DE102015003234A1

DE102015003234A1 - Validierungsverfahren für Berechnungen in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102015003234A1
Application number: DE102015003234.8A
Authority: DE
Inventors: Paul Spannaus; Andreas Allgayer; Dominik Schnabel
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2015-03-13
Filing date: 2015-03-13
Publication date: 2016-09-15
Anticipated expiration: 2035-03-14
Also published as: DE102015003234B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Validierung mittels eines mathematischen Modells berechneter Werte eines Fahrzeugparameters, bei dem das Modell aktuelle Werte des Fahrzeugparameters in Abhängigkeit von mittels mindestens eines ersten Sensors des Fahrzeugs ermittelten Werten eines ersten physikalischen Fahrzeugparameters berechnet und bei dem mittels des Modells berechnete Werte des Fahrzeugparameters mit jeweiligen mittels mindestens eines zweiten Sensors des Fahrzeugs erfassten Werten eines zweiten physikalischen Fahrzeugparameters abgeglichen und in Abhängigkeit einer Fehlerschwelle klassifiziert werden, wobei die Fehlerschwelle in Abhängigkeit der mittels des mindestens einen zweiten Sensors erfassten Werte des zweiten physikalischen Fahrzeugparameters gewählt wird. Ferner betrifft die vorliegende ein Fahrzeug mit einem Steuergerät, das zur Ausführung des vorgestellten Verfahrens konfiguriert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Validierung von mittels eines mathematischen Modells berechneten Werten eines Fahrzeugparameters anhand von fahrzeugseitiger Sensorik sowie ein Steuergerät zur Ausführung des vorgestellten Verfahrens.
Moderne Fahrzeuge umfassen in der Regel eine Vielzahl Stellglieder, die durch eine noch größere Zahl von Stellgrößen einzustellen sind. Bspw. ist es möglich, ein Fahrwerk eines Fahrzeugs in Abhängigkeit einer aktuellen Beschleunigung einzustellen und das Fahrzeug dadurch an die aktuelle Beschleunigung anzupassen.
Um jeweilige Stellgrößen zum Einstellen jeweiliger Fahrzeugkomponenten zu ermitteln, werden häufig Modelle verwendet, die auf Grundlage von Eingangsinformationen, die bspw. von einer Sensorik bereitgestellt werden, einen aktuellen Zustand eines jeweiligen Fahrzeugs berechnen und entsprechende Stellgrößen für entsprechende Einstellungen bereitstellen. Da derartige Modelle somit einen erheblichen Einfluss auf vorzunehmende Einstellungen jeweiliger Komponenten eines Fahrzeugs haben, ist eine Genauigkeit bzw. Verlässlichkeit jeweiliger Modelle von hoher Sicherheitsrelevanz.
Im Stand der Technik werden Verfahren und Vorrichtungen zum Ermitteln jeweiliger Stellgrößen beschrieben.
In der europäischen Druckschrift EP 119 74 09 B1 wird ein Verfahren zum Bestimmen eines Abstands zwischen einem Rad und einem Aufbau eines Fahrzeugs mittels Federwegsensoren offenbart, wobei der Abstand verwendet wird, um auf eine reale Einfederung des Rades relativ zum Aufbau zu schließen.
In der deutschen Druckschrift DE 10 2011 102 902 A1 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem jeder verbaute Sensor nach einer Fertigung bzw. nach einem Einbau im Fahrzeug kalibriert werden muss.
Eine Einbeziehung von konkreten, aus einem Regelsystem abgeleiteten Stellgrößen sowie deren Überwachung in ein mathematisches Modell ist in der deutschen Druckschrift DE 10 2008 053 006 A1 offenbart.
Die deutsche Druckschrift DE 10 2004 020 927 A1 offenbart ein Verfahren zum Überprüfen einer physikalischen Messfunktionstüchtigkeit eines Sensors anhand zweier ineinander umrechenbarer physikalischer Sensorprinzipien.
Ferner offenbart die deutsche Druckschrift DE 10 2006 001 436 A1 ein System zum Bestimmen wenigstens eines Bewegungszustands eines Fahrzeugaufbaus, bei dem ein Federweg mittels eines Weg- oder Winkelsensors gemessen wird.
Vor diesem Hintergrund wird ein Verfahren zur Validierung mittels eines mathematischen Modells berechneter Werte eines Fahrzeugparameters vorgestellt, bei dem das Modell aktuelle Werte des Fahrzeugparameters in Abhängigkeit von mittels mindestens eines ersten Sensors des Fahrzeugs ermittelten Werten eines ersten physikalischen Fahrzeugparameters berechnet und bei dem mittels des Modells berechnete Werte des Fahrzeugparameters mit jeweiligen mittels mindestens eines zweiten Sensors des Fahrzeugs erfassten Werten eines zweiten physikalischen Fahrzeugparameters abgeglichen und in Abhängigkeit einer Fehlerschwelle klassifiziert werden, wobei die Fehlerschwelle in Abhängigkeit der mittels des mindestens einen zweiten Sensors erfassten Werte des zweiten physikalischen Fahrzeugparameters gewählt wird.
Das vorgestellte Verfahren dient insbesondere zur Validierung, d. h. zur Überprüfung, von mittels eines Modells berechneter Daten zur Einflussnahme auf Fahrzeugkomponenten, wie bspw. einem aktiven Fahrwerk, durch einen Abgleich jeweiliger mittels des Modells berechneter Daten mit mittels fahrzeugseitiger Sensorik ermittelten Werten physikalischer Fahrzeugparameter, d. h. Messwerten eines Sensors.
Um bspw. relative Sensorfehler zu erkennen, sieht das vorgestellte Verfahren vor, dass jeweilige Fahrzeugparameter, die durch ein mathematisches Modell auf Grundlage von durch einen ersten Sensor ermittelter Messwerte ermittelt wurden, mittels Messwerten, die unter Verwendung mindestens eines zweiten Sensors ermittelt wurden, validiert werden. Dazu ist vorgesehen, dass die durch das Modell berechneten bzw. ermittelten Werte mit den durch den mindestens einen zweiten Sensor ermittelten Messwerten abgeglichen, d. h. bspw. mittels eines mathematischen Verfahrens verrechnet werden, und ein Ergebnis des Abgleichs anhand einer Fehlerschwelle beurteilt, d. h. klassifiziert wird. Dabei ist vorgesehen, dass die Fehlerschwelle in Abhängigkeit jeweiliger durch den mindestens einen zweiten Sensor erfasster Messwerte gewählt wird. Mittels des Abgleichs ist es somit möglich, eine Abweichung jeweiliger Berechnungen des Modells von Messwerten eines entsprechenden Sensors und damit von einer Messrealität zu quantifizieren.
Unter einer Klassifikation ist im Kontext der vorliegenden Erfindung eine Zuweisung eines Ergebnisses einer Berechnung zu einer bestimmten Klasse, insbesondere zu einer Klasse ”valide” oder einer Klasse ”nicht vailde” zu verstehen.
Mittels des vorgestellten Verfahrens ist es möglich, komplexe mathematische Modelle, die bspw. auf einer Vielzahl von Eingangsgrößen beruhen, schnell und einfach auf ihre Korrektheit hin zu überprüfen und fehlerhafte Einstellungen eines jeweiligen Fahrzeugs aufgrund fehlerhafter Berechnungen zu vermeiden.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Fehlerschwelle ermöglicht es, einen sicheren Arbeitsbereich eines jeweiligen Modells zu definieren, innerhalb dessen Varianzen jeweiliger Berechnungen toleriert werden. Ferner ermöglicht die erfindungsgemäß vorgesehene Fehlerschwelle eine Definition einer Mindestanforderung an eine Genauigkeit des Modells, unterhalb derer jeweilige Berechnungen des Modells als fehlerhaft zu interpretieren bzw. zu klassifizieren sind. Bspw. kann vorgesehen sein, dass für eine mittels eines jeweiligen Modells berechnete Beschleunigung eine Fehlerschwelle ”i” in Längs- und/oder Querrichtung eines jeweiligen Fahrzeugs angegeben wird. Überschreitet eine Differenzbeschleunigung, die anhand einer durch das jeweilige Modell berechneten Beschleunigung und einer mittels eines Beschleunigungssensors erfassten Beschleunigung berechnet wurde, die Fehlerschwelle ”i”, liegt eine fehlerhafte Berechnung durch das Modell vor.
Unter einem Fahrzeugparameter ist im Kontext der vorgestellten Erfindung jeder Parameter, d. h. jede ermittelte bzw. erfasste Größe, die beim Betrieb eines Fahrzeugs verwendet werden kann, zu verstehen. Ein physikalischer Fahrzeugparameter basiert hingegen auf einer Messung mittels eines Sensors, der bspw. eine Kraft oder eine Änderung von physikalischen Eigenschaften misst.
Im Folgenden werden die Begriffe ”Fahrzeugparameter” und ”Werte des Fahrzeugparameters” synonym verwendet.
In einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass der Abgleich zwischen dem mittels des Modells berechneten Fahrzeugparameter und dem mittels des mindestens einen zweiten Sensors erfassten zweiten physikalischen Fahrzeugparameter seitenweise mittels einer im Voraus bereitzustellenden Längsfehlerschwelle berechnet wird.
Um eine seitenweise Validierung von mittels eines jeweiligen Modells berechneter Werte zu erreichen, ist vorgesehen, dass die Fehlerschwelle seitenbezogen, d. h. bspw. auf Grundlage von Sensoren, die lediglich auf einer linken bzw. rechten Seite eines jeweiligen Fahrzeugs angeordnet sind, als Längsfehlerschwelle bereitgestellt wird. Entsprechend ist auch vorgesehen, dass jeweilige Messwerte von Fahrzeugparametern lediglich für die jeweilige Seite ermittelt werden.
Eine seitenweise Validierung kann bspw. einen Techniker bei einer Fehlersuche unterstützen.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass der Abgleich zwischen dem mittels des Modells berechneten Fahrzeugparameter und dem mittels des mindestens einen zweiten Sensors erfassten zweiten physikalischen Fahrzeugparameter achsweise mittels einer im Voraus bereitzustellenden Querfehlerschwelle berechnet wird.
Um eine Validierung von mittels eines jeweiligen Modells berechneter Werte für Vorder- und Rückteil eines jeweiligen Fahrzeugs zu erreichen, ist vorgesehen, dass die Fehlerschwelle achsweise, d. h. bspw. auf Grundlage von Sensoren, die lediglich an einer Vorder- bzw. Hinterachse eines jeweiligen Fahrzeugs angeordnet sind, als Querfehlerschwelle bereitgestellt wird. Entsprechend ist auch vorgesehen, dass jeweilige Messwerte von Fahrzeugparametern lediglich für die jeweilige Achse ermittelt werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass eine radindividuelle Validierung des mittels des Modells berechneten Fahrzeugparameters mittels einer Kombination aus Längsfehlerschwelle und Querfehlerschwelle berechnet wird.
Eine radindividuelle Validierung bietet einem Fachmann bei einer Fehlersuche eine eindeutig bestimmbare Position eines Fehlers im System. Dazu ist vorgesehen, dass sowohl ein seitenweiser als auch ein achsweiser Abgleich jeweiliger berechneter Fahrzeugparameter mit entsprechenden Fehlerschwellen erfolgt.
In einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass als der mindestens eine erste Sensor ein Höhenstandsensor gewählt wird, der einen aktuellen Höhenstand eines jeweiligen Fahrzeugs als ersten physikalischen Fahrzeugparameter erfasst, und bei dem als der mindestens eine zweite Sensor ein Beschleunigungssensor, wie bspw. ein Gyroskop gewählt wird, der eine aktuelle Beschleunigung des jeweiligen Fahrzeugs als zweiten physikalischen Fahrzeugparameter erfasst.
Entsprechend betrifft die vorliegende Erfindung in Ausgestaltung ein Verfahren zur Validierung mittels eines mathematischen Beschleunigungsmodells berechneter Werte einer aktuellen Beschleunigung eines Fahrzeugs, bei dem das Beschleunigungsmodell die aktuelle Beschleunigung in Abhängigkeit von mittels mindestens eines Höhenstandsensors des Fahrzeugs ermittelten Werten eines aktuellen Höhenstands des Fahrzeugs berechnet und bei dem die mittels des Beschleunigungsmodells berechnete Beschleunigung mit einer mittels mindestens eines Beschleunigungssensors des Fahrzeugs erfassten aktuellen Beschleunigung des Fahrzeugs abgeglichen und in Abhängigkeit einer Fehlerschwelle klassifiziert wird, wobei die Fehlerschwelle in Abhängigkeit der mittels des Beschleunigungssensors erfassten Beschleunigung des Fahrzeugs gewählt wird.
Da aktuelle Beschleunigungswerte für eine Einstellung eines aktiven Fahrwerks eines Fahrzeugs von zentraler Bedeutung sind, ist insbesondere vorgesehen, dass mit dem vorgestellten Verfahren Beschleunigungswerte, die mittels eines Modells auf Grundlage eines Höhenstandsensors berechnet wurden, mittels Messwerten, die von einem Beschleunigungssensor, der bspw. zentral am Fahrzeug oder radindividuell angeordnet sein kann, validiert werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahren ist vorgesehen, dass ein Einfluss von Bewegungen eines Aufbaus des jeweiligen Fahrzeugs auf den mindestens einen Höhenstandsensor des Fahrzeugs durch Translations- und Rotationsbewegungen mittels zwischen einem ersten Höhenstandsensor und einem benachbarten zweiten Höhenstandsensor ermittelten Höhenstanddifferenzen ermittelt und zur Berechnung der Beschleunigung mittels des Modells verwendet wird.
Beschleunigungswerte, die aufgrund von Höhenstandsensoren ermittelt werden, können sowohl auf eine tatsächliche Beschleunigung eines jeweiligen Fahrzeugs als auch auf Bewegungen eines Fahrzeugaufbaus aufgrund von Unebenheiten auf einer Fahrbahn zurückzuführen sein. Da moderne Fahrzeuge in der Regel eine Niveauregelung aufweisen, mittels derer ein Abstand des Fahrzeugsaufbaus zur Fahrbahn beeinflusst werden kann, ergeben sich je nach aktuellem Abstand unterschiedliche Kräfte, die bei der Berechnung der aktuellen Beschleunigung zu berücksichtigen sind.
Es ist gemäß einer Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens vorgesehen, dass aus dem physikalischen Zusammenhang zwischen Fahrzeuganregung und resultierender Aufbaubewegung eine Validierung eines absolut gemessenen Fahrzeughöhenstands, d. h. einer Fahrzeughöhe, bspw. über Grund, durchgeführt werden kann. Dabei ist insbesondere vorgesehen, durch Höhenstandsensoren ermittelte Werte eines aktuellen Höhenstands eines jeweiligen Fahrzeugs mit einer Aufbaubewegung, d. h. einer translatorischen und/oder rotatorischen Bewegung eines Fahrzeugaufbaus abzugleichen. Um den Einfluss der Bewegung des Fahrzeugaufbaus zu berechnen, ist insbesondere vorgesehen, allgemeine Bewegungsgleichungen mittels des Langrange-Energieansatzes mit überlagerter translatorischer und rotatorischer Bewegung abzuleiten. Dabei gelten folgende Annahmen:

a) eine Drehung des Fahrzeugaufbaus erfolgt um einen von der Fahrwerkskinematik vorgegebenen Momentpol, wie bspw. einem Nick- oder Wankpol des Fahrzeugaufbaus.
b) Ein Abstand zwischen dem Momentpol und einem Schwerpunkt des Fahrzeugaufbaus bestimmt einen Hebelarm, mit dem eine im Fahrzeugschwerpunkt angreifende Fahrzeugmasse eine Trägheitswirkung gegen äußere Einflüsse, d. h. bspw. Längs- und/oder Querbeschleunigung ausübt. Dabei ergibt sich die Trägheitswirkung bzw. ein Massenträgheitsmoment automatisch aus dem Lagrange Energieansatz.
c) Der Hebelarm ist in Abhängigkeit eines Abstands des Fahrzeugaufbaus zur Fahrbahn verstellbar.
d) Eine Bewegung des Fahrzeugaufbaus gegen die Räder des Fahrzeugs und die Fahrbahn hat einen rotatorischen und einen translatorischen Anteil.

Um die Fahrzeugaufbaubewegung in ein jeweiliges Modell aufzunehmen, ist vorgesehen, dass aus jeweiligen Federwegssensoren eines jeweiligen Fahrzeugs zur Auswertung von Wank- und Nickbewegungen des Fahrzeugs ein linearer Zusammenhang zwischen Drehwinkel und Aufbaubeschleunigung gemäß Formeln (1) und (2) abgeleitet wird. α_M|x = K_xκ + ξ_x (1) α'_M|y = K_yφ + ξ_y (2).
Dabei stehen α_M|x für einen mittels eine Modells berechneten Nickwinkel, α_M|y für einen entsprechenden Wankwinkel, K für einen Verstärkungskoeffizienten, der abhängig von einer Fahrzeuggeometrie, einer Fahrzeugmasse und/oder Federsteifigkeit entsprechend der Luftfederbeine des Fahrzeugs ist, wobei zwischen linker, rechter Seite und/oder Vorder-, Hinterachse unterschieden werden kann. Die Unsymmetrieterme ξ_x und ξ_y beschreiben die außermittige Lage von Kraftangriffspunkten um ein jeweiliges Drehzentrum und ergeben sich aus dem Langrangschen Energieansatz, für den Fall, dass bspw. ein Schwerpunkt in einem Nickmodell nicht in einer geometrischen Mitte zwischen einem vorderen und einem hinteren Radaufstandspunkt liegt. Für den Fall einer Symmetrie, wie bspw. bei einer symmetrischen Wankbewegung verschwindet der Unsymmetrieterm mit ξ_y = 0.
Zum Berechnen einer höhenabhängigen exakten Umrechnung zwischen Höhendifferenz und Beschleunigung, sind Formeln (3) bis (6) zu verwenden werden.
Dabei gilt: h entspricht einer mittleren Federwegsverlängerung einer Luftfeder um eine angelernte Nulllage h_A0, c entspricht einer Federsteifigkeit der Federbeine (vorne und hinten), m entspricht einer Masse des Fahrzeugs, g ist die Erdbeschleunigung, s gibt eine Spurbreite an und SP entspricht einem Schwerpunkt des Gesamtfahrzeugs. Der horizontale Abstand vom vorderen Radaufstandspunkt zum Schwerpunkt ist bei einem Gesamtradstand l beschrieben mit l_v und der Abstand zwischen SP und hinteren Radaufstandspunkt mit l_h.
Veranschaulicht bedeutet der voranstehend mittels der Formeln (1) bis (6) beschriebene Zusammenhang, dass zwischen einer Beschleunigung des Fahrzeugaufbaus, gemessen bspw. in einem Mitteltunnel, und einer Einfederung des Fahrzeugs ein linearer Zusammenhang besteht. Je stärker die Beschleunigung beim Anfahren, desto größer ist die resultierende Einfederung bzw. Höhenstandänderung des Fahrzeugs. Die Einfederung, d. h. eine aufgrund der Beschleunigung erfolgte Höhenstandänderung des Fahrzeugs, kann wiederum in einen Nick- und einen Wankwinkel überführt werden. Zur Berechnung aktueller Nick- und Wankwinkel können bspw. Höhenstandänderungen verwendet werden, die direkt aus jeweiligen Höhendifferenzen zweier benachbarter Federwegsensoren resultieren.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass als der mindestens eine erste Sensor ein Beschleunigungssensor gewählt wird, der eine aktuelle Beschleunigung eines jeweiligen Fahrzeugs als ersten physikalischen Fahrzeugparameter erfasst, und bei dem als der mindestens eine zweite Sensor ein Höhenstandsensor gewählt wird, der einen aktuellen Höhenstand des jeweiligen Fahrzeugs als zweiten physikalischen Fahrzeugparameter erfasst. Entsprechend betrifft die vorliegende Erfindung in Ausgestaltung ein Verfahren zur Validierung von mittels eines mathematischen Höhenstandmodells berechneten Werten eines aktuellen Höhenstands eines Fahrzeugs, bei dem mittels des Höhenstandmodells der aktuelle Höhenstand des Fahrzeugs in Abhängigkeit von mittels mindestens einem Beschleunigungssensor des Fahrzeugs ermittelten Werten einer aktuellen Beschleunigung des Fahrzeugs berechnet wird und bei dem der mittels des Höhenstandmodells berechnete Höhenstand mit einem mittels mindestens eines Höhenstandsensors des Fahrzeugs erfassten aktuellen Höhenstands abgeglichen und in Abhängigkeit von einer im Voraus bereitzustellenden Fehlerschwelle klassifiziert wird, wobei die Fehlerschwelle in Abhängigkeit des mittels des Höhenstandsensors erfassten Höhenstands des Fahrzeugs gewählt wird.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug mit einem Steuergerät, wobei das Steuergerät dazu konfiguriert ist, mittels eines mathematischen Modells zu berechnende Werte eines Fahrzeugparameters zu validieren und wobei das Steuergerät dazu konfiguriert ist, das Modell derart auszuführen, dass aktuelle Werte des Fahrzeugparameters in Abhängigkeit von mittels mindestens eines ersten Sensors des Fahrzeugs ermittelten Werten eines ersten physikalischen Fahrzeugparameters zu berechnen sind und wobei das Steuergerät weiterhin dazu konfiguriert ist, die mittels des Modells zu berechnenden Werte des ersten physikalischen Fahrzeugparameters mit mittels mindestens eines zweiten Sensors des Fahrzeugs ermittelten Werten eines zweiten physikalischen Fahrzeugparameters abzugleichen und in Abhängigkeit einer Fehlerschwelle zu klassifizieren, wobei die Fehlerschwelle in Abhängigkeit der mittels des mindestens einen zweiten Sensors erfassten Werte des zweiten physikalischen Fahrzeugparameters zu wählen ist.
Entsprechend umfasst das vorgestellte Fahrzeug ein Steuergerät, das zur Ausführung des vorgestellten Verfahrens konfiguriert ist.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung sowie den beiliegenden Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Modells einer Bewegung eines Fahrzeugaufbaus gegenüber einem Fahrzeugchassis, wobei während der Bewegung wirkende Kräfte gemäß einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens zu validierenden sind.
2 zeigt eine schematische Ansicht einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens zur radindividuellen Validierung von Berechnungen eines Modells.
In 1 ist ein Fahrzeugaufbau 1 dargestellt, der sich gegenüber einem Fahrzeugchassis 3 verschiebt. Der Fahrzeugaufbau 1 dreht sich um einen Wankpunkt 5, der entsprechend einem Hebel 7, der in seiner Länge in Abhängigkeit einer Einstellung eines Fahrwerks bzw. in Abhängigkeit eines Abstands zwischen Fahrzeugchassis 3 und Fahrbahn veränderlich ist, mit einem Schwerpunkt 9 des Fahrzeugaufbaus 1 verbunden ist.
Entsprechend einer Auslenkung des Fahrzeugaufbaus 1 ändert sich ein Abstand zwischen Fahrzeugaufbau 1 und Fahrzeugchassis 3, d. h. ein Federweg 11 auf einer linken Seite des Fahrzeugs und ein Federweg 13 auf einer rechten Seite des Fahrzeugs.
Eine Veränderung der Federwege 11 und 13 steht in einem linearen Verhältnis zu einer auf den Fahrzeugaufbau 1 wirkenden Beschleunigungskraft, wie sie durch einen Pfeil 15 dargestellt ist. Entsprechend kann durch eine Messung eines Höhenstands, d. h. der Federwege 11 und 13, bzw. entsprechender nicht dargestellter Federwege einer weiteren Achse auf die Beschleunigungskraft mittels eines entsprechenden Modells bspw. auf Grundlage der Formeln (1) bis (6) zurückgerechnet werden.
Dabei steht: α_M|x für einen mittels eines Modells berechneten Nickwinkel, α_M|y für einen entsprechenden Wankwinkel, K_x, K_y für einen jeweiligen Verstärkungskoeffizienten, der abhängig von einer Fahrzeuggeometrie, einer Fahrzeugmasse und/oder Federsteifigkeit entsprechender Luftfederbeine eines jeweiligen Fahrzeugs ist, wobei zwischen linker, rechter Seite und/oder Vorder-, Hinterachse unterschieden werden kann, h für eine mittlere Federwegsverlängerung bzw. Höhenstandänderung einer Luftfeder um eine angelernte Nulllage h_A0, c für eine Federsteifigkeit der Federbeine (vorne und hinten), m für eine Masse eines jeweiligen Fahrzeugs, g für die Erdbeschleunigung, s für eine Spurbreite eines jeweiligen Fahrzeugs und SP für einen Schwerpunkt des jeweiligen Fahrzeugs.
In 2 ist ein Fahrzeug 20 dargestellt, auf das Beschleunigungskräfte gemäß Pfeil 21 in Längsrichtung und gemäß Pfeil 23 in Querrichtung einwirken. Je nach zugrundliegendem Modell bzw. Fehlerschwelle kann eine radindividuelle, seitenindividuelle oder achsindividuelle Validierung erreicht werden, wie durch Pfeile 25, 26, 27 und 28 angedeutet.
Ausgehend von der Annahme, dass gilt: K_x,y = f(h_m, h_A0, h_SP, s, m, c, g) und einer vorgegebenen Fehlerschwelle λ_α kann eine mittels eines jeweiligen Modells berechnete Beschleunigung anhand von Formeln (7) und (8) validiert werden. α_x – α_M|x = α_x – (K_xκ + ξ_x) < λ_α (7) α_y – α_M|y = α_y – (K_yφ + ξ_y) < λ_y (8)
Entsprechend gilt ein mittels eines Modells berechneter Wert dann als valide, wenn eine Differenz aus gemessener Beschleunigung α_y und mittels des Modells berechneter Beschleunigung α_M|y kleiner ist als die korrespondierende Fehlerschwelle λ_α.
Bezogen auf das Fahrzeug 20 ergibt sich somit, dass eine jeweilige Seite des Fahrzeugs 20 mittels Gleichungen (9) bzw. (10), wie durch Pfeil 25 bzw. 26 angedeutet, und eine jeweilige Achse, wie durch Pfeil 27 bzw. 28 angedeutet, mittels Gleichungen (11) bzw. (12) zu validieren ist. Δα_vorn = α_M|Y – α_y < λ_y (9) Δα_hinten = α_M|Y – α_y < λ_y (10) Δα_links = α_M|x – α_x < λ_x (11) Δα_rechts = α_M|x – α_x < λ_x (12)
Dabei gibt Δα_i eine Differenz aus mittels Modell berechneter und mittels eines Sensors gemessener Beschleunigung an. Selbstverständlich sind jeweilige Validierungen für eine Seite bzw. eine Achse auch kombinierbar, so dass eine radindividuelle Validierung erfolgt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1197409 B1 [0005]
DE 102011102902 A1 [0006]
DE 102008053006 A1 [0007]
DE 102004020927 A1 [0008]
DE 102006001436 A1 [0009]

Claims

Verfahren zur Validierung mittels eines mathematischen Modells berechneter Werte eines Fahrzeugparameters, bei dem das Modell aktuelle Werte des Fahrzeugparameters in Abhängigkeit von mittels mindestens eines ersten Sensors des Fahrzeugs ermittelten Werten eines ersten physikalischen Fahrzeugparameters berechnet und bei dem mittels des Modells berechnete Werte des Fahrzeugparameters mit jeweiligen mittels mindestens eines zweiten Sensors des Fahrzeugs erfassten Werten eines zweiten physikalischen Fahrzeugparameters abgeglichen und in Abhängigkeit einer Fehlerschwelle klassifiziert werden, wobei die Fehlerschwelle in Abhängigkeit der mittels des mindestens einen zweiten Sensors erfassten Werte des zweiten physikalischen Fahrzeugparameters gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Abgleich zwischen dem mittels des Modells berechneten Fahrzeugparameter und dem mittels des mindestens einen zweiten Sensors erfassten zweiten physikalischen Fahrzeugparameter seitenweise mittels einer im Voraus bereitzustellenden Längsfehlerschwelle berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Abgleich zwischen dem mittels des Modells berechneten Fahrzeugparameter und dem mittels des mindestens einen zweiten Sensors erfassten zweiten physikalischen Fahrzeugparameter achsweise mittels einer im Voraus bereitzustellenden Querfehlerschwelle berechnet wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, bei dem eine radindividuelle Validierung des mittels des Modells berechneten Fahrzeugparameters mittels einer Kombination aus Längsfehlerschwelle und Querfehlerschwelle berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als der mindestens eine erste Sensor ein Höhenstandsensor gewählt wird, der einen aktuellen Höhenstand eines jeweiligen Fahrzeugs als ersten physikalischen Fahrzeugparameter erfasst, und bei dem als der mindestens eine zweite Sensor ein Beschleunigungssensor gewählt wird, der eine aktuelle Beschleunigung des jeweiligen Fahrzeugs als zweiten physikalischen Fahrzeugparameter erfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als der mindestens eine erste Sensor ein Beschleunigungssensor gewählt wird, der eine aktuelle Beschleunigung eines jeweiligen Fahrzeugs als ersten physikalischen Fahrzeugparameter erfasst, und bei dem als der mindestens eine zweite Sensor ein Höhenstandsensor gewählt wird, der einen aktuellen Höhenstand des jeweiligen Fahrzeugs als zweiten physikalischen Fahrzeugparameter erfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem ein Einfluss von Bewegungen eines Aufbaus des jeweiligen Fahrzeugs auf den mindestens einen Höhenstandsensor des Fahrzeugs durch Translations- und Rotationsbewegungen mittels zwischen einem ersten Höhenstandsensor und einem benachbarten zweiten Höhenstandsensor ermittelten Höhenstanddifferenzen ermittelt und zur Berechnung der Beschleunigung mittels des Modells verwendet wird.
Fahrzeug mit einem Steuergerät, wobei das Steuergerät dazu konfiguriert ist, mittels eines mathematischen Modells zu berechnende Werte eines Fahrzeugparameters (11, 13, 21, 23) zu validieren und wobei das Steuergerät dazu konfiguriert ist, das Modell derart auszuführen, dass aktuell berechnete Werte des Fahrzeugparameters (11, 13, 21, 23) in Abhängigkeit von mittels mindestens eines ersten Sensors des Fahrzeugs ermittelten Werten eines ersten physikalischen Fahrzeugparameters (11, 13, 21, 23) zu berechnen sind und wobei das Steuergerät weiterhin dazu konfiguriert ist, die mittels des Modells zu berechnenden Werte des Fahrzeugparameters (11, 13, 21, 23) mit mittels mindestens eines zweiten Sensors des Fahrzeugs (20) ermittelten Werten eines zweiten physikalischen Fahrzeugparameters (11, 13, 21, 23) abzugleichen und in Abhängigkeit einer Fehlerschwelle zu klassifizieren, wobei die Fehlerschwelle in Abhängigkeit der mittels des mindestens einen zweiten Sensors erfassten Werte des zweiten physikalischen Fahrzeugparameters (11, 13, 21, 23) zu wählen ist.
Fahrzeug nach Anspruch 8, bei dem der mindestens eine erste Sensor ein Höhenstandsensor ist, der einen aktuellen Höhenstand (11, 13) des Fahrzeugs als ersten physikalischen Fahrzeugparameter (11, 13, 21, 23) erfasst, und bei dem der mindestens eine zweite Sensor ein Beschleunigungssensor ist, der eine aktuelle Beschleunigung (21, 23) des Fahrzeugs (20) als zweiten physikalischen Fahrzeugparameter (11, 13, 21, 23) erfasst.
Fahrzeug nach Anspruch 8, bei dem der mindestens eine erste Sensor ein Beschleunigungssensor ist, der eine aktuelle Beschleunigung (21, 23) des Fahrzeugs als ersten physikalischen Fahrzeugparameter (11, 13, 21, 23) erfasst, und bei dem der mindestens eine zweite Sensor ein Höhenstandsensor ist, der einen aktuellen Höhenstand (11, 13) des Fahrzeugs als zweiten physikalischen Fahrzeugparameter (11, 13, 21, 23) erfasst.