DE102010007650A1

DE102010007650A1 - Verfahren, Auswerte- und Steuereinheit und Schaltungsanordnung zur Ermittlung eines aktuellen Radumfangs

Info

Publication number: DE102010007650A1
Application number: DE102010007650A
Authority: DE
Inventors: Tobias 74321 Geiger; Nicolas 73728 Jecker
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2010-02-11
Filing date: 2010-02-11
Publication date: 2011-08-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines aktuellen Radumfangs von mindestens einem Fahrzeugrad 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 aus mindestens zwei verschiedenen im Fahrzeug 1 erfassten Größen. Um eine besonders einfache und kostengünstige Ermittlung des Radumfangs zu ermöglichen, werden als erste Größe Entfernungsdaten und als zweite Größe Radimpulsdaten erfasst und ausgewertet, wobei der aktuelle Radumfang basierend auf einer ermittelten Streckendifferenz und einer korrespondierenden Radimpulszahl ermittelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines aktuellen Radumfangs der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art, sowie eine zugehörige Auswerte- und Steuereinheit und eine Schaltungsanordnung zur Ermittlung eines aktuellen Radumfangs.
In modernen Fahrzeugen ist ein exakt ermittelter Radumfang für viele Funktionen im Fahrzeug eine wichtige Voraussetzung. Aus dem Stand der Technik sind Einparksysteme bekannt, die diesen Radumfang selbst bestimmen. Zur Berechnung des Radumfangs werden während der Fahrt beispielsweise Daten von Beschleunigungssensoren, Lenkwinkel, Radimpulse usw. erfasst und ausgewertet. Das Ergebnis ist nicht immer zufrieden stellend, da die Eingangsdaten häufig ungenau sind. Zudem sind komplexe Signalfilterungsalgorithmen zur Ermittlung des Radumfangs erforderlich und gefährden durch ihre Umfänge und Laufzeiten die Systemstruktur.
In der Offenlegungsschrift DE 10 2006 058 567 A1 werden beispielsweise ein Verfahren und eine Anordnung zur Ermittlung eines aktualisierten Radumfangs zumindest eines an einem Fahrzeug angeordneten Rades beschrieben. Bei dem beschriebenen Verfahren ist zumindest einem Rad in einer Steuereinheit zumindest ein Radumfang zugeordnet, wobei abhängig von einer Rotationsgeschwindigkeit des zumindest einen Rades und abhängig vom zugeordneten Radumfang mittels der Steuereinheit die Radgeschwindigkeit ermittelt wird. Hierbei wird eine von der ermittelten Radgeschwindigkeit unabhängige Referenzgeschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder des Rades ermittelt und die Abweichung der zumindest einen Radgeschwindigkeit von der Referenzgeschwindigkeit bestimmt, wobei in Abhängigkeit von der bestimmten Abweichung der aktualisierte Radumfang des zumindest einen Rades ermittelt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Ermittlung eines aktuellen Radumfangs der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art, eine korrespondierende Auswerte- und Steuereinheit zur Ermittlung eines aktuellen Radumfangs der im Oberbegriff des Anspruchs 6 genannten Art und eine korrespondierende Schaltungsanordnung zur Ermittlung eines aktuellen Radumfangs der im Oberbegriff des Anspruchs 9 genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass eine kostengünstige und einfache Ermittlung des Radumfangs ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Ermittlung eines aktuellen Radumfangs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Auswerte- und Steuereinheit zur Ermittlung eines aktuellen Radumfangs mit den Merkmalen des Anspruchs 6 und durch eine Schaltungsanordnung zur Ermittlung eines aktuellen Radumfangs mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Weitere die Ausführungsformen der Erfindung in vorteilhafter Weise ausgestaltende Merkmale enthalten die Unteransprüche.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, dass als erste Größe Entfernungsdaten und als zweite Größe Radimpulsdaten erfasst und ausgewertet werden, wobei der aktuelle Radumfang basierend auf einer ermittelten Streckendifferenz und einer korrespondierenden Radimpulszahl ermittelt wird. Die Erfassung und Auswertung von Entfernungsdaten und Radimpulsdaten ermöglichen in vorteilhafter Weise eine kostengünstige und einfache Ermittlung des Radumfangs.
In anderen Worten ausgedrückt, Ausführungsformen der Erfindung ermitteln die Radumfänge, indem vorhandene Abstandsinformationen und Radimpulse parallel bewertet werden. Dafür können in vorteilhafter Weise ganz normale Hindernisentfernungssensoren benutzt werden, welche beispielsweise in einem Einparkhilfesystem verwendet werden und deren Signale mit den Radimpulsen verglichen werden, die im Fahrzeug beispielsweise von Raddrehsensoren über ein CAN-Bussystem zur Verfügung gestellt werden. Dadurch gibt es keinen Bedarf an zusätzlichen teuren Sensoren und der Auswertalgorithmus kann relativ einfach und kurz ausgeführt werden, da die zur Verfügung gestellten Entfernungsdaten schon gefiltert sind.
Der Grundgedanke der Erfindung basiert auf die Korrelation zwischen Entfernungsdaten und Radimpulsdaten. Wenn eine stabile Entfernung zu einem stehenden Objekt oder eine Annäherung an ein stehendes Objekt ermittelt wird, können die einzelnen Radimpulse über die bekannte zurückgelegte Strecke gezählt werden. Nach einer gewissen Hochsummierung, beispielsweise auf eine Streckendifferenz von etwas 10 m, kann dann eine Radimpulsauflösung berechnet werden.
Die Situation, an der die Radimpulse gezählt werden, kann beispielsweise ein Einparkvorgang sein bei welchem dem System die statische Umgebung bekannt ist oder eine normale Entfernungssensornutzungssituation sein, bei der die Objekte als statisch erkannt werden. Wenn die Entfernung nach einer gewissen Filterung einen Trend zeigt, wird die Bewegung des Fahrzeugs mit den eingelesenen Radimpulsen verglichen, um die Auflösung des Signals zu errechnen. Eine Signalfilterung kann beispielsweise basierend auf einem Mittelwert der von mehreren Entfernungssensoren erfassten Entfernungsinformationen erfolgen. Die Entfernung kann beispielsweise unter Verwendung von Ultraschallsensoren, eines Radarsystem, eines Lidarsystem usw. ermittelt werden.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der aktuelle Radumfang vorzugsweise ermittelt, wenn statische Umgebungsbedingungen erkannt werden. Solche statischen Umgebungsbedingungen können beispielsweise erkannt werden, wenn ein Einparkvorgang und/oder eine Annäherung an ein stehendes Objekt und/oder ein Entfernen von einem stehenden Objekt vorliegt. Die statischen Umgebungsbedingungen ermöglichen in vorteilhafter Weise eine genaue Bestimmung der sich ändernden Entfernung zu einem unbeweglichen Objekt, da sich nur das Fahrzeug bewegt, dessen Radumfänge ermittelt werden sollen.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Streckendifferenz ein Mittelwert aus einer vorgegebenen Anzahl von Entfernungsinformationen ermittelt, welche von mehreren Entfernungssensoren erfasst werden. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Genauigkeit der ermittelten Streckendifferenz erhöht werden. Zudem können mehrere Messvorgänge zur Berechnung einer Radimpulsauflösung aufsummiert werden.
Eine erfindungsgemäße Auswerte- und Steuereinheit zur Ermittlung eines aktuellen Radumfangs von mindestens einem Fahrzeugrad umfasst mindestens eine Schnittstelle, über welche die Auswerte- und Steuereinheit verschiedene Größen von mindestens zwei Sensoren empfängt, und eine Rechnereinheit zur Auswertung der verschiedenen Größen und zur Ermittlung des aktuellen Radumfangs. Erfindungsgemäß empfängt die Auswerte- und Steuereinheit über mindestens eine erste Schnittelle Entfernungsdaten von mindestens einem ersten Sensor und über mindestens eine zweite Schnittelle Radimpulsdaten von mindestens einem zweiten Sensor, wobei die Rechnereinheit die erfassten Entfernungsdaten und Radimpulsdaten auswertet und den aktuellen Radumfang basierend auf einer ermittelten Streckendifferenz und einer korrespondierenden Radimpulszahl ermittelt.
In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Auswerte- und Steuereinheit ermittelt die Rechnereinheit als Streckendifferenz einen Mittelwert aus einer vorgegebenen Anzahl von Entfernungsinformationen, welche von mehreren Entfernungssensoren erfasst werden. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Genauigkeit der ermittelten Streckendifferenz erhöht werden. Zudem summiert die Rechnereinheit mehrere Messvorgänge zur Berechung einer Radimpulsauflösung auf.
Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Ermittlung eines aktuellen Radumfangs von mindestens einem Fahrzeugrad umfasst mindestens zwei Sensoren zur Erfassung von verschiedenen Größen im Fahrzeug, welche von einer ersten Auswerte- und Steuereinheit ausgewertet werden. Erfindungsgemäß ist mindestens ein erster Sensor zur Erfassung von Entfernungsdaten ausgebildet und mindestens ein zweiter Sensor ist zur Erfassung von Radimpulsdaten ausgebildet, wobei die erste Auswerte- und Steuereinheit die erfassten Entfernungsdaten und Radimpulsdaten auswertet und den aktuellen Radumfang basierend auf einer ermittelten Streckendifferenz und einer korrespondierenden Radimpulszahl ermittelt.
In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist der mindestens eine erste Sensor Teil eines Einparkhilfesystems mit einer zweiten Auswerte- und Steuereinheit, welche die erfassten Entfernungsdaten der erste Auswerte- und Steuereinheit zur Verfügung stellt. Dadurch können in vorteilhafter Weise bereits im Fahrzeug vorhandene Sensoren zur Ermittlung der aktuellen Radumfänge verwendet werden, so dass eine besonders kostengünstige Implementierung der vorliegenden Erfindung im Fahrzeug möglich ist. Außerdem ist es möglich, die Funktionalität der ersten Auswerte- und Steuereinheit in die zweite Auswerte- und Steuereinheit des Einparkhilfesystems oder in eine andere bereits im Fahrzeug vorhandene Auswerte- und Steuereinheit zu integrieren.
In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung erkennt die erste Auswerte- und Steuereinheit eine statische Umgebungsbedingung zur Ermittlung des aktuellen Radumfangs, wenn das Einparkhilfesystem zur Entfernungsermittlung bei der Durchführung eines Einparkvorgangs und/oder bei einer Annäherung an ein stehendes Objekt und/oder beim Entfernen von einem stehenden Objekt aktiviert ist. Die statischen Umgebungsbedingungen ermöglichen in vorteilhafter Weise eine genaue Bestimmung der sich ändernden Entfernung zu einem unbeweglichen Objekt, da sich nur das Fahrzeug bewegt, dessen Radumfänge ermittelt werden sollen.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer zeichnerischen Darstellung näher erläutert.
In der Darstellung zeigt:
1 ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Ermittlung eines aktuellen Radumfangs.
2 eine schematische Darstellung einer Situation während eines Einpark- bzw. Ausparkvorgangs.
3 ein Kennliniendiagramm zur schematischen Darstellung einer Entfernungskennlinie bzw. einer Radimpulskennlinie.
Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zur Ermittlung eines aktuellen Radumfangs von mindestens einem Fahrzeugrad 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 eine erste Auswerte- und Steuereinheit 10, mehrere Radimpulssensoren 12.1, 12.2, 12.3, 12.4, welche jeweils mindestens einen nicht dargestellten Impulsgeber und einen nicht dargestellten Impulsnehmer umfassen und an einem Fahrzeugrad 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 angeordnet sind, eine zweite Auswerte- und Steuereinheit 20 sowie eine im Frontbereich des Fahrzeugs 1 angeordnete erste Abstandssensorik 22 mit mehreren Abstandssensoren, von denen beispielhaft drei Abstandssensoren 22.1, 22.2, 22.3 dargestellt sind, und eine im Heckbereich des Fahrzeugs 1 angeordnete zweite Abstandssensorik 24 mit mehreren Abstandssensoren, von denen beispielhaft ebenfalls drei Abstandssensoren 24.1, 24.2, 24.3 dargestellt sind. Erfindungsgemäß wird der aktuelle Radumfang basierend auf einer ermittelten Streckendifferenz Δs und einer korrespondierenden Radimpulszahl Δi ermittelt, die durch Auswerten der von den Abstandssensoren 22.1, 22.2, 22.3 bzw. 24.1, 24.2, 24.3 erfassten Entfernungsdaten s und den von den Radimpulssensoren 12.1, 12.2, 12.3, 12.4 erfassten Radimpulsdaten i bestimmt werden. Hierzu empfängt die Auswerte- und Steuereinheit 10 über mindestens eine erste Schnittelle 10.1 die Entfernungsdaten s von mindestens einem der Abstandssensoren 22.1, 22.2, 22.3 bzw. 24.1, 24.2, 24.3 und über mindestens eine zweite Schnittelle 10.2 die Radimpulsdaten i von mindestens einem der Radimpulssensoren 12.1, 12.2, 12.3, 12.4. Eine Rechnereinheit 10.3 wertet die erfassten Entfernungsdaten s und Radimpulsdaten i aus und ermittelt den aktuellen Radumfang basierend auf einer ermittelten Streckendifferenz Δs und einer korrespondierenden Radimpulszahl Δi, welche mit dem an dem betreffenden Fahrzeugrad 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, für welches der aktuelle Radumfang bestimmt werden soll, angeordneten Radimpulssensor 12.1, 12.2, 12.3, 12.4 erfasst wird. So kann über einen ersten Radimpulssensor 12.1 beispielsweise der Radumfang des in Fahrtrichtung linken Vorderrades 3.1 ermittelt werden. Über einen zweiten Radimpulssensor 12.2 kann beispielsweise der Radumfang des in Fahrtrichtung rechten Vorderrades 3.2 ermittelt werden. Über einen dritten Radimpulssensor 12.3 kann beispielsweise der Radumfang des in Fahrtrichtung linken Hinterrades 3.3 ermittelt werden, und über einen vierten Radimpulssensor 12.4 kann beispielsweise der Radumfang des in Fahrtrichtung rechten Hinterrades 3.4 ermittelt werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Abstandssensoren 22.1, 22.2, 22.3 bzw. 24.1, 24.2, 24.3 mit der zweiten Auswerte- und Steuereinheit 20 Teil eines Einparkhilfesystems, welche die von den Abstandssensoren 22.1, 22.2, 22.3 bzw. 24.1, 24.2, 24.3 erfassten Entfernungsdaten s der erste Auswerte- und Steuereinheit 10 zur Verfügung stellt.
Bevorzugt startet die erste Auswerte- und Steuereinheit 10 eine Ermittlung des aktuellen Radumfangs von mindestens einem der Fahrzeugräder 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, wenn statische Umgebungsbedingungen erkannt werden, d. h. wenn das Fahrzeug 1 steht und einen ersten Abstand D1 zu einem stehenden ersten Objekt, hier einem weiteren Fahrzeug 1'', sowie einen zweiten Abstand D2 zu einem stehenden zweiten Objekt, hier einem weiteren Fahrzeug 1', aufweist, wie aus 2 ersichtlich ist. Die erste Auswerte- und Steuereinheit 10 erkennt eine solche statische Umgebungsbedingung zur Ermittlung des aktuellen Radumfangs, beispielsweise wenn das Einparkhilfesystem zur Entfernungsermittlung bei der Durchführung eines Einparkvorgangs und/oder bei einer Annäherung an ein stehendes Objekt 1', 1'' und/oder beim Entfernen von einem stehenden Objekt 1', 1'' aktiviert ist.
Wie aus dem Diagramm gemäß 3 ersichtlich ist, wird aus den während der Bewegung des Fahrzeugs 1 erfassten Entfernungsinformationen s, welche beispielsweise von der Abstandssensorik 22 im Frontbereich des Fahrzeugs 1 zur Verfügung gestellt werden, wenn sich das Fahrzeug 1 auf das Fahrzeug 1'' zubewegt, eine Streckendifferenz Δs und ein korrespondierende Anzahl von Radimpulsen Δi ermittelt und zur Ermittlung des Radumfangs ausgewertet. Gleichzeitig können Entfernungsinformationen ausgewertet werden, welche von der Abstandssensorik 24 im Heckbereich des Fahrzeugs 1 zur Verfügung gestellt werden, wenn sich das Fahrzeug 1 vom Fahrzeug 1' wegbewegt.
Zur Erhöhung der Genauigkeit kann die Rechnereinheit 10.3 der ersten Auswerte- und Steuereinheit 10 als Streckendifferenz Δs einen Mittelwert aus einer vorgegebenen Anzahl von Entfernungsinformationen s ermitteln, welche von mehreren Abstandssensoren 22.1 22.2, 22.3 bzw. 24.1, 24.2, 24.3 erfasst werden. Außerdem können mehrere Messvorgänge zur Berechung einer Radimpulsauflösung aufsummiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006058567 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Ermittlung eines aktuellen Radumfangs von mindestens einem Fahrzeugrad (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) aus mindestens zwei verschiedenen im Fahrzeug (1) erfassten Größen (s, i), dadurch gekennzeichnet, dass als erste Größe Entfernungsdaten (s) und als zweite Größe Radimpulsdaten (i) erfasst und ausgewertet werden, wobei der aktuelle Radumfang basierend auf einer ermittelten Streckendifferenz (Δs) und einer korrespondierenden Radimpulszahl (Δi) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Radumfang ermittelt wird, wenn statische Umgebungsbedingungen erkannt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einparkvorgang und/oder ein Annähern an ein stehendes Objekt (1', 1'') und/oder ein Entfernen von einem stehenden Objekt (1', 1'') als statische Umgebungsbedingungen erkannt werden.
Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Streckendifferenz (Δs) ein Mittelwert aus einer vorgegebenen Anzahl von Entfernungsinformationen (s) ermittelt wird, welche von mehreren Entfernungssensoren (22.1 22.2, 22.3, 24.1, 24.2, 24.3) erfasst werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Messvorgänge zur Berechung einer Radimpulsauflösung aufsummiert werden.
Auswerte- und Steuereinheit zur Ermittlung eines aktuellen Radumfangs von mindestens einem Fahrzeugrad (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) mit mindestens einer Schnittstelle (10.1, 10.2), über welche die Auswerte- und Steuereinheit (10.1) verschiedene Größen (s, i) von mindestens zwei Sensoren (12.1, 12.2, 12.3. 12.4, 22.1, 22.2 22.3, 24.1, 24.2, 24.3) empfängt, und einer Rechnereinheit (10.3) zur Auswertung der verschiedenen Größen (s, i) und zur Ermittlung des aktuellen Radumfangs, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (10) über mindestens eine erste Schnittelle (10.1) Entfernungsdaten (s) von mindestens einem ersten Sensor (22.1, 22.2, 22.3, 24.1, 24.2, 24.3) empfängt und über mindestens eine zweite Schnittelle (10.2) Radimpulsdaten (i) von mindestens einem zweiten Sensor (12.1, 12.2, 12.3, 12.4) empfängt, wobei die Rechnereinheit (10.3) die erfassten Entfernungsdaten (s) und Radimpulsdaten (i) auswertet und den aktuellen Radumfang basierend auf einer ermittelten Streckendifferenz (Δs) und einer korrespondierenden Radimpulszahl (Δi) ermittelt.
Auswerte- und Steuereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinheit (10.3) als Streckendifferenz (Δs) einen Mittelwert aus einer vorgegebenen Anzahl von Entfernungsinformationen (s) ermittelt, welche von mehreren Entfernungssensoren (22.1 22.2, 22.3, 24.1, 24.2, 24.3) erfasst werden.
Auswerte- und Steuereinheit nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinheit (10.3) mehrere Messvorgänge zur Berechung einer Radimpulsauflösung aufsummiert.
Schaltungsanordnung zur Ermittlung eines aktuellen Radumfangs von mindestens einem Fahrzeugrad (3.1, 3.2, 3.3, 3.4), wobei mindestens zwei Sensoren (12.1, 12.2, 12.3. 12.4, 22.1, 22.2 22.3, 24.1, 24.2, 24.3) zur Erfassung von verschiedenen Größen (s, i) im Fahrzeug (1) vorgesehen sind, welche von einer ersten Auswerte- und Steuereinheit (10) auswertbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erster Sensor (22.1, 22.2, 22.3, 24.1, 24.2, 24.3) zur Erfassung von Entfernungsdaten (s) ausgebildet ist und mindestens ein zweiter Sensor (12.1, 12.2, 12.3, 12.4) zur Erfassung von Radimpulsdaten (i) ausgebildet ist, wobei die erste Auswerte- und Steuereinheit (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 8 ausgeführt ist und die erfassten Entfernungsdaten (s) und Radimpulsdaten (i) auswertet und den aktuellen Radumfang basierend auf einer ermittelten Streckendifferenz (Δs) und einer korrespondierenden Radimpulszahl (Δi) ermittelt.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine erste Sensor (22.1, 22.2, 22.3, 24.1, 24.2, 24.3) Teil eines Einparkhilfesystems mit einer zweiten Auswerte- und Steuereinheit (20) ist, welche die erfassten Entfernungsdaten (s) der erste Auswerte- und Steuereinheit (10) zur Verfügung stellt.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Auswerte- und Steuereinheit (10) eine statische Umgebungsbedingung zur Ermittlung des aktuellen Radumfangs erkennt, wenn das Einparkhilfesystem zur Entfernungsermittlung bei der Durchführung eines Einparkvorgangs und/oder bei einer Annäherung an ein stehendes Objekt (1', 1'') und/oder beim Entfernen von einem stehenden Objekt (1', 1'') aktiviert ist.