeschwindigkeit – Bestimmung von Gewichtungsfaktoren anhand der Raddrehzahlinformation – Bestimmung eines Arbeitspunktes anhand der Gewichtungsfaktoren und/oder aus den Raddrehzahlen abgeleiteten Hilfsgrößen – Bestimmung eines Parametrierungsvektors in Abhängigkeit des Arbeitspunktes – Zuführung der Bezugsgeschwindigkeit (V_xFUZZY) und des Parametrierungsvektors in ein die Längsgeschwindigkeit beschreibendes, parametrierbares Fahrzeugmodell erster oder n-ter Ordnung zur Bestimmung einer Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Arbeitspunktes die zeitlichen Ableitungen der Raddrehzahlinformation verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Gewichtungsfaktoren durch ein regelbasiertes Fuzzysystem bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Arbeitspunkt mittels mathematischer Funktionen und/oder hinterlegten Tabellen und/oder Kennfelder bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugmodell die Übertragungsfunktion der Form G(s) = GSFn/(s + GSFn) entsprechend eines Tiefpass-Filters aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Arbeitspunkt anhand mathematischer Formeln, Kennfeldern oder gespeicherten Tabellen ermittelt wird.
Computerprogramm mit Programmcodemittel um ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 durchzuführen.
Programmierbarer integrierter elektronischer Baustein mit digitalen oder analogen Baugruppen um ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 durchzuführen.
Steuergerät zur Ausführung eines Computerprogramms gemäß Anspruch 7.
Steuergerät zum Betrieb von Bausteinen gemäß Anspruch 8.