-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines Beschleunigungssensors eines Kraftfahrzeugs und eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
-
Aus der
DE 10 2011 088 466 A1 ist ein Kalibrierungsverfahren für einen Beschleunigungssensor eines Kraftfahrzeugs bekannt. Nach diesem Verfahren wird ein Offset eines Beschleunigungssensors während eines Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs auf Basis eines beschleunigungssensoranhängigen Messsignals des zu kalibrierenden Beschleunigungssensors und auf Basis eines nicht beschleunigungssensorabhängigen Beschleunigungssignals vorgenommen. Hierzu wird durch Wertepaare des beschleunigungssensorabhängigen Messsignals und des nicht beschleunigungssensorabhängigen Beschleunigungssignals, die eine ausreichende Genauigkeit aufweisen, eine Gerade gelegt, wobei aus einem Achsenabschnitt der Geraden der Offset des Beschleunigungssensors zur Kalibrierung desselben ermittelt wird.
-
Obwohl mit dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren bereits grundsätzlich eine Kalibrierung eines Beschleunigungssensors möglich ist, besteht Bedarf daran, die Kalibrierung des Beschleunigungssensors zu verbessern. Insbesondere soll die Robustheit der Kalibrierung verbessert werden. Ebenfalls soll die Kalibrierung innerhalb kurzer Zeit, also innerhalb einer geringen zurückzulegenden Fahrtstrecke des Kraftfahrzeugs, möglich sein.
-
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zur Kalibrierung eines Beschleunigungssensors und eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Kalibrierung eines Beschleunigungssensors gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Dann, wenn eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs größer als ein erster Grenzwert ist und/oder wenn eine zeitliche Ableitung des nicht beschleunigungssensorabhängigen Beschleunigungssignals größer als ein zweiter Grenzwert ist, wird während eines ersten Zeitintervalls ein erster Korrelationskoeffizient zwischen dem beschleunigungssensorabhängigen Messsignal des zu kalibrierenden Beschleunigungssensors und dem nicht beschleunigungssensorabhängigen Beschleunigungssignal und/oder ein zweiter Korrelationskoeffizient zwischen der zeitlichen Ableitung des beschleunigungssensorabhängigen Messsignals des zu kalibrierenden Beschleunigungssensors und der zeitlichen Ableitung des nicht beschleunigungssensorabhängigen Beschleunigungssignals ermittelt. Dann, wenn ein Betrag des ersten Korrelationskoeffizienten größer als ein dritter Grenzwert und/oder ein Betrag des zweiten Korrelationskoeffizienten größer als ein vierter Grenzwert ist, wird während eines zweiten Zeitintervalls ein Offset zwischen dem beschleunigungssensorabhängigen Messsignal des zu kalibrierenden Beschleunigungssensors und dem nicht beschleunigungssensorabhängigen Beschleunigungssignal bestimmt. Dann, wenn während des zweiten Zeitintervalls der Offset permanent in einem definierten Wertebereich liegt, wird der Offset des Beschleunigungssensors auf Basis eines Mittelwerts des innerhalb des zweiten Zeitintervalls ermittelten Offsets kalibriert.
-
In dem ersten Zeitintervall des erfindungsgemäßen Verfahrens, in welchem der erste Korrelationskoeffizient und/oder der zweite Korrelationskoeffizient ermittelt wird, wird überprüft, ob eine Kalibrierung grundsätzlich möglich ist. In dem zweiten Zeitintervall wird dafür gesorgt, dass die Kalibrierung mit hoher Robustheit erfolgt. Das gesamte Kalibrierungsverfahren kann innerhalb kurzer Zeit und demnach innerhalb einer kurzen zurückgelegten Fahrtstrecke durchgeführt werden.
-
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird nur dann während des ersten Zeitintervalls der erste Korrelationskoeffizient und/oder der zweite Korrelationskoeffizient ermittelt, wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs größer als der erste Grenzwert ist und wenn weiterhin die zeitliche Ableitung des beschleunigungssensorabhängigen Beschleunigungssignals größer als der zweite Grenzwert ist.
-
Zur Gewährleistung einer genauen und robusten Kalibrierung ist es von Vorteil, den oder jeden Korrelationskoeffizienten nur dann zu ermitteln, wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und die zeitliche Ableitung des nicht beschleunigungssensorabhängigen Beschleunigungssignals jeweils größer als ein entsprechender Grenzwert sind. Diese Vorgehensweise ist zur Gewährleistung einer genauen und robusten Kalibrierung von Vorteil.
-
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung werden während des ersten Zeitintervalls der erste Korrelationskoeffizient und der zweite Korrelationskoeffizient ermittelt, wobei nur dann während des zweiten Zeitintervalls der Offset zwischen dem beschleunigungssensorabhängigen Messsignal des zu kalibrierenden Beschleunigungssensors und dem nicht beschleunigungssensorabhängigen Beschleunigungssignal bestimmt wird, wenn während des ersten Zeitintervalls der erste Korrelationskoeffizient größer als der dritte Grenzwert und weiterhin der zweite Korrelationskoeffizient größer als der vierte Grenzwert ist. Diese Vorgehensweise ist zur Gewährleistung einer genauen und robusten Kalibrierung von Vorteil.
-
Vorzugsweise sind das erste Zeitintervall, der erster Grenzwert, der zweite Grenzwert, der dritte Grenzwert, der vierte Grenzwert, das zweite Zeitintervall und der Wertebereich frei applizierte Parameter, wobei das erste Zeitintervall größer als das zweite Zeitintervall appliziert wird. Hierdurch kann das erfindungsgemäße Verfahren individuell an eine konkrete Applikation eines Kraftfahrzeugs angepasst werden. Dadurch, dass das erste Zeitintervall größer als das zweite Zeitintervall ist, wird eine genaue und robuste Kalibrierung innerhalb kürzester Zeit ermöglicht.
-
Die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung ist in Anspruch 8 definiert. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
-
1 ein Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung des Verfahrens zur Kalibrierung eines Beschleunigungssensors.
-
Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines Beschleunigungssensors und eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Kalibrierung des Offsets eines Beschleunigungssensors eines Kraftfahrzeugs wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm der 1 im Detail beschrieben.
-
Nach Start des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Block 1 fortlaufend ein Messsignal des zu kalibrierenden Beschleunigungssensors eingelesen und gefiltert, so dass demnach als Ausgangsgröße des Blocks 1 ein gefiltertes, beschleunigungssensorabhängiges Messsignal des zu kalibrierenden Beschleunigungssensors bereitgestellt wird.
-
In einem Block 2 wird überprüft, ob der Offset des Beschleunigungssensors bereits erfolgreich kalibriert wurde und ob eine definierte Anzahl von Kalibrierungszyklen erreicht wurde.
-
Ist dies nicht der Fall, wurde also weder eine erfolgreiche Kalibrierung des Offsets des Beschleunigungssensors durchgeführt, noch die definierte Anzahl erforderlicher Kalibrierungszyklen erreicht, so wird ausgehend von Block 2 auf Block 3 verzweigt.
-
In Block 3 wird zunächst aus einem Speicher der zuletzt ermittelte Wert des Offsets des Beschleunigungssensors oder ein applizierter Wert des Offsets des Beschleunigungssensors eingelesen und steuerungsseitig bei der Fahrt des Kraftfahrzeugs, also für den Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs, vorläufig zugrunde gelegt.
-
Ausgehend von Block 3 wird auf Block 4 verzweigt, wobei mit Block 4 das eigentliche Kalibrierungsverfahren beginnt. In Block 4 wird während des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs überprüft, ob die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs größer als ein erster Grenzwert ist und/oder ob eine zeitliche Ableitung des nicht beschleunigungssensorabhängigen Beschleunigungssignals größer als ein zweiter Grenzwert ist.
-
Vorzugsweise werden diese beiden Kriterien in Kombination geprüft. Dann, wenn in Block 4 festgestellt wird, dass die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs größer als der erste Grenzwert ist und/oder dass die zeitliche Ableitung des nicht beschleunigungssensorabhängigen Beschleunigungssignals größer als der zweite Grenzwert ist, wird ausgehend von Block 4 auf Block 5 verzweigt.
-
Bei Nichtvorliegen dieser Bedingungen wird ausgehend von Block 4 auf Block 1 zurück verzweigt.
-
Im Block 5 wird während eines ersten Zeitintervalls ein erster Korrelationskoeffizient zwischen dem beschleunigungssensorabhängigen Messsignal des zu kalibrierenden Beschleunigungssensors und dem nicht beschleunigungssensorabhängigen Beschleunigungssignals und/oder ein zweiter Korrelationskoeffizient zwischen der zeitlichen Ableitung des beschleunigungssensorabhängigen Messsignals des zu kalibrierenden Beschleunigungssensors und der zeitlichen Ableitung des nicht beschleunigungssensorabhängigen Beschleunigungssignals ermittelt.
-
Vorzugsweise werden beide Korrelationskoeffizienten ermittelt.
-
Die Ermittlung von Korrelationskoeffizienten ist ein dem hier angesprochenen Fachmann geläufiges Verfahren, wobei ein Korrelationskoeffizient Werte zwischen –1 und +1 annehmen kann.
-
Bei einem Wert von +1 bzw. –1 besteht eine vollständige lineare Abhängigkeit zwischen den betrachteten Signalen, also zwischen dem beschleunigungssensorabhängigen Messsignal des zu kalibrierenden Beschleunigungssensors und dem nicht beschleunigungssensorabhängigen Beschleunigungssignal.
-
Dann, wenn der Korrelationskoeffizient einen Wert 0 aufweist, hängen die beiden betrachteten Signale überhaupt nicht linear voneinander ab.
-
In einem nachfolgenden Block 6 wird überprüft, ob der Betrag des ersten Korrelationskoeffizienten größer als ein dritter Grenzwert ist und/oder ob der Betrag des zweiten Korrelationskoeffizienten größer als ein vierter Grenzwert ist.
-
Bevorzugt werden beide Korrelationskoeffizienten gemeinsam ausgewertet. Dann, wenn der Betrag des ersten Korrelationskoeffizienten größer als der dritte Grenzwert und/oder der Betrag des zweiten Korrelationskoeffizienten größer als der vierte Grenzwert ist, wird ausgehend von Block 6 auf Block 7 verzweigt.
-
Ist dies nicht der Fall, so wird ausgehend von Block 6 auf Block 1 zurück verzweigt.
-
Dann, wenn der Betrag des ersten Korrelationskoeffizienten größer als der dritte Grenzwert und/oder der Betrag des zweiten Korrelationskoeffizienten größer als der vierte Grenzwert ist, wird in Block 7 während eines zweiten Zeitintervalls ein Offset zwischen dem beschleunigungssensorabhängigen Messsignal des zu kalibrierenden Beschleunigungssensors und dem nicht beschleunigungssensorabhängigen Beschleunigungssignal bestimmt.
-
In einem nachfolgenden Block 8 wird überprüft, ob innerhalb des zweiten Zeitintervalls der Offset zwischen dem beschleunigungssensorabhängigen Messsignal des zu kalibrierenden Beschleunigungssensors und dem nicht beschleunigungssensorabhängigen Beschleunigungssignal permanent in einem definierten Wertebereich liegt, also größer als ein unterer, fünfter Grenzwert und kleiner als ein oberer, sechster Grenzwert ist.
-
Dann, wenn in Block 8 festgestellt wird, dass während des zweiten Zeitintervalls der Offset permanent in dem definierten Wertebereich liegt, wird ausgehend von Block 8 auf Block 9 verzweigt.
-
Liegt hingegen während des zweiten Intervalls der Offset nicht permanent in dem definierten Wertebereich, so wird ausgehend von Block 8 auf Block 1 zurück verzweigt.
-
Dann, wenn während des zweiten Zeitintervalls der ermittelte Offset permanent in dem definierten Wertebereich liegt, wird nachfolgend der Offset des Beschleunigungssensors auf Basis eines Mittelwerts des innerhalb des zweiten Zeitintervalls ermittelten Offsets kalibriert, wobei die Mittelwertbildung des im zweiten Zeitintervall ermittelten Offsets zwischen dem beschleunigungssensorabhängigen Messsignal des zu kalibrierenden Beschleunigungssensors und dem nicht beschleunigungssensorabhängigen Beschleunigungssignal in Block 9 erfolgt.
-
Dieser Mittelwert wird dann in einem nachfolgenden Block 10 zur Kalibrierung des Offsets des Beschleunigungssensors verwendet, nämlich dadurch, dass über eine definierte Anzahl an Kalibrierungszyklen ein Mittelwert aus den innerhalb der jeweiligen zweiten Zeitintervalle der Kalibrierungszyklen ermittelten Offset-Mittelwerte bestimmt wird. Dieser Mittelwert dient dann als kalibriertet Offset des Beschleunigungssensors.
-
Wie oben bereits ausgeführt, wird in Block 4 vorzugsweise in Kombination überprüft, ob die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs größer als der erste Grenzwert ist und ob gleichzeitig weiterhin die zeitliche Ableitung des nicht beschleunigungssensorabhängigen Beschleunigungssignals größer als der zweite Grenzwert ist. Vorzugsweise wird nur dann Block 4 auf Block 5 verzweigt, wenn beide Bedingungen kumulativ erfüllt sind.
-
Ferner wird vorzugsweise in Block 6 überprüft, ob der erste Korrelationskoeffizient größer als der dritte Grenzwert und ob weiterhin der zweite Korrelationskoeffizient größer als der vierte Grenzwert ist. Vorzugsweise wird ausgehend von Block 6 nur dann auf Block 7 verzweigt, wenn kumulativ beide Korrelationskoeffizienten größer als der jeweilige Grenzwert sind.
-
Bei dem ersten Grenzwert, dem zweiten Grenzwert, dem dritten Grenzwert, dem vierten Grenzwert, dem Wertebereich, den beiden Zeitintervallen und der Anzahl an Kalibrierungszyklen, die dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde liegen, handelt es sich jeweils um frei applizierbare Parameter, die also abhängig von der konkreten Applikation des Fahrzeugs steuerungsseitig in einer Steuerungseinrichtung, die der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient, appliziert werden können. Dabei ist das erste Zeitintervall jedoch stets größer als das zweite Zeitintervall appliziert.
-
Die hier vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Bei dieser Steuerungseinrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Getriebesteuerungsrichtung.
-
Die Steuerungseinrichtung umfasst Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei diesen Mitteln handelt es sich um hardwareseitige und softwareseitige Mittel. Bei den hardwareseitigen Mitteln handelt es sich um Datenschnittstellen, um mit den an der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Baugruppen Daten auszutauschen. Weiterhin handelt es sich bei den hardwareseitigen Mitteln um einen Prozessor und um einen Speicher, wobei ein Speicher der Speicherung von Daten und ein Prozessor der Verarbeitung von Daten dienen. Bei den softwareseitigen Mitteln handelt es sich um Programmbausteine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Block
- 2
- Block
- 3
- Block
- 4
- Block
- 5
- Block
- 6
- Block
- 7
- Block
- 8
- Block
- 9
- Block
- 10
- Block
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102011088466 A1 [0002]
