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A method for determining the rest position of a vehicle

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DE102006030593A1
DE102006030593A1 DE200610030593 DE102006030593A DE102006030593A1 DE 102006030593 A1 DE102006030593 A1 DE 102006030593A1 DE 200610030593 DE200610030593 DE 200610030593 DE 102006030593 A DE102006030593 A DE 102006030593A DE 102006030593 A1 DE102006030593 A1 DE 102006030593A1
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DE200610030593
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Zheng-Yu Jiang
Matthias Dr. Kretschmann
Herbert Dr. Preis
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Continental Automotive GmbH
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Siemens AG
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    • G07C5/08Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
    • G07C5/0841Registering performance data
    • G07C5/085Registering performance data using electronic data carriers

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ruhelagenbestimmung eines Fahrzeugs. The present invention relates to a method for determining the rest position of a vehicle.
Um ein preiswertes sowie zuverlässig arbeitendes Verfahren mit verbesserter Genauigkeit bei der Erkennung eines Zustandes absoluter Ruhelage unter weitgehender Beseitigung der zum Stand der Technik genannten Nachteile zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass eine Auswertung der von Sensoren abgefragten aktuellen Drehzahlen V 1 , V 2 , V 3 , V 4 oder eines jeweils maximalen Wertes unter den vorhandenen Drehzahlen durch Vergleich mit einer noch sicher detektierbaren Minimalgeschwindigkeit c eine erste schnelle und grobe Annäherung an den Zustand absoluter Ruhelage einen Basisschritt bilden und nur in dem Fall, dass in dem Basisschritt auf eine absolute Ruhelage geschlossen werden kann, mindestens eines der aktuell anliegenden Beschleunigungssensor-Signale, welche zu einem Vektor In order to provide an inexpensive and reliably operating method with improved accuracy in the detection of a state of absolute rest position with substantial elimination of the above prior art disadvantages, it is proposed that an evaluation of the retrieved from sensors actual speeds V 1, V 2, V 3 , V 4, or a respective maximum value among the existing speed by comparison with a still safe detectable minimum velocity c, a first quick and rough approximation to the state of absolute rest position form a base step and only in the event that closed in the basic step to an absolute position of rest can be, at least one of the currently applied acceleration sensor signals into a vector zusammengefasst sind, und/oder mindestens eines der aktuell anliegenden Drehratensensor-Signale, welche zu einem Vektor are summarized, and / or at least one of the currently applied angular rate sensor signals to a vector zusammengefasst sind, bestimmt bzw. von den jeweiligen Sensoren abgefragt werden und die Bedingung are summarized determined or be queried from the respective sensors and the condition in Bezug auf die angemessen gefilterten ersten zeitlichen Ableitungen überprüft wird. will be reviewed in terms of adequately filtered first time derivatives.

Description

  • [0001] [0001]
    Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ruhelagenbestimmung eines Fahrzeugs. The present invention relates to a method for determining the rest position of a vehicle.
  • [0002] [0002]
    In bekannten Verfahren werden die Raddrehzahlen eines Fahrzeuges herangezogen um den Stillstand festzustellen. In known methods, the wheel speeds of a vehicle are used to break the deadlock detected. Diese Angaben sind jedoch dann nutzlos, wenn sich das Fahrzeug unterhalb einer Mindestgeschwindigkeit bewegt, oder einer externen Bewegung unterworfen ist. However, this information is then useless when the vehicle is moving below a minimum speed, or is subject to an external movement. Das kann beispielsweise auf einer Fähre oder einer Hebebühne der Fall sein. This may for example be on a ferry or a Lift the case. Weiterhin ist eine Ruhelage eines Chassis des Fahrzeugs nicht mit der Ruhelage des Fahrzeugaufbaus gleichzusetzen. Further, a rest position of a chassis of the vehicle is not the same as the rest position of the vehicle body. Ein Fahrzeugaufbau kann durch schaukelnde Insassen angeregt werden und damit sich außerhalb einer Ruhelage befinden, ohne dass sich dadurch messbare Raddrehzahlen ergeben. A vehicle body can be excited by rocking occupant and thus are outside a rest position, not allowing thereby give measurable wheel speeds. All diese Beiträge verschlechtern eine auf Raddrehzahlen basierte Stillstandserkennung und eine darauf aufbauende Offsetbestimmung von bestimmten Sensoren erheblich. All these contributions deteriorate based on wheel speeds standstill detection and based thereon determining offset by certain sensors considerably.
  • [0003] [0003]
    Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein preiswertes sowie zuverlässig arbeitendes Verfahren mit verbesserter Genauigkeit bei der Erkennung eines Zustandes absoluter Ruhelage unter weitgehender Beseitigung der zum Stand der Technik genannten Nachteile zu schaffen. It is therefore an object of the present invention to provide an inexpensive and reliably operating method with improved accuracy in the detection of a state of absolute rest position to provide with substantial elimination of the above prior art drawbacks.
  • [0004] [0004]
    Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. This object is solved by the features of the independent claims. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche. Advantageous further developments are subject of the respective dependent claims.
  • [0005] [0005]
    Erfindungsgemäß zeichnet sich ein Verfahren zur Bestimmung einer absoluten Ruhelage eines Fahrzeugs dadurch aus, dass eine Auswertung der von Sensoren abgefragten aktuellen Drehzahlen V 1 , V 2 , V 3 , V 4 oder eines jeweils maximalen Wertes unter den vorhandenen Drehzahlen durch Vergleich mit einer noch sicher detektierbaren Minimalgeschwindigkeit c eine erste schnelle und grobe Annäherung an den Zustand absoluter Ruhelage einen Basisschritt bildet. According to the invention a method for determining an absolute position of rest of a vehicle is characterized in that an evaluation of the retrieved from sensors actual speeds V 1, V 2, V 3, V 4, or a respective maximum value among the existing speed by comparison with a yet sure detectable minimum speed c forms a base step, a first quick and rough approximation to the state of absolute rest position. Nur wenn in diesem Basisschritt nach bekannten Verfahren auf eine absolute Ruhelage geschlossen werden kann, dann werden mindestens eines der aktuell anliegenden Beschleunigungssensor-Signale, welche zu einem Vektor a → zusammengefasst sind und/oder mindestens eines der aktuell anliegenden Drehratensensor-Signale, welche zu einem Vektor ω → zusammengefasst sind, bestimmt bzw. von den jeweiligen Sensoren abgefragt. Only when it can be closed in this basic step by known methods to an absolute neutral position, then at least one of the currently applied acceleration sensor signals which are combined into a vector a → and / or at least one of the currently applied angular rate sensor signals to a vector ω → summarizes determined or retrieved from the respective sensors. Es folgt in einem weiteren Schritt eine Überprüfung darauf, ob die Bedingung It follows in a further step, a check on whether the condition in Bezug auf die angemessen gefilterte erste zeitliche Ableitung der Vektoren a → und ω → erfüllt ist, dh näherungsweise Null sind. is satisfied with respect to the appropriately filtered first derivative of the vectors a → and ω →, that is approximately zero.
  • [0006] [0006]
    In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schließt sich in dem Fall, dass beide vorstehenden Bedingungen mit positivem Ergebnis ausgewertet worden sind, eine Überprüfung auf das Vorliegen eines Zustandes einer extrem konstanten Beschleunigung oder Drehung an. In a particularly preferred embodiment of the invention includes, in the case that both the foregoing conditions have been evaluated with a positive result, a check for the existence of a state of an extremely constant acceleration or rotation. Dieser Fall extrem konstanter translatorischer Beschleunigung kann bei Vorhandensein von drei linear unabhängig angeordneten Beschleunigungssensoren durch Projektion auf rechtwinklige Koordinaten durch Verletzung der Bedingung This case extremely constant translational acceleration can in the presence of three linearly independent arranged acceleration sensors by projection on rectangular coordinates by violating the condition (a x ) 2 + (a y ) 2 + (a z ) 2 ≅ g 2 (a x) 2 + (a y) 2 + (a z)2 g 2 erkannt werden, wobei mit g die Erdbeschleunigung und mit a i , i = x, y, z, die Beschleunigungen in den drei Raumachsen bezeichnet sind. are detected, wherein with g the acceleration of gravity and a i, i = x, y, z, the accelerations in the three spatial axes are designated.
  • [0007] [0007]
    Im Falle extrem konstanter rotatorischer Beschleunigung kann auf Verletzen der Bedingung In the case of extremely constant rotational acceleration can to violate the condition |ω →| | Ω → | ≅ 0 ≅ 0 erkannt werden. be recognized.
  • [0008] [0008]
    Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend unter Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit Bezug nahme auf die Abbildung der Zeichnung angegeben. Other features and advantages of the invention are described below with description of an embodiment with reference exception indicated on the figure of the drawing. Die Figur der Zeichnung zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ruhelagenbestimmung eines Fahrzeugs mit den jeweiligen Auswerteschritten in einem zeitdiskreten Verfahren zu einem Zeitpunkt und den darin beteiligten Größen. The figure of the drawing shows a flow diagram of an embodiment of an inventive method for determining the rest position of a vehicle with the respective evaluation steps in a discrete-time process at a time and the factors involved therein.
  • [0009] [0009]
    Zum Start umfasst ein Basisschritt To start includes a basic step 1 1 eine Abfrage und nachfolgende Auswertung von Raddrehzahlen V 1 , V 2 , V 3 , V 4 der jeweiligen Sensoren. a query and subsequent evaluation of the wheel speeds V 1, V 2, V 3, V 4 of the respective sensors. Dieser Basisschritt This basic step 1 1 bietet eine erste schnelle und dafür relativ grobe Annäherung an den Zustand einer Ruhe des Chassis relativ zum Untergrund des Fahrzeuges. provides a first quick and for relatively rough approximation to the state of rest of the chassis relative to the ground of the vehicle. Wie schon bei aus dem Stand der Technik bekannten Stillstandserkennern lautet die zu überprüfende Bedingung, dass ein Maximalwert aus den zur Verfügung stehenden Werten kleiner als ein Grenzwert c sein muss: As in the case of the prior art known is the Stillstandserkennern to be checked condition that a maximum value of the available values ​​less than a threshold c must be: max(|V 1 |, |V 2 |, |V 3 |, |V 4 |, |V ref |) < c. max (| V 1 |, | V 2 |, | V 3 |, | V 4 |, | V ref |) <c.
  • [0010] [0010]
    Hier wurde außer den Raddrehzahlen V 1 , V 2 , V 3 , V 4 noch eine anderweitig erhaltene Referenzgeschwindigkeit V ref herangezogen. Here, V 2, V 3, V 4 was further used an otherwise obtained reference speed V ref except the wheel speeds V 1,. Dabei stellt V ref im vorliegenden Beispiel eine aus den Raddrehzahlen v 1 , V 2 , V 3 , V 4 als Komponenten errechneten Gesamtgeschwindigkeit des betrachteten Fahrzeugs dar. In this case, V ref in the present example is a calculated from the wheel speeds V 1, V 2, V 3, V 4 as components of overall speed of the subject vehicle.
  • [0011] [0011]
    Eine Bewegung des Fahrzeugaufbaus, die durch Chassisbewegungen, externe Bewegungen und/oder interne Anregungen verursacht wird, kann in Schritt A movement which is caused by movements of the chassis, external movements and / or internal excitations of the vehicle body, can be used in step 1 1 nicht erkannt werden. are not recognized. Durch diese Bewegungen befindet sich ein Fahrzeug zwar nicht in absoluter Ruhe, diese Bewegungen zeigen jedoch nicht grundsätzlich messbare Reaktionen an den Raddrehzahl-Sensoren. Through these movements, a vehicle is not true in absolute tranquility, but these movements did not show basically measurable responses to the wheel speed sensors. Derartige Bewegungen können jedoch erfasst werden, wenn die Fahrzeugbeschleunigung und die Drehraten analysiert werden. However, such movements can be detected when the vehicle acceleration and rotation rate are analyzed. Da diese Größen mit Offsets behaftet sind, welche hier als sehr niederfrequent und damit quasi als Gleichanteile angenommen werden, werden die zeitlichen Ableitungen der gefilterten Sensorsignale analysiert. Since these quantities are subject to offsets, which are here to be very low frequency and thus assumed to be quasi DC components, the time derivatives of the filtered sensor signals are analyzed. Damit fallen die Offsets heraus. Thus the offsets fall out. Zu erwarten sind also Signale mit möglichst konstantem Wert, bei denen eine weitgehende Unterdrückung des Einflusses von Rauschen durch Anwendung eines Filters, insbesondere eines digitalen Tiefpassfilters, erreicht wird. therefore to be expected are signals having a constant value as possible in which a degree of suppression of the influence of noise by using a filter, particularly a digital low-pass filter is achieved.
  • [0012] [0012]
    Offsets in diesem Sinne können normale Nullpunktdrifts der Sensoren, Schwerkraftbeiträge oder externe Bewegungen sein. Offsets in this sense may be normal zero drift of the sensors, gravity posts or external movements. Die Ableitung kann in diesem Sinne als Frequenzanalysator verstanden werden, der nach Schwingungen des Fahrzeug-Aufbaus sucht. The derivative can be understood as a frequency analyzer, in this sense, looking for vibrations of the vehicle body. Dazu werden die Vektoren a → und ω → gebildet, einer Tiefpassfilterung unterzogen und nach der Zeit abgeleitet. For this, the vectors a → and ω → are formed, subjected to low-pass filtering, and with respect to time. Dann ist die innerhalb des Kerns des Analyseschrittes Then that is within the core of the analysis step 2 2 eine zweite und deutlich verschärfte Bedingung für die Erkennung der absoluten Ruhe des Fahrzeuges, dass die Relationen a second and much more stringent condition for the recognition of absolute rest of the vehicle, that the relations für eine bestimmten, sehr kurzen, Zeitraum eingehalten sind. for a certain very short period are met.
  • [0013] [0013]
    Wenn die vorstehend dargestellte Bedingungen der Schritte If the conditions of the steps shown above 1 1 und and 2 2 gleichzeitig erfüllt sind, befindet sich der Fahrzeugaufbau in absoluter Ruhe, oder aber in einem Zustand einer auch über mehrere Abtastzeitpunkte hinweg betrachtet extrem gleichbleibenden Beschleunigung oder Drehung. are fulfilled simultaneously, the vehicle body is located in a quiet, or in a state of extremely considered constant acceleration or rotation over several sampling time. Dieser letzte noch mögliche Zustand wird durch einen separaten Prüfschritt This last still possible state is a separate test step 3 3 erfasst: Der Fall konstanter Beschleunigung kann, bei Vorhandensein von drei linear unabhängig angeordneten Beschleunigungssensoren, durch Projektion auf rechtwinklige Koordinaten durch Verletzung der Bedingung control: The case of constant acceleration can, in the presence of three linearly independent arranged acceleration sensors by projection on rectangular coordinates by violating the condition (a x ) 2 + (a y ) 2 + (a z ) 2 ≅ g 2 (a x) 2 + (a y) 2 + (a z)2 g 2 erkannt werden, wobei g die Erdbeschleunigung ist. are detected, where g is the gravitational acceleration. Der Fall konstanter Drehung kann dadurch erkannt werden, dass der Messwert des Drehratensignals in diesem Falle den Offset addiert zur externen Drehung widerspiegelt (|ω →| ≅ 0). The case of constant rotation can be realized thereby, that the measurement value of the rotation rate signal, in this case adds the offset to the external rotation reflects (| ω → | ≅ 0). Es können alle externen konstanten Drehungen erkannt und eliminiert werden, die von üblichen Sensorspezifikationen abweichen. It can be recognized all external constant twists and eliminated that differ from conventional sensor specifications.
  • [0014] [0014]
    In einem erfindungsgemäßen Verfahren kommt damit die gleichzeitige Auswertung mindestens einer der Raddrehzahlen V 1 , V 2 , V 3 , V 4 , mindestens eines der Beschleunigungssensor-Signale, welche zu einem Vektor a → zusammengefasst sind und/oder mindestens eines der Drehratensensor Signale, welche zu einem Vektor ω → zusammengefasst sind, zum Einsatz. In a process of this invention thus is the simultaneous evaluation of at least one of the wheel speeds V 1, V 2, V 3, V 4, at least one of the acceleration sensor signals which are combined into a vector a → and / or at least one of the yaw rate sensor signals to a vector ω → summarizes used. Der Zustand der absoluten Ruhe wird in aufeinander aufbauenden drei Schritten erkannt, die jeweils nur dann durchlaufen werden, wenn ein jeweils vorangehender Schritt auf einen Fahrzeug-Stillstand erkannt hat. The state of absolute rest is detected in three steps based on each other, each of which is only executed if a respective preceding step has detected a vehicle standstill. Ein mit ansteigender Genauigkeit der Untersuchung ebenfalls ansteigender Aufwand macht ein erfindungsgemäßes Verfahren insgesamt bei extremer Genauigkeit auch ausreichend schnell und wirtschaftlich. A with increasing accuracy of the study also increasing expense, an inventive method makes total with extreme accuracy even sufficiently quickly and economically.
  • [0015] [0015]
    Die Erfindung erlaubt somit auch, unter Zuhilfenahme von Raddrehzahlen, Beschleunigungs- und Drehraten-Sensoren, eine hochpräzise Offset-Bestimmung der Drehraten-Sensoren und eine nachfolgende Kompensation durchzuführen. Thus, the invention also allows, with the aid of wheel speeds, acceleration, and angular rate sensors to perform a highly precise offset determination of the rotation rate sensors and a subsequent compensation. Die Offset-Bestimmung der Drehraten-Sensoren gestaltet sich als einfaches Auslesen von Abweichung der jeweiligen Sensoren vom aktuell festgestellten Null-Wert, der den Zustand der absoluten Ruhe des Fahrzeugs kennzeichnet. The offset determination of the rotation rate sensors designed as a simple readout of deviation of the respective sensors of the currently detected zero-value which characterizes the state of absolute rest of the vehicle.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Ruhelagenbestimmung eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet , dass eine Auswertung der von Sensoren abgefragten aktuellen Drehzahlen (V 1 , V 2 , V 3 , V 4 ) oder eines jeweils maximalen Wertes unten den vorhandenen Drehzahlen durch Vergleich mit einer noch sicher detektierbaren Minimalgeschwindigkeit c eine erste schnelle und grobe Annäherung an den Zustand absoluter Ruhelage nach der Bedingung Process for the rest position of a vehicle, characterized in that an evaluation of the retrieved from sensors actual speeds (V 1, V 2, V 3, V 4) or a respective maximum value below the existing speed by comparison with a still safe detectable minimum speed c a first quick and rough approximation to the state of absolute rest position after the condition max(|V 1 |, |V 2 |, |V 3 |, |V 4 |, |V ref |) < c max (| V 1 |, | V 2 |, | V 3 |, | V 4 |, | V ref |) <c einen Basisschritt bilden, und nur in dem Fall, dass im Basisschritt auf eine absolute Ruhelage geschlossen werden kann, mindestens eines der aktuell anliegenden Beschleunigungssensor-Signale, welche zu einem Vektor (a →) zusammengefasst sind und/oder mindestens eines der aktuell anliegenden Drehratensensor-Signale, welche zu einem Vektor (ω →) zusammengefasst sind, bestimmt bzw. von den jeweiligen Sensoren abgefragt werden und die Bedingung form a basic step, and only in the case that the basic step can be closed on an absolute position of rest, at least one of the currently applied acceleration sensor signals to a vector (a →) are combined and / or at least one of the currently applied Drehratensensor- are signals in a vector (ω →) are summarized determined, or retrieved from the respective sensors and the condition in Bezug auf die angemessen gefilterten ersten zeitlichen Ableitungen überprüft wird. will be reviewed in terms of adequately filtered first time derivatives.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem Fall, dass beide vorstehenden Bedingungen mit positivem Ergebnis ausgewertet worden sind, eine Überprüfung auf eine Verletzung der Bedingung A method according to claim 1, characterized in that, in the case that both the foregoing conditions have been evaluated with a positive result, a check for a violation of the condition (a x ) 2 + (a y ) 2 + (a z ) 2 ≅ g 2 (a x) 2 + (a y) 2 + (a z)2 g 2 anschließt. followed.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Feststellung einer absoluten Ruhelage eine hochpräzise Offset-Bestimmung der Drehraten-Sensoren durchgeführt wird, indem bei Feststellung eines Zustandes der absoluten Ruhe des Fahrzeugs Abweichung der jeweiligen Sensoren vom aktuell festgestellten Null-Wert ausgelesen werden. A method according to claim 2, characterized in that upon detection of an absolute position of rest a highly precise offset determination of the rotation rate sensors is performed by deviation of the respective sensors are read out from the currently detected zero value upon detection of a state of absolute rest of the vehicle.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem Fall, dass beide vorstehenden Bedingungen mit positivem Ergebnis ausgewertet worden sind, eine Überprüfung auf eine Verletzung der Bedingung A method according to claim 1, characterized in that, in the case that both the foregoing conditions have been evaluated with a positive result, a check for a violation of the condition |ω →| | Ω → | ≅ 0 ≅ 0 anschließt. followed.
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R016 Response to examination communication
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