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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Fahrtrichtungsinformation
für ein Fahrzeug. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine
entsprechende Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug.
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Stand der Technik
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Ein
Fahrzeug ist häufig mit einem automatischen Fahrtrichtungsvorgabesystem,
wie beispielsweise einem automatischen Einparksystem, ausgestattet.
Ein als Einparksystem ausgebildetes Fahrtrichtungsvorgabesystem
(Fahrerassistenzsystem) ist beispielsweise dazu ausgelegt, während
eines Einparkens eines Fahrzeugs in eine Parklücke Lenkanweisungen
an den Fahrer auszugeben. Ebenso kann das Einparksystem für
eine automatische Lenkradregelung ausgelegt sein, wodurch der Fahrer
beim Einparken das Lenkrad nicht selbst verstellen muss und damit
noch stärker entlastet wird.
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Für
einen sicheren Betrieb eines automatischen Fahrtrichtungsvorgabesystems
ist es wichtig, dass die von dem Fahrtrichtungsvorgabesystem vorgegebenen
Fahrtrichtungsvorgaben in entsprechende Fahrtrichtungen des Fahrzeugs
korrekt umgesetzt werden. Beispielsweise sollte ein von einem automatischen
Einparksystem vorgegebener Lenkradwinkel in einen entsprechenden
Radlenkwinkel des fahrenden Fahrzeugs korrekt umgesetzt werden.
Dies ist gewährleistet, indem das Einparksystem vor einer
Inbetriebnahme so kalibriert wird, dass es für einen vorteilhaften
Radlenkwinkel einen angepassten Lenkradwinkel ausgibt.
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In
der Regel wird davon ausgegangen, dass die Umsetzung eines am Lenkrad
eingestellten Lenkradwinkels in einen ausgeführten Radlenkwinkel (Lenkradwinkelumsetzung)
während eines Betriebs eines Fahrzeugs konstant bleibt.
Eine Nachkalibrierung der Lenkradwinkelumsetzung findet deshalb üblicherweise
nicht statt. Allerdings kann sich die Lenkradwinkelumsetzung während
des Betriebs des zugehörigen Fahrzeugs signifikant ändern.
Bereits ein leichtes Touchieren eines Rads mit einem Bordstein kann
beispielsweise zu einer Spurverstellung und damit zu einer geänderten
Lenkradwinkelumsetzung führen. Auch Schlaglöcher
in einer Straße können die Mechanik der Lenkradwinkelumsetzung
nachhaltig ändern. Somit ergeben sich bei einer Nutzung
eines Fahrzeugs mit hoher Wahrscheinlichkeit Änderungen an
der Lenkradwinkelumsetzung. Insbesondere größere
Abweichungen zwischen einer Lenkradwinkelumsetzung vor dem Betrieb
des Fahrzeugs und einer aktuellen Lenkradwinkelumsetzung stellen
eine potenzielle Fehlerquelle bei einem Betrieb des Einparksystems
dar.
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Das
in dem oberen Absatz am Beispiel eines Einparksystems beschriebene
Problem tritt entsprechend auch bei anderen automatischen Fahrtrichtungsvorgabesystemen
auf.
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Die
US 2007/0213901 A1 beschreibt
ein System und ein Verfahren zum Anpassen eines ausgeführten
Radlenkwinkels eines Fahrzeugs an einen über eine Stellung
des Lenkrads vorgegebenen Soll-Radlenkwinkel. Dabei wird der Radlenkwinkel mindestens
eines Rads des Fahrzeugs anhand einer gemessenen Gierrate ermittelt
und mit dem Soll-Radlenkwinkel verglichen. Wird dabei eine Abweichung
zwischen dem Radlenkwinkel und dem Soll-Radlenkwinkel festgestellt,
so wird mindestens ein Rad des Fahrzeugs entsprechend umgestellt.
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Allerdings
lässt sich die Gierrate eines Fahrzeugs bei einer niedrigen
Geschwindigkeit des Fahrzeugs nur ungenau ermitteln. Das System
und das Verfahren der
US
2007/0213901 A1 sind deshalb für ein Einparken
des Fahrzeugs in eine Parklücke kaum geeignet. Es ist deshalb
wünschenswert, über eine verlässlichere
Möglichkeit zum Ermitteln einer Fahrtrichtungsinformation
für ein Fahrzeug zu verfügen.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
Erfindung schafft ein Verfahren zum Ermitteln einer Fahrtrichtungsinformation
für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und
einer Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen
des Anspruchs 7.
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Die
vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass es bei einer
vergleichsweise hohen Geschwindigkeit vorteilhaft ist, die ermittelte
Gierrate des Fahrzeugs zum Festlegen einer Fahrtrichtungsinformation
zu verwenden. Unter einer vergleichsweise hohen Geschwindigkeit
ist beispielsweise eine Geschwindigkeit ab 30 km/h zu verstehen.
Bei derart hohen Geschwindigkeiten liefert die Gierrate ein stabiles
und verlässliches Signal, mithilfe dessen die Fahrtrichtungsinformation,
beispielsweise ein Radlenkwinkel, sehr genau und mit einer geringen
Fehlerquote festlegbar ist. Aufgrund des Eigenrauschens des Gierratensignals
bei einer kleinen Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist es jedoch vorteilhafter,
die Gierrate zum Festlegen der Fahrtrichtungsinformation nicht zu
verwenden, sondern stattdessen die Fahrtrichtungsinformation über
ein Auswerten der spezifischen Radwege der Hinterräder
und/oder der Vorderräder festzulegen. Dies ist vorteilhaft,
da die spezifischen Radwege der Hinterräder und der Vorderräder
bei einer vergleichsweise kleinen Geschwindigkeit des Fahrzeugs,
beispielsweise bei einer Geschwindigkeit unter 30 km/h, einfach
und verlässlich bestimmbar sind.
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Somit
wird, sofern die Geschwindigkeit größer als die
mindestens eine vorgegebene Vergleichsgeschwindigkeit ist, die Fahrtrichtungsinformation anhand
der ermittelten Gierrate unter Nichtberücksichtigen des
ersten Radwegs und des zweiten Radwegs festgelegt, und, sofern die
Geschwindigkeit kleiner als die mindestens eine vorgegebene Vergleichsgeschwindigkeit
ist, die Fahrtrichtungsinformation anhand des ersten Radwegs und
des zweiten Radwegs unter Nichtberücksichtigen der Gierrate des
Fahrzeugs festgelegt.
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Insbesondere
kann als Fahrtrichtungsinformation eine bezüglich geschwindigkeitsbedingten Schwankungen
korrigierte Gierrate, ein Radlenkwinkel und/oder ein Soll-Lenkradwinkel
festgelegt werden. Unter dem Soll-Lenkradwinkel ist eine Stellung des
Lenkrads zu Verstehen, welche bezüglich einer Vorgabe des
Fahrzeugherstellers oder einer Werkstatt der ermittelten Gierrate
oder dem ersten Radweg und dem zweiten Radweg entspricht. Der Soll-Lenkradwinkel
kann anschließend mit einem Ist- Lenkradwinkel, welcher
der aktuellen Stellung des Lenkrads entspricht, verglichen werden.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird
die Geschwindigkeit mit einer ersten vorgegebenen Vergleichsgeschwindigkeit
und mit einer zweiten vorgegebenen Vergleichsgeschwindigkeit verglichen,
wobei, sofern die Geschwindigkeit größer als die
erste vorgegebene Vergleichsgeschwindigkeit und kleiner als die
zweite vorgegebene Vergleichsgeschwindigkeit ist, die Fahrtrichtungsinformation
aus einer ersten Teil-Fahrtrichtungsinformation, welche anhand der
ermittelten Gierrate des Fahrzeugs festgelegt wird, und einer zweiten Teil-Fahrtrichtungsinformation,
welche anhand des ersten Radwegs und des zweiten Radwegs festgelegt
wird, berechnet wird. Somit ist auch in einem Übergangsbereich
der Geschwindigkeit, welcher beispielsweise zwischen 25 km/h und
35 km/h liegt, ein verlässliches Ermitteln der Fahrtrichtungsinformation gewährleistet.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Ermitteln
einer Umsetzrelation bezüglich einer Umsetzung einer Fahrtrichtungsvorgabe
in eine Fahrtrichtung eines Fahrzeugs mit den Schritten: Ermitteln
mindestens einer Fahrtrichtungsinformation bezüglich mindestens
einer Fahrtrichtungsvorgabe gemäß einem der Verfahren
der vorhergehenden Absätzen; und Festlegen der Umsetzrelation bezüglich
der Umsetzung einer Fahrtrichtungsvorgabe in eine Fahrtrichtung
anhand der mindestens einen Fahrtrichtungsvorgabe und der mindestens
einen Fahrtrichtungsinformation. Die Erfindung bietet somit beispielsweise
die Möglichkeit, während der Alterung des Fahrzeugs
entstehende Abweichungen der Umsetzung einer Fahrtrichtungsvorgabe
in eine Fahrtrichtung zu erkennen und die Umsetzrelation entsprechend
anzupassen.
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Vorzugsweise
werden bei einem Vorwärtsfahren des Fahrzeugs für
eine Vielzahl von Fahrtrichtungsvorgaben eine Vielzahl von Fahrtrichtungsinformationen
ermittelt und bei einem Rückwärtsfahren des Fahrzeugs
für eine Vielzahl von Fahrtrichtungsvorgaben eine Vielzahl
von Fahrtrichtungsinformationen ermittelt, wobei als Umsetzrelation
eine vorwärts- und rückwärtsfahrtabhängige
Umsetzrelation festgelegt wird. Das Verfahren reagiert damit gezielt auf
Probleme, welche entweder während des Vorwärtsfahrens
oder des Rückwärtsfahrens auftreten.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines automatischen
Fahrtrichtungsvorgabesystems eines Fahrzeugs mit den Schritten:
Ausgeben mindestens einer Fahrtrichtungsvorgabe durch das automatische
Fahrtrichtungsvorgabesystem; Ermitteln einer Umsetzrelation bezüglich
einer Umsetzung einer Fahrtrichtungsvorgabe in eine Fahrtrichtung
des Fahrzeugs gemäß den Verfahren der vorhergehenden
Absätze; und Bestimmen einer korrigierten Fahrtrichtungsvorgabe
für mindestens eine weitere Fahrtrichtungsvorgabe des automatischen
Fahrtrichtungsvorgabesystems unter Verwendung der Umsetzrelation.
Somit können die Fahrtrichtungsvorgaben des automatischen
Fahrtrichtungsvorgabesystems an den aktuellen Zustand der Fahrzeugkomponenten
für die Umsetzung einer Fahrtrichtungsvorgabe in eine Fahrtrichtung
angepasst werden. Dies gewährleistet eine gleichbleibende
Qualität der Funktion des automatischen Fahrtrichtungsvorgabesystems
für die gesamte Lebenszeit des Systems.
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Die
in den oberen Absätzen beschriebenen Vorteile sind auch
bei einer entsprechenden Sensorvorrichtung und bei einem Fahrzeug
mit der Sensorvorrichtung; einem automatischen Fahrtrichtungsvorgabesystem;
und einer Fahrtrichtungs-Korrektureinrichtung, welche dazu ausgelegt
ist, für mindestens eine weitere Fahrtrichtungsvorgabe
des automatischen Fahrtrichtungsvorgabesystems eine korrigierte
Fahrtrichtungsvorgabe unter Verwendung der Umsetzrelation zu bestimmen,
gewährleistet. Die Fahrtrichtungs-Korrektureinrichtung
kann eine Untereinheit der Sensorvorrichtung oder des automatischen Fahrtrichtungsvorgabesystems
sein.
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Unter
dem Datensystem ist beispielsweise ein Fahrzeugbus mit mindestens
einem daran angekoppelten Sensor zu verstehen. Ebenso kann das Datenausgabesystem
mindestens ein Sensor sein, welcher innerhalb der Sensorvorrichtung
angeordnet ist. Des Weiteren kann das Datenausgabesystem mehrere
getrennt voneinander angeordnete Sensoren sein, welche extern von
der Sensorvorrichtung am Fahrzeug verbaut und über Leitungen
mit der Sensorvorrichtung verbunden sind. Es wird hier ausdrücklich
darauf hingewiesen, dass das Datenausgabesystem nicht auf ein in
sich geschlossenes System eingeschränkt ist.
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Die
Bestimmung des Radlenkwinkels auf der Grundlage des eingestellten
Lenkradwinkels stellt eine wichtige Aufgabe für ein Einparksystem
dar. Bereits kleine Fehler im Lenkradwinkel führen nach
der Vorbeifahrt an einer potentiellen Parklücke zu einer falschen
Ausrichtung bzw. Positionsberechnung des Fahrzeugs, wodurch sich
entweder enorme Abweichungen innerhalb des Einparkvorgangs ergeben können
oder die Parklücke ungerechtfertigt verworfen wird. Aus
diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn die Lenkradwinkelübersetzung
nachkalibriert wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend
anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
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1 ein
Flussdiagramm zum Darstellen einer Ausführungsform des
Verfahrens zum Ermitteln einer Fahrtrichtungsinformation für
ein Fahrzeug;
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2 ein
Koordinatensystem zum Darstellen einer Ausführungsform
des Verfahrens zum Ermitteln einer Umsetzrelation bezüglich
einer Umsetzung einer Fahrtrichtungsvorgabe in eine Fahrtrichtung
eines Fahrzeugs; und
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3 ein
Blockdiagramm zum Darstellen einer Ausführungsform der
Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug.
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Ausführungsformen
der Erfindungen
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1 zeigt
ein Flussdiagramm zum Darstellen einer Ausführungsform
des Verfahrens zum Ermitteln einer Fahrtrichtungsinformation für
ein Fahrzeug.
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In
einem ersten Verfahrensschritt S1 wird eine aktuelle Geschwindigkeit
vx des fahrenden Fahrzeugs ermittelt. Die Geschwindigkeit vx ist
vorzugsweise die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit des Fahrzeugs.
Anschließend wird die Geschwindigkeit vx in einem Verfahrensschritt
S2 mit mindestens einer vorgegebenen Vergleichsgeschwindigkeit v0
verglichen. In dem anhand der 1 dargestellten
Verfahren wird die ermittelte Geschwindigkeit vx nur mit der Vergleichsgeschwindigkeit
v0 verglichen. In einer weiter unten beschriebenen Weiterbildung
des Verfahrens der 1 wird die Geschwindigkeit vx
des fahrenden Fahrzeugs mit einer ersten Vergleichsgeschwindigkeit
und mit einer zweiten Vergleichsgeschwindigkeit vergleichen.
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Ist
die Geschwindigkeit vx des Fahrzeugs größer als
die mindestens eine vorgegebene Vergleichsgeschwindigkeit v0, so
wird in einem Verfahrensschritt S3 eine aktuelle Gierrate ψ des
Fahrzeugs ermittelt. Zur Definition der Gierrate ψ wird
auf die Gleichung (Gl 1) verwiesen, mit
wobei v
CH eine
charakteristische Geschwindigkeit, δR ein Radlenkwinkel, α ein
Abstand der Vorderräder von einem Fahrzeugschwerpunkt und
c ein Abstand der Hinterräder von dem Fahrzeugschwerpunkt
sind.
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Zum
Ermitteln der Gierrate ψ kann beispielsweise ein Einzelrad-Bremsregelungs-System
(ESP) des Fahrzeugs verwendet werden. Auf diese Weise kann das hier
beschriebene Verfahren unter Verwendung einer bereits am Fahrzeug
vorhandenen Komponente auf kostengünstige Weise ausgeführt
werden. Da alternative Verfahren zum Ermitteln der Gierrate ψ aus
dem Stand der Technik bekannt sind, wird hier nicht genauer darauf
eingegangen.
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Oberhalb
einer Mindestgeschwindigkeit, welche häufig in einem Bereich
um 30 km/h liegt, wird die bei einer Fahrt um eine Kurve auf das
Fahrzeug wirkende Zentrifugalkraft signifikant groß. Es
ist deshalb vorteilhaft, die Vergleichsgeschwindigkeit v0 bei etwa
30 km/h vorzugeben.
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Ab
einer Vergleichsgeschwindigkeit v0 bei etwa 30 km/h lässt
sich die Gierrate ψ des Fahrzeugs mit einer ausreichenden
Genauigkeit bestimmen. Die in dem Verfahrensschritt S3 beim Ermitteln
der Gierrate ψ auftretenden Messungenauigkeiten sind somit vernachlässigbar.
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In
einem weiteren Verfahrensschritt S4 wird anhand der ermittelten
Gierrate ψ eine Fahrtrichtungsinformation festgelegt. Die
Fahrtrichtungsinformation kann beispielsweise eine bezüglich
geschwindigkeitsbedingter Schwankungen korrigierte Gierrate, ein
Radlenkwinkel δR und/oder ein Soll-Lenkradwinkel sein.
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Beispielsweise
lässt sich die oben angegebene Gleichung (Gl 1) so umformen,
dass sich eine Gleichung (Gl 2) zum Berechnen des Radlenkwinkels δR
aus einer ermittelten Gierrate ψ ergibt. Die Gleichung
(Gl 2) lautet dann:
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Im
Fall, dass als Fahrtrichtungsinformation eine bezüglich
geschwindigkeitsbedingter Schwankungen korrigierte Gierrate ermittelt
werden soll, wird die in dem Verfahrensschritt S3 ermittelte Gierrate ψ in
dem Verfahrensschritt S4 als korrigierte Gierrate bereitgestellt.
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Sofern
die ermittelte Geschwindigkeit vx des Fahrzeugs kleiner als die
mindestens eine vorgegebene Vergleichsgeschwindigkeit v0 ist, wird
in einem Verfahrensschritt S5 ein erster Radweg r1 eines ersten
Rads einer Radachse des Fahrzeugs und ein zweiter Radweg r2 eines
zweiten Rads der gleichen Radachse ermittelt. Da die Radwege r1
und r2 bei einer Geschwindigkeit vx unter einer Höchstgeschwindigkeit,
welche in der Regel bei etwa 30 km/h liegt, relativ genau ermittelbar
sind, lässt sich der Verfahrensschritt S5 mit vx < v0 verlässlich
ausführen.
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In
einem anschließenden Verfahrensschritt S6 wird anhand des
ersten Radwegs r1 und des zweiten Radwegs r2 die Fahrtrichtungsinformation festgelegt.
Dazu kann ein Zweispurmodell herangezogen werden. Beispielsweise
wird die Differenz der ermittelten Radwege r1 und r2 der gegenüberliegenden
Räder der Radachse ausgewertet, um einen Radlenkwinkel δR
als Fahrtrichtungsinformation zu berechnen. Ein auf diese Weise
festgelegter Radlenkwinkel δR ist eine verlässliche
Information über die Stellung der Räder des Fahrzeugs.
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Die
Gleichung (Gl 3) gibt ein Beispiel für ein Zweispurmodell
zum Festlegen einer bezüglich geschwindigkeitsbedingter
Schwankungen korrigierten Gierratenänderung Δψ0
wieder:
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Dabei
ist ba die Achsbreite der zugehörigen Radachse.
Somit ist es möglich, bei einer Geschwindigkeit vx des
Fahrzeugs, für welche bei einem herkömmlichen
Messen der Gierrate ψ große Messungenauigkeiten
auftreten, durch Verwenden der Gleichung (Gl 3) eine korrigierte
Gierrate bereitzustellen.
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In
einer Weiterbildung des hier beschriebenen Verfahrens kann vor einem
Ausführen des Verfahrensschritts S3 oder des Verfahrensschritts
S5 eine aktuelle Fahrtrichtungsvorgabe ermittelt werden. Die aktuelle
Fahrtrichtungsvorgabe ist vorzugsweise ein Lenkradwinkel. Anschließend
kann die ermittelte Fahrtrichtungsvorgabe mit einem vorgegebenen
Wertebereich verglichen werden. Der Wertebereich entspricht vorteilhafterweise
sicher durchführbaren Lenkeinschlägen.
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Liegt
die aktuelle Fahrtrichtungsvorgabe innerhalb des vorgegebenen Wertebereichs,
so wird das Verfahren wie in den oberen Absätzen beschrieben
fortgesetzt. Tritt jedoch der Fall ein, dass die aktuelle Fahrtrichtungsvorgabe
außerhalb des vorgegebenen Wertebereichs liegt, so wird
das Verfahren abgebrochen. Auf diese Weise wird vermieden, dass eine
zu extreme aktuelle Fahrtrichtungsvorgabe zu einem falschen Ergebnis
für die Fahrtrichtungsinformation führt.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens kann die
Geschwindigkeit vx mit mindestens einer ersten vorgegebenen Vergleichsgeschwindigkeit
und mit einer zweiten vorgegebenen Vergleichsgeschwindigkeit verglichen
werden. Beispielsweise kann die erste Vergleichsgeschwindigkeit
etwa 10 km/h betragen, während die zweite Vergleichsgeschwindigkeit
etwa bei 30 km/h liegt.
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Ist
die Geschwindigkeit vx größer als die mindestens
zwei Vergleichsgeschwindigkeiten, so werden die Verfahrensschritte
S3 und S4 ausgeführt. Bei einer Geschwindigkeit vx, welche
kleiner als die mindestens zwei Vergleichsgeschwindigkeiten ist,
werden entsprechend dem oben beschriebenen Flussdiagramm der 1 die
Verfahrenschritte S5 und S6 ausgeführt. Sofern die Geschwindigkeit
vx größer als die erste Vergleichsgeschwindigkeit
und kleiner als die zweite Vergleichsgeschwindigkeit ist, so wird
die Fahrtrichtungsinformation aus einer ersten Teil-Fahrtrichtungsinformation,
welche entsprechend der Verfahrensschritte S3 und S4 anhand der
ermittelten Gierrate ψ des Fahrzeugs festgelegt wird, und einer
zweiten Teil-Fahrtrichtungsinformation, welche entsprechend der
Verfahrensschritte S5 und S6 anhand des ersten Radwegs r1 und des
zweiten Rad wegs r2 festgelegt wird, berechnet. Somit ist auch in einem Übergangsbereich
der Geschwindigkeit vx, für welchen weder die Vorgehensweise
des Verfahrensschritts S3 noch die Vorgehensweise des Verfahrensschritts
S5 als geeignet angesehen wird, ein Ermitteln einer verlässlichen
Fahrtrichtungsinformation gewährleistet.
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Die
in den Verfahrensschritten S4 und S6 festgelegte Fahrtrichtungsinformation
lässt sich beispielsweise heranziehen, um während
eines Einparkens des Fahrzeugs in eine Parklücke eine Position des
Fahrzeugs ausreichend genau zu bestimmen. Über die ermittelte
Fahrtrichtungsinformation ist bestimmbar, auf welchem Kreisbogen
sich das Fahrzeug bezüglich der Parklücke bewegt.
Unter Verwendung der von einem Radimpulszähler bereitgestellten
Daten können odometrische Verfahren angewandt werden, um
zu jedem Zeitpunkt des Einparkvorgangs die Position des Fahrzeugs
relativ zu der Parklücke zu bestimmen.
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Ebenso
kann die in den Verfahrensschritten S4 und S6 festgelegte Fahrtrichtungsinformation
herangezogen werden, um eine Umsetzrelation bezüglich einer
Umsetzung einer Fahrtrichtungsvorgabe in eine Fahrtrichtung des
Fahrzeugs verlässlich zu bestimmen. Auf ein derartiges
Verfahren wird im Weiteren noch genauer eingegangen.
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Wird
in den Verfahrensschritten S4 und S6 ein Soll-Lenkradwinkel als
Fahrtrichtungsinformation ermittelt, so kann der Soll-Lenkradwinkel
in einem weiteren Verfahrensschritt mit einer Fahrtrichtungsvorgabe,
beispielsweise mit einem Lenkradwinkel, verglichen werden. Im Falle
einer detektierten Abweichung kann die interne Lenkradwinkelumsetzung
angepasst werden.
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Unter
dem Soll-Lenkradwinkel ist eine Stellung des Lenkrads zu Verstehen,
welche bezüglich einer Vorgabe des Fahrzeugherstellers
oder einer Werkstatt der ermittelten Gierrate ψ oder dem
ersten Radweg r1 und dem zweiten Radweg r2 entspricht. Auf diese
Weise lässt sich beispielsweise ermitteln, ob die am Fahrzeug
aktuell vorliegende Lenkradwinkelumsetzung noch einer Lenkradwinkelumsetzung von
dem Betrieb des Fahrzeugs entspricht. Ebenso kann überprüft
werden, ob die verwendete Relation zum Umsetzen eines Lenkradwinkels
in einen Radlenkwinkel δR noch an die am Fahrzeug aktuell
vorliegenden Bedingungen angepasst ist. Werden dabei signifikante
Abweichungen festgestellt, so kann eine Warnanzeige aktiviert werden, über
welche der Fahrer aufgefordert wird, eine Werkstatt aufzusuchen und
die an dem Fahrzeug vorliegenden Mängel zu beheben.
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Falls
beispielsweise aufgrund einer zu großen Spurverstellung
am Fahrzeug ein sicherer Betrieb eines Einparksystems nicht mehr
gewährleistet ist, kann der Fahrer entsprechend informiert
werden. Der Fahrer kann anschließend selbst entscheiden, ob
er diesen Missstand mittels eines Besuchs der Werkstatt beheben
möchte.
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2 zeigt
ein Koordinatensystem zum Darstellen einer Ausführungsform
des Verfahrens zum Ermitteln einer Umsetzrelation bezüglich
einer Umsetzung einer Fahrtrichtungsvorgabe in eine Fahrtrichtung
eines Fahrzeugs.
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Das
Verfahren wird beispielsweise ausgeführt, um eine Alterung
und/oder eine Beschädigung einer Komponente der Lenkradwinkelübersetzung des
Fahrzeugs auszugleichen. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform
ist die Fahrtrichtungsvorgabe ein am Lenkrad des Fahrzeugs eingestellter
Lenkradwinkel δL. Die Abszisse des dargestellten Koordinatensystems
gibt somit als Fahrtrichtungsvorgabe den Lenkradwinkel δL
an. Die Ordinate des dargestellten Koordinatensystems gibt die zugehörigen Radlenkwinkel δR
des Fahrzeugs als ermittelte Fahrtrichtungsinformation wieder.
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Das
hier im Weiteren beschriebene Verfahren ist nicht auf eine bestimmte
Art von Fahrtrichtungsvorgabe beschränkt. Beispielsweise
kann die Fahrtrichtungseingabe auch von einem Fahrerassistenzsystem
für eine automatische Fahrtrichtungsvorgabe, insbesondere
von einer vollautomatischen Einparkhilfe, welche ein Fahrzeug ohne
eine Lenkradbetätigung des Fahrers in eine Parklücke
lotst, ausgegeben sein.
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Der
Graph g1 ist eine vor einem Betrieb des Fahrzeugs, beispielsweise
von einem Fahrzeughersteller, vorgegebene Umsetzrelation bezüglich
einer Umsetzung eines Lenkradwinkels δL in einen Radlenkwinkel δR.
Während des Betriebs des Fahrzeugs kann der Graph g2 ermittelt
werden, welcher eine aktualisierte Umsetzrelation bezüglich
einer Umsetzung eines Lenkradwinkels δL in einen Radlenkwinkel δR
angibt.
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Zum
Ermitteln des Graphen g2 werden die oben schon beschriebenen Verfahrensschritte
S1 bis S6 für eine Vielzahl von Lenkradwinkeln δL
ausgeführt. Vorzugsweise wird dabei zwischen positiven Lenkradwinkeln δL
bei einem Vorwärtsfahren des Fahrzeugs und negativen Lenkradwinkeln δL
bei einem Rückwärtsfahren des Fahrzeugs unterschieden. Nachdem
für eine Vielzahl von positiven Lenkradwinkeln δL
und negativen Lenkradwinkeln δL jeweils ein Radlenkwinkel δR
ermittelt ist, kann eine Stauchung oder Streckung der erhaltenen
Kurve ausgeführt werden, um den dargestellten Graph g2
zu erhalten.
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Anhand
eines Vergleichs der Graphen g1 und g2 erkennt man Veränderungen
an mindestens einer Komponente der Lenkradwinkelübersetzung. Zusätzlich
ist mittels des hier beschriebenen Verfahrens eine Nachparametrierung
der Lenkradwinkelübersetzung leicht und kostengünstig
ausführbar. Somit ist eine gleichbleibend hohe Qualität
der Lenkradwinkelübersetzung, und damit ein sicherer Betrieb von
mindestens einem fahrzeugeigenen Fahrerassistenzsystem, wie beispielsweise
eines Einparksystems, auch bei einem längeren Betrieb des
Fahrzeugs garantiert.
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3 zeigt
ein Blockdiagramm zum Darstellen einer Ausführungsform
der Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug.
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Die
Sensorvorrichtung 10 umfasst eine Vergleichseinrichtung 12,
welche dazu ausgelegt ist, ein von einem Fahrzeugbus ausgegebenes
Geschwindigkeitssignal 14 zu empfangen und die dem Geschwindigkeitssignal 14 entsprechende
Geschwindigkeit mit mindestens einer Vergleichsgeschwindigkeit zu
vergleichen. Abhängig von dem Vergleich der Geschwindigkeit
mit der mindestens einen Vergleichsgeschwindigkeit gibt die Vergleichseinrichtung 12 ein
Schaltsignal 16 aus, durch welches eine Recheneinrichtung 18 in
unterschiedliche Betriebsmoden schaltbar ist.
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In
einem ersten Betriebsmodus ist die Recheneinrichtung 18 dazu
ausgelegt, eine Fahrtrichtungsinformation anhand einer Gierrate,
welche über ein Gierratensignal 20 durch den Fahrzeugbus
bereitgestellt wird, festzulegen. Die Fahrtrichtungsinformation
kann eine bezüglich geschwindigkeitsbedingter Schwankungen
korrigierte Gierrate, einen Radlenkwinkel und/oder einen Soll-Lenkradwinkel
umfassen. Die von der Recheneinrichtung 18 festgelegte
Fahrtrichtungsinformation wird anschließend über ein
Ausgabesignal 24 ausgegeben. Die Recheneinrichtung 18 wird
durch das Schaltsignal 16 in den ersten Betriebsmodus geschaltet, wenn
die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer
als die mindestens eine Vergleichsgeschwindigkeit ist.
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Ebenso
ist die Recheneinrichtung 18 in einem zweiten Betriebsmodus
dazu ausgelegt, die Fahrtrichtungsinformation anhand eines ersten
Radwegs eines ersten Rads einer Radachse des Fahrzeugs und eines
zweiten Radwegs eines zweiten Rads der Radachse festzulegen. Den
ersten Radweg und den zweiten Radweg entnimmt die Recheneinrichtung 18 einem
Radwegsignal 22, welches ebenfalls über den Fahrzeugbus
bereitstellbar ist. Die Festlegung der Fahrtrichtungsinformation
basiert vorzugsweise auf einem Zweispurmodell. Auch in diesem Fall
wird die von der Recheneinrichtung 18 festgelegte Fahrtrichtungsinformation über
ein Ausgabesignal 24 ausgegeben. Die Vergleichseinrichtung 12 ist
dazu ausgelegt, die Recheneinrichtung 18 mittels des Schaltsignals 16 in
den zweiten Betriebsmodus zu schalten, sofern die aktuelle Geschwindigkeit
des Fahrzeugs kleiner als die mindestens eine vorgegebene Vergleichsgeschwindigkeit
ist.
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In
einer Weiterbildung ist die Vergleichseinrichtung 12 dazu
ausgelegt, die Geschwindigkeit des Geschwindigkeitssignals 14 mit
einer ersten Vergleichsgeschwindigkeit und einer zweiten Vergleichsgeschwindigkeit
zu vergleichen. Sofern die aktuelle Geschwindigkeit größer
als die beiden Vergleichsgeschwindigkeiten ist, schaltet die Vergleichseinrichtung 12 die
Recheneinrichtung 18 mittels des Schaltsignals 16 weiterhin
in den ersten Betriebsmodus. Ist die aktuelle Geschwindigkeit des
Fahrzeugs hingegen kleiner als die beiden Vergleichsgeschwindigkeiten,
so schaltet die Vergleichseinrichtung 12 die Recheneinrichtung 18 in
den zweiten Betriebsmodus. Stellt die Vergleichseinrichtung 12 fest,
dass die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs zwischen der ersten
Vergleichsgeschwindigkeit und der zweiten Vergleichsgeschwindigkeit
liegt, so schaltet sie die Recheneinrichtung 18 in einen
dritten Betriebsmodus. In diesem Fall ist die Recheneinrichtung 18 in dem
dritten Betriebsmodus dazu ausgelegt ist, die Fahrtrichtungsinformation
aus einer ersten Teil-Fahrtrichtungsinformation, welcher anhand
der Gierrate festlegbar ist, und aus einer zweiten Teil-Fahrtrichtungsinformation,
welcher anhand des ersten Radwegs und des zweiten Radwegs festlegbar
ist, zu berechnen. Beispielsweise ist die Fahrtrichtungsinformation
ein Mittelwert aus den beiden Teil-Fahrtrichtungsinformationen.
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Als
weitere vorteilhafte Ergänzung kann die Sensorvorrichtung 10 eine
(nicht skizzierte) Auswerteeinrichtung aufweisen, welche dazu ausgelegt
ist, anhand mindestens einer durch den Fahrzeugbus bereitgestellten
Fahrtrichtungsvorgabe und mindestens einer zugehörigen
Fahrtrichtungsinformation eine Umsetzrelation bezüglich
einer Umsetzung einer Fahrtrichtungsvorgabe in eine Fahrtrichtung
des Fahrzeugs festzulegen. Da eine derartige Weiterbildung der Sensorvorrichtung 10 für
einen Fachmann anhand der 3 nahegelegt
ist, wird hier nicht näher darauf eingegangen.
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Die
Sensorvorrichtung 10 kann beispielsweise eine Untereinheit
eines Warnsystems sein, mittels welchem fortlaufend die Umsetzung
einer Fahrtrichtungsvorgabe in eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs überprüft
wird. Wird dabei festgestellt, dass signifikante Abweichungen zwischen
einer Fahrtrichtungsvorgabe und einer bezüglich der Fahrtrichtungsvorgabe
ermittelten Fahrtrichtungsinformation vorliegen, so kann eine Warnanzeige
aktiviert werden, über welche der Fahrer aufgefordert wird,
eine Werkstatt aufzusuchen und die an dem Fahrzeug vorliegenden Mängel
zu beheben.
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Als
Alternative oder als Ergänzung dazu kann die Sensorvorrichtung 10 auch
eine Untereinheit eines Fahrerassistenzsystems für eine
automatische Fahrtrichtungsvorgabe sein. Das Fahrerassistenzsystem
ist in diesem Falle vorzugsweise dazu ausgelegt, anhand der von
der Sensorvorrichtung 10 ermittelten Umsetzrelation bezüglich
einer Umsetzung einer Fahrtrichtungsvorgabe in eine Fahrtrichtung
des Fahrzeugs Fahrtrichtungsvorgaben hinsichtlich ihrer von Fahrzeugzustand
abhängigen Umsetzung zu korrigieren bzw. zu optimieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 2007/0213901
A1 [0006, 0007]
