DE102007012833A1

DE102007012833A1 - Verfahren zur Feststellung eines Fahrtrichtungswechsels eines Fahrzeugs und Steuerungsmodul hierfür

Info

Publication number: DE102007012833A1
Application number: DE200710012833
Authority: DE
Inventors: Nicolas Jecker; Oliver Eckstein
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2007-03-17
Filing date: 2007-03-17
Publication date: 2008-09-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feststellung eines Fahrtrichtungswechsels eines Fahrzeugs unter Verwendung eines Längsbeschleunigungssignals und einer sich aus Radimpulssignalen ergebenden Geschwindigkeitsinformation gemäß folgenden Schritten: - aus der Geschwindigkeitsinformation den Stillstand des Fahrzeugs bestimmen; - bei Stillstand des Fahrzeugs den zugehörigen Längsbeschleunigungswert bestimmen und als Beschleunigungsreferenzwert hinterlegen; - wird nach dem Stillstand ein vorgegebener Geschwindigkeitsschwellwert erreicht, dann wird aus dem zu dem Beschleunigungsreferenzwert relativen aktuellen Längsbeschleunigungssignal die Fahrtrichtung des Fahrzeugs bestimmt. Die Erfindung betrifft zudem ein Steuerungsmodul zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feststellung eines Fahrtrichtungswechsels eines Fahrzeugs sowie ein Steuerungsmodul hierfür.
Die Bestimmung der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs ist für moderne Fahrzeugsysteme unerlässlich. Insbesondere bei Kollisionswarnsystemen ist die Fahrtrichtung des Fahrzeugs maßgeblich, um ein Auffahren des Fahrzeugs gegen Hindernisse zu verhindern beziehungsweise den Fahrzeuglenker rechtzeitig zu warnen.
Aufwändige Fahrzeuge sehen Radimpulssensoren vor, die über einen Doppelkopf die Drehrichtung der Räder bestimmen können. Hierzu ist am drehenden Rad, beziehungsweise an einem mit dem Rad drehgekoppelten Rotor, ein mitdrehender Impulsgeber vorgesehen. Dieser Impulsgeber wird von den beiden benachbart angeordneten Sensoren des Doppelkopfsensors nacheinander erfasst. Aus der Kenntnis, welcher Kopf den Impulsgeber zuerst erfasst, kann dabei auf die Drehrichtung des Rades, und damit auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs rückgeschlossen werden.
Einfachere Fahrzeugsysteme sehen keine derart aufwändigen Radimpulssensoren mit einem Doppelkopf vor. Zur Ansteuerung einer Bremsanlage, insbesondere bei ABS-Systemen, ist ausreichend, die Drehgeschwindigkeit des Rades festzustellen, ohne die Drehrichtung zu benötigen.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Fahrtrichtung eines Fahrzeugs zu bestimmen, welches keine Doppelkopfsensoren vorsieht, mit welchen auf die Fahrtrichtung rückgeschlossen werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ein solches Verfahren verwendet folglich ein Längsbeschleunigungssignal eines Längsbeschleunigungssensors und eine Geschwindigkeitsinformation, die sich aus Radimpulssignalen eines vorzugsweise Einkopfsensors ergibt. Aus den Radimpulssignalen, beziehungsweise aufgrund des zeitlichen Abstandes zwischen zwei Signalen, kann zwar auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, nicht aber auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs rückgeschlossen werden. Um dennoch die Fahrtrichtung des Fahrzeugs sicher bestimmen zu können, sieht das erfindungsgemäße Verfahren folgende Schritte vor:
Aus der Geschwindigkeitsinformation wird zunächst der Stillstand des Fahrzeugs bestimmt. Werden keine Radimpulssignale generiert beziehungsweise liegen keine derartigen Radimpulssignale vor, kann auf den Stillstand des Fahrzeugs rückgeschlossen werden. Bei Stillstand des Fahrzeugs wird dann der Längsbeschleunigungswert bestimmt. Der Längsbeschleunigungswert hängt von der relativen Lage des Fahrzeugs zu einer waagerechten Ebene ab. Steht das Fahrzeug beispielsweise an einem Hang, so ist dieser Längsbeschleunigungswert aufgrund der Erdanziehungskraft nicht Null. Der Längsbeschleunigungswert bei Stillstand des Fahrzeugs wird dann als Beschleunigungsreferenzwert hinterlegt.
Fährt das Fahrzeug aus dem Stillstand an und wird über die Radimpulssignale ein vorgegebener Geschwindigkeitsschwellwert erreicht, dann wird aus dem zum Beschleunigungsreferenzwert relativen aktuellen Längsbeschleunigungssignal, beziehungsweise aus dessen Richtungsausschlag, die Fahrtrichtung des Fahrzeugs bestimmt. Die Verwendung der aus den Radimpulsen hervorgehenden Geschwindigkeitsinformation hat den Vorteil, dass sie gerade bei sehr geringen Geschwindigkeiten sehr genau ist. Selbst dann, wenn aus anderen Geschwindigkeitsmessvorrichtungen des Fahrzeugs vorhandene Geschwindigkeitsinformationen zur Verfügung stehen sollten, sind diese in der Regel gerade bei sehr geringen Geschwindigkeiten sehr ungenau. Dadurch, dass das jeweils aktuelle Längsbeschleunigungssignal relativ zum Beschleunigungsreferenzwert betrachtet wird, wird die zu einer waagerechten Ebene relative Lage des Fahrzeugs berücksichtigt beziehungsweise verfälscht das Messergebnis nicht.
Insgesamt gelangt man zu einem vergleichsweise kostengünstigen, aber dennoch sehr funktionssicheren Verfahren zur Feststellung der Fahrtrichtung beziehungsweise eines Fahrtrichtungswechsels eines Fahrzeugs.
Der vorgegebene Geschwindigkeitsschwellwert kann insbesondere als feste Größe hinterlegt sein und liegt bei Kraftfahrzeugen vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 0,8 km/h und vorteilhafterweise im Bereich bei 0,4 km/h.
Der vorgegebene Geschwindigkeitsschwellwert kann dabei so gewählt sein, dass eine auf einem Fahrzeugbussystem hinterlegte Geschwindigkeitsinformation noch den Wert Null angibt. Bei Kraftfahrzeugen ist in der Regel auf einem Fahrzeugbussystem eine Geschwindigkeitsinformation hinterlegt, die allerdings bei sehr geringen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs sehr ungenau ist. Diese Geschwindigkeitsinformation gibt in der Regel erst Werte ab einer Geschwindigkeit von cirka 0,7 km/h an. Insofern ist vorteilhaft, wenn der vorgegebene Geschwindigkeitsschwellwert gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren unter diesem Wert liegt, nämlich insbesondere bei 0,4 km/h.
Der Beschleunigungsreferenzwert wird vorteilhafterweise erst dann bestimmt, wenn das Fahrzeug einen vorgegebenen Zeitraum steht. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass ein Schwingverhalten des Längsbeschleunigungssignals den Beschleunigungsreferenzwert nicht verfälscht. In der Regel ist ein Zeitraum von cirka 100 msec bis 500 msec und insbesondere im Bereich von 300 msec ausreichend.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Beschleunigungsreferenzwert auf "unbestimmt" zurückgesetzt wird, wenn das Fahrzeug einen vorgegebenen Zeitraum in eine Richtung fährt und/oder eine vorgegebene Geschwindigkeit überschreitet. Ein Rücksetzen auf unbestimmt hat den Vorteil, dass ein einmal bestimmter Beschleunigungsreferenzwert nicht bei einem späteren Stillstand des Fahrzeugs nochmals verwendet wird, bei dem das Fahrzeug eine andere zu einer waagerechten Ebene relative Lage einnehmen kann. Der Beschleunigungsreferenzwert wird folglich dann bei jedem Stillstand neu bestimmt.
Das Verfahren ist selbstverständlich dann sehr vorteilhaft, wenn die Radimpulssignale und das Längsbeschleunigungssignal auf einem Bussystem des Fahrzeugs hinterlegt sind. Da moderne Fahrzeuge über Radimpulssignalsensoren, insbesondere im Rahmen von Bremssystemen, verfügen, steht diese Information regelmäßig auf Fahrzeugbussystemen zur Verfügung. Ferner sehen moderne Fahrzeuge Längsbeschleunigungssensoren vor, die insbesondere in Sensorcluster, zusammen mit weiteren Sensoren, wie einem Querbeschleunigungssensor und einem Giersensor, untergebracht sein können. Diese Sensorcluster finden insbesondere bei Fahrzeugstabilitätssystemen Verwendung. Diesbezügliche Informationen sind in der Regel auch auf Fahrzeugbussystemen hinterlegt.
Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch ein an einem Fahrzeugbussystem anschließbares Steuerungsmodul zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst, wobei das Steuerungsmodul im Betrieb aus auf dem Fahrzeugbussystem hinterlegten Radimpulsen die jeweils aktuelle Geschwindigkeitsinformation bestimmt und den jeweiligen Längsbeschleunigungswert aus dem Fahrzeugbussystem ausliest.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben und erläutert ist.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Steuerungsmoduls zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
2 mehrere Signalgrößen über der Zeit.
In der 1 ist ein Steuerungsmodul 10 dargestellt, mit dem die Fahrtrichtung eines Fahrzeugs bestimmbar ist. Das Steuerungsmodul 10 ist an ein Bussystem 12 angeschlossen. Es liest aus dem Bussystem 12 zum einen Radimpulssignale R und zum anderen ein Längsbeschleunigungssignal L aus. Aus der Frequenz der Radimpulssignale, beziehungsweise aus den zeitlichen Abständen der benachbarten Radimpulssignalen bestimmt das Steuerungsmodul 10 die Fahrzeuggeschwindigkeit, insbesondere bei sehr geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten kleiner 2 bis 3 km/h. Aus der derart bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Längsbeschleunigungssignal L bestimmt das Steuerungsmodul 10 die Fahrtrichtung FR. Dieses Ausgangssignal FR des Steuerungsmoduls 10 wird einem übergeordneten Steuerungsmodul 12 zugeführt, dem weitere Eingangsgrößen, die beispielhaft mit E2 und E3 benannt sind, ebenfalls zugeführt werden.
Die Betriebsweise des Steuerungsmoduls 10 wird anhand 2 näher beschrieben. Die 2 zeigt zum einen die im Modul 10 anhand der Radimpulssignale bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit V_R. Wie aus der 2 deutlich wird, ist dieser Wert V_R bei höheren Geschwindigkeiten vergleichsweise instabil. Bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten, im Bereich von unter 2 km/h, ist diese Größe allerdings sehr genau.
Ferner ist in 2 die auf dem Bus vorhandene Fahrzeuggeschwindigkeit V_B dargestellt, welche bei höheren Geschwindigkeiten sehr genau ist. Allerdings wird aus 2 deutlich, dass diese Geschwindigkeit V_B bei sehr geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten sehr ungenau ist und bei einer fallenden Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem Wert von etwa 0,7 km/h zum Zeitpunkt t – 1 auf Null springt und erst bei einer Geschwindigkeit von 0,7 km/h des Fahrzeugs überhaupt einen Messwert angibt.
Ferner ist in 2 das Längsbeschleunigungssignal L wiedergegeben, dass beim Abbremsen des Fahrzeugs stark schwingt.
Als weiterer Signalverlauf ist in der 2 der Beschleunigungsreferenzwert B_R wiedergegeben, der zunächst einen Wert Null oder unbestimmt annimmt und dann im mittleren Bereich des Diagramms t₂ einen Sprung macht. Als weiterer Signalverlauf ist die Fahrtrichtung FR dargestellt.
Wie aus 2 deutlich wird, schwingt das Längsbeschleunigungssignal L beim Abbremsen des Fahrzeugs. Im Zeitraum t₀ kommt das Fahrzeug zum Stehen, da V_R den Wert Null annimmt. Da das Längsbeschleunigungssignal L über einen gewissen Zeitraum ausschwingt, nimmt der Wert L erst im Bereich des Zeitpunkts t₁ einen konstanten Wert an. Dieser Wert L ist abhängig von der relativen Lage des Fahrzeugs zu einer horizontalen Ebene. Da das Längsbeschleunigungssignal innerhalb eines Zeitraums von weniger als 300 msec regelmäßig ausschwingt, wird zu einem Zeitpunkt t₂ mit t₂ > t₀ + (t₁ – t₀) er dann aktuelle Längsbeschleunigungswert L als Beschleunigungsreferenzwert B_R im Modul 10 hinterlegt.
Fährt zum Zeitpunkt t₃ das Fahrzeug an, so nimmt die Geschwindigkeit V_R ab dem Zeitpunkt t₃ zu. Erreicht die Geschwindigkeit V_R einen vorgegebenen Schwellwert S, so wird zu diesem Zeitpunkt t₄ das Längsbeschleunigungssignal L betrachtet, insbesondere in welche Richtung das Längsbeschleunigungssignal L ausschlägt. Hieraus kann auf die Fahrtrichtung FR rückgeschlossen werden, wobei bei dem in der 2 gezeigten Diagramm zum Zeitpunkt t₄ ein Fahrtrichtungswechsel gemäß dem Signal FR stattfindet.
Um sicherzugehen, dass der Beschleunigungsreferenzwert B_R beim nächsten Stillstand des Fahrzeugs nicht noch einmal Verwendung findet, kann dieser vorteilhafterweise nach Erreichen einer Fahrzeuggeschwindigkeit beziehungsweise nach einer vorgegebenen Fahrtzeit auf Null oder auf Unbestimmt zurückgesetzt werden.

Claims

Verfahren zur Feststellung eines Fahrtrichtungswechsels eines Fahrzeugs unter Verwendung eines Längsbeschleunigungssignals (L) und einer sich aus Radimpulssignalen (R) ergebenden Geschwindigkeitsinformation (V_R) gemäß folgenden Schritten: – aus der Geschwindigkeitsinformation den Stillstand des Fahrzeugs bestimmen; – bei Stillstand des Fahrzeugs den zugehörigen Längsbeschleunigungswert (L) bestimmen und als Beschleunigungsreferenzwert (B_R) hinterlegen; – wird nach dem Stillstand ein vorgegebener Geschwindigkeitsschwellwert (S) erreicht, dann wird aus dem zu dem Beschleunigungsreferenzwert (B_R) relativen aktuellen Längsbeschleunigungssignal (L) die Fahrtrichtung (FR) des Fahrzeugs bestimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Geschwindigkeitsschwellwert (S) als feste Größe hinterlegt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Geschwindigkeitsschwellwert (S) so gewählt ist, dass eine auf einem Fahrzeugbussystem hinterlegte Geschwindigkeitsinformation (v_B) noch den Wert Null angibt.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungsreferenzwert (B_R) erst dann bestimmt wird, wenn das Fahrzeug eine vorgegebenen Zeitraum (t₁ – t₀) steht.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungsreferenzwert (B_R) auf Unbestimmt zurückgesetzt wird, wenn das Fahrzeug einen vorgegebenen Zeitraum in eine Richtung fährt und/oder eine vorgegebene Geschwindigkeit überschreitet.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radimpulssignale (R) und das Längsbeschleunigungssignal (L) auf einem Bussystem (12) des Fahrzeugs hinterlegt sind.
An ein Fahrzeugbussystem (12) anschließbares Steuerungsmodul (10) zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, das im Betrieb aus auf dem Fahrzeugbussystem (12) hinterlegten Radimpulsen (R) die jeweils aktuelle Geschwindigkeitsinformation (V_R) bestimmt und den jeweiligen Längsbeschleunigungswert (L) aus dem Fahrzeugbussystem (12) ausliest.