DE102015212944A1

DE102015212944A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln von Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen von Fahrzeugrädern eines Kraftfahrzeuges, sowie zum Lokalisieren der Verbaupositionen von an den Fahrzeugrädern angeordneten Radeinheiten

Info

Publication number: DE102015212944A1
Application number: DE102015212944.6A
Authority: DE
Inventors: Thomas Skotnitzki; Matthias Kretschmann
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2015-07-10
Filing date: 2015-07-10
Publication date: 2017-01-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln von Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder -positionen von Fahrzeugrädern (W1–W4) eines Kraftfahrzeuges (1), umfassend ein Bereitstellen von Sensordaten (D1–D4) mittels Sensoren (10-1 bis 10-4), die jeweils einem der Räder (W1–W4) zugeordnet sind, wobei die Sensordaten (D1–D4) jeweils eine zeitliche Folge von zu bestimmten Zeitpunkten aufgenommenen, von der Drehwinkelposition und/oder -geschwindigkeit des jeweiligen Rades (W1–W4) abhängige Messwerte (TC) beinhalten, und umfassend ein Auswerten der Sensordaten (D1–D4) mittels einer Auswerteeinrichtung (20), die mit Mitteln (30) zum Empfangen der Sensordaten (D1–D4) von den Sensoren (10-1 bis 10-4) ausgestattet ist, um die Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder -positionen der Räder (W1–W4) zu ermitteln. Um fehlerhafte Ermittlungsergebnisse zu vermeiden bzw. zumindest zu erkennen, wird erfindungsgemäß beim Auswerten eine Plausibilisierung anhand wenigstens eines der folgenden Überprüfungsschritte durchgeführt: (a) Überprüfung, ob die von den empfangenen Sensordaten (D1–D4) beinhaltete Folge von Messwerten (TC) vollständig ist; (b) Überprüfung, ob ein aus den empfangenen Sensordaten (D1–D4) ermittelter Wert der Drehwinkelgeschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs liegt; (c) Überprüfung, ob eine aus den empfangenen Sensordaten (D1–D4) ermittelte Differenz der für zwei aufeinanderfolgende der Zeitpunkte ermittelten Werte der Drehwinkelgeschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten Differenzwertebereichs liegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln von Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen von Fahrzeugrädern eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 13. Ferner betrifft die Erfindung ein darauf basierendes Verfahren und eine darauf basierende Vorrichtung zum Lokalisieren der Verbaupositionen von an den Fahrzeugrädern eines Kraftfahrzeuges angeordneten Radeinheiten.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind beispielsweise aus der DE 10 2009 059 788 B1 und der WO 2014/044355 A1 bekannt.
Gemäß dieses Stands der Technik werden Sensordaten mit Hilfe von jeweils einem der Fahrzeugräder zugeordneten Drehzahlsensoren bereitgestellt. Die Sensordaten beinhalten jeweils eine zeitliche Folge von beispielsweise periodisch aufgenommenen, von der Drehwinkelposition und/oder der Drehwinkelgeschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugrades abhängige Messwerte. In der DE 10 2009 059 788 B1 ist ein hierfür einsetzbarer Drehzahlsensor detaillierter beschrieben, dessen Funktionsprinzip darauf beruht, dass drehfest bezüglich des betreffenden Fahrzeugrades an einer "Drehwinkelcodierscheibe" angeordnete Markierungen bei einer Drehung des Fahrzeugrades an einer fahrzeugfesten Sensoreinheit vorbeilaufen, so dass dieses Vorbeilaufen der Markierungen detektiert bzw. gezählt werden kann.
Durch ein Auswerten der Sensordaten mittels einer Auswerteeinrichtung, die mit Mitteln zum Empfangen der Sensordaten von den Sensoren ausgestattet ist, lassen sich sodann die Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen der Fahrzeugräder (zentral für alle Fahrzeugräder) ermitteln.
Bei dem Beispiel des in der DE 10 2009 059 788 B1 beschriebenen Drehzahlsensors ist bei winkeläquidistant angeordneten Markierungen die Frequenz des Vorbeilaufens der Markierungen proportional zur betreffenden Drehwinkelgeschwindigkeit. In Kenntnis der Anzahl der über einen Vollkreis (360°) angeordneten Markierungen ist daher eine Ermittlung des Absolutwertes der Drehwinkelgeschwindigkeit ermöglicht.
Eine Ermittlung der Drehwinkelposition und/oder der Drehrichtung des betreffenden Fahrzeugrades kann z. B. auf Basis bzw. unter Mitberücksichtigung von anderweitig gewonnenen und der Auswerteeinrichtung zugeführten Größen erfolgen, oder aber z. B. dadurch, dass bei dem vorgenannten Sensor eine dies ermöglichende Anordnung der Markierungen (nicht gleichartige bzw. nicht gleichmäßig über den Umfang verteilte Markierungen) vorgesehen wird.
Aus dem Stand der Technik ist es des Weiteren bekannt, die ermittelten Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen der Fahrzeugräder an automatisch bedarfsweise den Fahrzeugantrieb beeinflussende Fahrassistenzsysteme wie z. B. ABS, ESP etc. zu übermitteln.
Ferner ist es bekannt, die in dieser Weise "fahrzeugseitig" ermittelten Drehwinkelgeschwindigkeiten oder -positionen mit zusätzlich "radseitig" (d.h. unter Verwendung von an den Fahrzeugrädern angeordneten elektronischen Radeinheiten) ermittelten Drehwinkelgeschwindigkeiten bzw. -positionen zu vergleichen, um durch ein Analysieren einer Korrelation der Ermittlungsergebnisse eine Zuordnung zwischen einerseits den Radeinheiten und andererseits den Verbaupositionen der einzelnen Fahrzeugräder vorzunehmen.
Der primäre Zweck der jeweils an einem Fahrzeugrad (z. B. in einem Reifen desselben) verbauten Radeinheit besteht darin, einen oder mehrere Betriebsparameter des Fahrzeugradbetriebes, wie insbesondere z. B. den Reifendruck, zu messen und darauf basierend erzeugte Daten an eine Fahrzeugelektronik zu übertragen.
Wenngleich die von jeder Radeinheit übertragenen Daten auch einen die jeweilige Radeinheit eindeutig identifizierenden Identifikationscode beinhalten können, so besteht ein praktisches Problem darin, dass eine bestimmte (korrekte) Zuordnung zwischen Radeinheit bzw. Identifikationscode und zugehöriger Verbauposition des Fahrzeugrades durch ein Austauschen bzw. Ummontieren von Reifen oder ganzen Fahrzeugrädern (z. B. durch Werkstattpersonal oder einen Benutzer des Fahrzeuges) geändert werden kann.
Durch ein vorerwähntes "Lokalisierungsverfahren", wie z. B. in der DE 10 2009 059 788 B1 und der WO 2014/044355 A1 beschrieben, lässt sich jedoch auch in solchen Fällen eine Zuordnung zwischen einerseits den Radeinheiten bzw. deren Identifikationscodes und andererseits den zugehörigen Verbaupositionen vornehmen bzw. bedarfsweise aktualisieren.
Vor diesem Hintergrund sind moderne Radeinheiten auch dazu ausgebildet, Daten zu erzeugen und zu übertragen, welche jeweils eine zeitliche Folge von zu bestimmten Zeitpunkten aufgenommenen, von der Drehwinkelposition und/oder der Drehwinkelgeschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugrades abhängige Messwerte beinhalten (Durch den Vergleich dieser "radbasierten Messwerte" mit den "fahrzeugbasierten Messwerten" kann eine Korrelation ermittelt und die Lokalisierungsfunktionalität realisiert werden).
Die Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit sämtlicher Funktionalitäten, welche die fahrzeugseitig ermittelten Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen nutzen, also insbesondere z. B. ABS, ESP, Verbaupositionlokalisierung etc., hängen von der Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Ermittlung dieser Messwerte ab.
In dieser Hinsicht problematisch können z. B. Störsignale oder Signalübertragungsstörungen sein, wie sie bei sensorisch aufgenommenen Daten grundsätzlich nicht auszuschließen sind.
Ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren zum Ermitteln von Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen von Fahrzeugrädern ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, fehlerhafte Ermittlungsergebnisse zu vermeiden bzw. zumindest zu erkennen, um beispielsweise eine Weiterverwendung fehlerhaft ermittelter Werte zu vermeiden und/oder im Rahmen der Weiterverwendung geeignet berücksichtigen zu können.
Diese Aufgabe wird gemäß eines ersten Aspekts der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass beim Auswerten eine Plausibilisierung anhand wenigstens eines der folgenden Überprüfungsschritte durchgeführt wird:

a) Überprüfung, ob die von den empfangenen Sensordaten beinhaltete Folge von Messwerten vollständig ist,
b) Überprüfung, ob ein aus den empfangenen Sensordaten ermittelter Wert der Drehwinkelgeschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs liegt,
c) Überprüfung, ob eine aus den empfangenen Sensordaten ermittelte Differenz der für zwei aufeinanderfolgende der Zeitpunkte ermittelten Werte der Drehwinkelgeschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten Differenzwertebereichs liegt.

Durch diese Plausibilisierung können vorteilhaft zusätzliche Informationen (Plausibilisierungsergebnisse) gewonnen werden, anhand derer beispielsweise unplausible Werte der Drehwinkelgeschwindigkeiten bzw. Drehwinkelpositionen von einer Weiterverarbeitung ausgeschlossen werden können, oder z. B. auf solchen Werten beruhende Funktionalitäten wie ABS, ESP oder Verbaupositionlokalisierung zusätzlich mit Plausibilisierungsergebnissen versorgt werden können, oder unter Umständen korrigiert werden können.
Durch die bei der Erfindung vorgesehene Plausibilisierung wird somit vorteilhaft ein Verfahren zur Bewertung bzw. Qualifizierung des Ergebnisses einer Ermittlung von Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen von Fahrzeugrädern bereitgestellt, wobei Ergebnisse dieser Bewertung bzw. Qualifizierung vorteilhaft genutzt werden können.
In einer Ausführungsform wird zumindest der Überprüfungsschritt a) durchgeführt.
In einer Ausführungsform besitzen die Zeitpunkte der Aufnahme der Messwerte eine vorgegebene Periodizität. In diesem Fall kann im Überprüfungsschritt a) z. B. bestimmt werden, ob eine anhand der empfangenen Sensordaten bestimmte zeitliche Differenz zwischen den Zeitpunkten der Aufnahme aufeinanderfolgender Messwerte kompatibel zu der vorgegebenen Periodizität ist. Als kompatibel kann hierbei z. B. eine Zeitdifferenz angesehen werden, die maximal um einen z. B. fest vorgegebenen Betrag von der vorgegebenen Periodendauer abweicht. Dieser Betrag kann z. B. im Bereich von 1% bis 50% der Periodendauer vorgegeben sein.
Eine Periodizität der Aufnahme der Messwerte kann z. B. im Wesentlichen fest vorgegeben sein. Eine vorgegebene Periodendauer kann z. B. mindestens 1 ms, insbesondere mindestens 5 ms und/oder maximal 100 ms, insbesondere maximal 50 ms betragen.
Grundsätzlich denkbar ist auch eine vorbestimmt variable Periodizität, wobei dafür Sorge getragen werden kann, dass Änderungen der Periodendauer an die Auswerteeinrichtung kommuniziert werden, so dass die vorgenannte Überprüfung der Kompatibilität weiterhin ermöglicht ist.
In einer Ausführungsform werden die Sensordaten von den Sensoren über ein digitales Bussystem zur Auswerteeinrichtung übertragen. Dabei kann es sich z. B. um ein digitales Bussystem handeln, welches nach einem Standard wie z. B. CAN oder LIN arbeitet. Auch bei dieser Art der Sensordatenübertragung kann eine Periodizität der Zeitpunkte der Datenübertragungen im Wesentlichen fest vorgegeben sein (im Bereich des mit dem Bussystem technisch machbaren).
Mit den einzelnen Datenübertragungen über ein digitales Bussystem können z. B. jeweils nur die zu einem bestimmten Zeitpunkt aufgenommenen Messwerte kommuniziert werden. Alternativ können mittels einer Datenübertragung mehrere Messwerte zusammen mit den jeweils zugehörigen Aufnahmezeitpunkten an die Auswerteeinrichtung kommuniziert werden.
In einer Weiterbildung der Übertragung der Sensordaten über ein digitales Bussystem ist vorgesehen, dass die Sensordaten ferner für die Zeitpunkte der Aufnahme der Messwerte charakteristische "Zeitstempel" beinhalten. Dies gewährleistet vorteilhaft eine Berücksichtigbarkeit der für die Auswertung relevanten Aufnahmezeitpunkte unabhängig von den Zeitpunkten der Datenübertragungen.
In einer anderen Weiterbildung ist vorgesehen, dass im Überprüfungsschritt a) ein gemäß eines Übertragungsprotokolls des digitalen Bussystems von den Sensordaten beinhaltetes Gültigkeitskennzeichen ausgewertet wird. Derartige Gültigkeitskennzeichen (z. B. "Flag" in den digitalen Daten) wird von vielen gängigen Übertragungsprotokollen ohnehin vorgesehen und kann somit vorteilhaft ebenfalls genutzt werden, um im Falle einer nicht gültigen Datenübertragung das Fehlen des oder der entsprechenden Messwerte in der empfangenen Messwertfolge festzustellen.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest der Überprüfungsschritt b) durchgeführt wird.
Generell kann im Rahmen der Erfindung, was die konkrete Gestaltung der Sensorik zur Aufnahme der besagten Messwerte anbelangt, vorteilhaft auf den gesamten Stand der Technik aus dem Bereich so genannter Drehwinkelcodierer oder dergleichen zurückgegriffen werden. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Messwerte einen Zählerstand eines Zählers angeben, mittels welchem ein Vorbeilaufen von drehfest bezüglich des betreffenden Fahrzeugrades angeordneten Markierungen an einer drehfest bezüglich einer Fahrzeugkarosserie des Kraftfahrzeuges angeordneten Sensoreinheit gezählt wird (vgl. z. B. DE 10 2009 059 788 B1 ).
Bei dem Zähler kann es sich z. B. um einen zyklischen Zähler handeln, dessen Zählbereich bzw. maximaler Zählerstand so groß ausgelegt ist, dass im Falle eines Zählerüberlaufes (bei dem der Zählerstand wieder zurück auf den minimal möglichen Zählerstand springt) die benötigte "Differenz zwischen aufeinanderfolgenden Messwerten" korrekt (mit Berücksichtigung des Zählerüberlaufes) in allen denkbaren Betriebssituationen ermittelt werden kann. Alternativ kommt in Betracht, den maximalen Zählerstand sogar so groß auszulegen, dass dieser maximale Zählerstand, z. B. auf Grund einer jeweils beschränkten Dauer des Ermittlungsverfahrens, betriebsmäßig nicht erreicht wird.
Eine bei der Sensorik verwendete Sensoreinheit kann insbesondere z. B. ein Magnetfeld-Sensor (z. B. Hallsensor) sein. In diesem Fall sind z. B. an einer "Codierscheibe" angeordnete "magnetische Markierungen" vorzusehen. Alternativ kommen z. B. "optische Markierungen" (mit bestimmten Transmissions- oder Reflexionseigenschaften) in Betracht, die mit einer optisch arbeitenden Sensoreinheit detektiert werden.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass Werte der Drehwinkelgeschwindigkeit eines jeweiligen Fahrzeugrades basierend auf der Differenz zwischen aufeinander folgenden Messwerten unter Berücksichtigung der Differenz zwischen den Zeitpunkten der Aufnahme dieser Messwerte ermittelt werden.
Besonders einfach ist dies im Falle von winkeläquidistant angeordneten Markierungen. Unter Berücksichtigung der bekannten Anzahl von Markierungen über einen Vollkreis (360°) ist die Differenz zwischen zwei Messwerten ein Maß für den im Zeitraum zwischen den beiden zugehörigen Aufnahmezeitpunkten überstrichenen Drehwinkel des betreffenden Fahrzeugrades. Die Drehwinkelgeschwindigkeit ergibt sich dann durch Bildung des Quotienten aus diesem Drehwinkel und der Differenz zwischen den beiden Aufnahmezeitpunkten.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der im Überprüfungsschritt b) verwendete Wertebereich anhand eines für das Kraftfahrzeug betriebsmäßig zu erwartenden Bereichs der Fahrzeuggeschwindigkeit vorbestimmt wird.
Hierzu ein Beispiel: Falls der betriebsmäßig zu erwartende Bereich der Fahrzeuggeschwindigkeit [0 km/h, 250 km/h] ist, und weiter beispielhaft angenommen sei, dass der Umfang des betreffenden Fahrzeugrades 2 m beträgt und ein Drehwinkelcodierer der vorstehend bereits beschriebenen Art 96 Zählpulse ("Ticks") pro Radumdrehung liefert und die Sensordaten periodisch alle 20 ms aufgenommen werden, so lässt sich daraus in einfacher Weise ableiten, dass bei einem schlupffreien Abrollen des Fahrzeugrades die Differenz zwischen unmittelbar (im 20 ms-Abstand) aufeinanderfolgenden Messwerten im Bereich [0 Ticks, 67 Ticks] liegen muss. Dementsprechend kann in diesem Beispiel mit dem Überprüfungsschritt b) z. B. eine Unplausibilität festgestellt werden, wenn die besagte Differenz einen Wert größer 67 besitzt.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass bei der Vorbestimmung des Wertebereichs z. B. ein Bereich der Fahrzeuggeschwindigkeit zugrundegelegt wird, der um den Wert einer für den momentanen Fahrzustand (z. B. mittels GPS oder dergleichen) erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit herum angeordnet ist, z. B. ein Bereich mit einer vorbestimmten Maximalabweichung (z. B. +/–20%) von der erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit.
In einer Weiterbildung kann bei der vorgenannten Berücksichtigung einer erfassten tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit eine Korrektur des Wertebereichs zur Mitberücksichtigung eines etwaigen Schlupfes bei der Fahrzeugraddrehung vorgenommen werden.
In einer Ausführungsform wird zumindest der Überprüfungsschritt c) durchgeführt.
In einer Ausführungsform wird im Überprüfungsschritt c) die Differenz der zwei für unmittelbar aufeinanderfolgende der Zeitpunkte ermittelten Werte der Drehwinkelgeschwindigkeit überprüft.
Alternativ oder zusätzlich kann im Überprüfungsschritt c) auch wenigstens eine Differenz von zwei Werten der Drehwinkelgeschwindigkeit überprüft werden, die für nicht unmittelbar aufeinanderfolgende der Zeitpunkte ermittelt wurden.
In einer Ausführungsform wird der im Überprüfungsschritt c) verwendete Differenzwertebereich in Abhängigkeit von einer ermittelten momentanen Fahrzeugbeschleunigung bzw. Fahrzeugverzögerung vorbestimmt.
Dieser Weiterbildung liegt der Gedanke zugrunde, dass ein bestimmter Wert der momentanen Fahrzeugbeschleunigung bzw. Fahrzeugverzögerung (= negative Fahrzeugbeschleunigung) eine zumindest grobe Abschätzung der momentanen Drehwinkelbeschleunigung bzw. Drehwinkelverzögerung der Fahrzeugräder zulässt.
Unter der Annahme eines schlupffreien Abrollens der Fahrzeugräder ergibt sich ein unmittelbar proportionaler Zusammenhang. Jedoch kann auch hier bei der Vorbestimmung des Differenzwertebereichs eine Berücksichtigung von Radschlupf erfolgen, beispielweise unter Berücksichtigung geeigneter und für den tatsächlichen Fahrbetriebszustand ermittelter Betriebsparameter. Denkbar ist z. B. eine Abschätzung (und somit Mitberücksichtigung) des Radschlupfes basierend auf momentanen Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Fahrzeugbeschleunigung bzw. -verzögerung und/oder Antriebs- bzw. Verzögerungsleistung (letzeres z. B. aus Fahr/Bremspedalstellung(en)).
In einer Ausführungsform werden wenigstens zwei der genannten Überprüfungsschritte a), b) und c) durchgeführt.
In einer Ausführungsform werden sämtliche Überprüfungsschritte a), b) und c) durchgeführt.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung im Falle der Feststellung einer Unplausibilität die betreffenden Drehwinkelgeschwindigkeiten bzw. Drehwinkelpositionen zwar ermittelt und ausgibt, dieser Ausgabe jedoch zusätzlich eine die Unplausibilität anzeigende Information beifügt. Alternativ oder zusätzlich kann die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet sein, im Fall einer Unplausibilität (bzw. zumindest in bestimmten Fällen einer Unplausibilität) den oder die betreffenden Werte von einer Weiterverarbeitung durch nachgeordnete Funktionalitäten (z. B. ABS, ESP, Verbaupositionlokalisierung etc.) auszuschließen.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass basierend auf dem Ergebnis der Plausibilisierung (und zumindest für bestimmte vorgegebene Plausibilisierungsergebnisse) fehlerkorrigierte Werte der Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen der Fahrzeugräder berechnet werden.
Falls beispielsweise der Überprüfungsschritt a) ergibt, dass ein Messwert in der von den Sensordaten beinhalteten Messwertfolge fehlt, so kann dieser Messwert durch eine Interpolation nachträglich generiert werden (als Ersatz für den fehlenden Messwert).
Die Interpolation stellt daher eine Möglichkeit zur Fehlerkorrektur dar. Dazu kann der fehlende Messwert z. B. durch einen (ggf. gewichteten) Mittelwert der beiden in der Messwertfolge unmittelbar benachbarten (und nicht fehlenden) Messwerte ersetzt werden.
Eine solche Interpolation ist prinzipiell auch dann möglich, wenn mehrere Messwerte aufeinanderfolgend fehlen. Allerdings sollten hierbei (etwas aufwendiger) nicht nur die der "Messwertlücke" unmittelbar benachbarten (und nicht fehlenden) Messwerte berücksichtigt werden, sondern bevorzugt mehrere (nicht fehlende) Messwerte vor der Lücke und/oder mehrere (nicht fehlende) Messwerte nach der Lücke. Die berücksichtigten Messwerte können hierbei als "Stützpunkte" einer Funktionsapproximation dienen, um sodann die fehlenden Messwerte mittels der approximierten Funktion zu berechnen.
Bei mehreren aufeinanderfolgend fehlenden Messwerten ist es jedoch zweckmäßig, bei Erreichen einer vorbestimmten Maximalanzahl fehlender Messwerte anstatt einer Interpolation eine andere Maßnahme vorzusehen, beispielsweise einen Abbruch des Ermittlungsverfahrens (z. B. mit anschließendem Neubeginn), oder eine Resynchronisierung eines mit den Messwerten versorgten Lokalisierungsverfahrens.
Falls der Überprüfungsschritt b) ergibt, dass ein ermittelter Wert der Drehwinkelgeschwindigkeit unplausibel ist (da außerhalb des vorbestimmten Wertebereichs liegend), so kann ebenfalls z. B. eine Fehlerkorrektur durchgeführt werden, indem dieser Wert verworfen und durch einen interpolierten Wert ersetzt wird. Auch bei mehreren aufeinanderfolgend unplausiblen Werten kann eine Interpolation durchgeführt werden (z. B. wie vorstehend bereits erläutert). Zweckmäßig ist jedoch eine andere Maßnahme, wie z. B. der bereits erwähnte Abbruch des Ermittlungsverfahrens, wenn die Anzahl aufeinanderfolgend unplausibler Werte eine vorbestimmte Maximalanzahl erreicht.
Falls im Überprüfungsschritt c) eine ermittelte Differenz der Drehwinkelgeschwindigkeiten als unplausibel (außerhalb des vorbestimmten Differenzwertebereichs liegend) festgestellt wird, so kann ebenfalls z. B. eine Fehlerkorrektur durchgeführt werden, indem wenigstens ein entsprechender Messwert verworfen und durch einen interpolierten Wert ersetzt wird. Auch bei mehreren aufeinanderfolgend unplausiblen Differenzen kann eine Interpolation durchgeführt werden. Zweckmäßig ist jedoch eine andere Maßnahme, wie z. B. der bereits erwähnte Abbruch des Ermittlungsverfahrens, wenn die Anzahl aufeinanderfolgend unplausibler Differenzen eine vorbestimmte Maximalanzahl erreicht.
Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Lokalisieren der Verbaupositionen von an Fahrzeugrädern eines Kraftfahrzeuges angeordneten Radeinheiten vorgesehen.
Bei den Radeinheiten kann es sich insbesondere z. B. um elektronische Sensormodule, z. B. zur Realisierung eines TPMS ("tire pressure monitoring system") handeln, die an den Reifen der Fahrzeugräder verbaut sind. Insbesondere können solche Radeinheiten z. B. auswechselbar an der Innenseite der Reifenlauffläche angeordnet sein.
Das erfindungsgemäße Lokalisierungsverfahren umfasst ein Analysieren einer Korrelation von Werten der Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen der Fahrzeugräder, die einerseits "fahrzeugseitig" mittels eines Ermittlungsverfahrens der hier beschriebenen Art ermittelt wurden, und andererseits "radseitig" unter Verwendung der an den Fahrzeugrädern angeordneten Radeinheiten ermittelt wurden, um eine Zuordnung zwischen den Verbaupositionen der Fahrzeugräder und den Radeinheiten durchzuführen.
Auf Grund der verbesserten Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit des mittels der "fahrzeugseitigen" Sensoren durchgeführten Ermittlungsverfahrens wird vorteilhaft auch die Zuverlässigkeit und Leitungsfähigkeit des Lokalisierungsverfahrens verbessert.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Ermitteln von Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen von Fahrzeugrädern eines Kraftfahrzeuges vorgesehen, umfassend

– Sensoren, die jeweils einem der Fahrzeugräder zugeordnet sind, um jeweils Sensordaten bereitzustellen, die jeweils eine zeitliche Folge von zu bestimmten Zeitpunkten aufgenommenen, von der Drehwinkelposition und/oder der Drehwinkelgeschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugrades abhängige Messwerte beinhalten, und
– eine Auswerteeinrichtung, die mit Mitteln zum Empfangen der Sensordaten von den Sensoren ausgestattet ist, um durch eine Auswertung der Sensordaten die Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen der Fahrzeugräder zu ermitteln,

dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, beim Auswerten eine Plausibilisierung anhand wenigstens eines der folgenden Überprüfungsschritte durchzuführen:

Mit einer derartigen Ermittlungsvorrichtung lässt sich vorteilhafterweise das oben bereits beschriebene Ermittlungsverfahren durchführen.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Lokalisieren der Verbaupositionen von an Fahrzeugrädern eines Kraftfahrzeuges angeordneten Radeinheiten vorgesehen, umfassend

– eine Ermittlungsvorrichtung der hier beschriebenen Art, um ("fahrzeugseitige") Werte der Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen der Fahrzeugräder zu ermitteln,
– die Radeinheiten, die jeweils an einem der Fahrzeugräder angeordnet sind und jeweils einen Sensor aufweisen, um weitere Sensordaten beinhaltend ("radseitige") Messwerte bereitzustellen, die von der Drehwinkelposition und/oder Drehwinkelgeschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugrades abhängig sind,
– eine Analyseeinrichtung zum Analysieren einer Korrelation von Werten der Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen der Fahrzeugräder, die einerseits mittels der Ermittlungsvorrichtung und andererseits aus den mittels der Radeinheiten bereitgestellten weiteren Sensordaten ermittelt wurden.

Mit einer derartigen Lokalisierungsvorrichtung lässt sich vorteilhafterweise das oben bereits beschriebene Lokalisierungsverfahren durchführen.
Insbesondere die bereits erwähnte Auswerteeinrichtung kann eine Systemkomponente darstellen, die gemeinsam genutzt sowohl Teil der Ermittlungsvorrichtung als auch Teil der Lokalisierungsvorrichtung ist.
Die weiter oben für das erfindungsgemäße Ermittlungsverfahren und für das erfindungsgemäße Lokalisierungsverfahren beschriebenen besonderen Ausführungsformen und Weiterbildungen können, einzeln oder in beliebiger Kombination, in analoger Weise auch als besondere Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Ermittlungsvorrichtung bzw. der erfindungsgemäßen Lokalisierungsvorrichtung vorgesehen werden.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen, umfassend einen Programmcode, der auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt ein Ermittlungsverfahren und/oder ein Lokalisierungsverfahren der hier beschriebenen Art durchführt. Ein derartiges Computerprogrammprodukt kann insbesondere zur Programmierung bzw. zur Ablaufsteuerung der erfindungsgemäß vorgesehenen Auswerteeinrichtung eingesetzt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben. Es stellen dar:
1 eine schematische Draufsicht eines Kraftfahrzeuges, ausgestattet mit einem System zum Ermitteln von Drehwinkelgeschwindigkeiten von Fahrzeugrädern und zum Lokalisieren der Verbaupositionen von an den Fahrzeugrädern verbauten elektronischen Radeinheiten,
2 eine perspektivische Ansicht eines in dem System von 1 verwendeten Drehzahlsensors,
3 einen beispielhaften zeitlichen Verlauf eines von dem Drehzahlsensor von 2 erzeugten Sensorsignals im Falle einer konstanten Drehwinkelgeschwindigkeit,
4 einen beispielhaften zeitlichen Verlauf eines von dem Drehzahlsensor von 2 erzeugten Sensorsignals im Falle einer variierenden Drehwinkelgeschwindigkeit,
5 ein Ablaufdiagramm eines mittels des Systems von 1 durchgeführten Verfahrens zum Lokalisieren der Verbaupositionen der Radeinheiten, und
6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Plausibilisieren von Sensordaten im Rahmen eines Ermittlungs- und Lokalisierungsverfahrens.
1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 1 mit luftbereiften Fahrzeugrädern. Im dargestellten Beispiel handelt es sich z. B. um einen PKW, bei welchem vier Fahrzeugräder W1 bis W4 in etwa an den Ecken eines (gedachten) Rechteckes angeordnet sind.
Bei dem Fahrzeug 1 sind eine oder mehrere Fahrassistenzfunktionalitäten wie ABS, ESP, automatische Einparkhilfe etc. vorgesehen, welche es bekanntermaßen erfordern, dass die Drehwinkelgeschwindigkeiten der einzelnen Fahrzeugräder W1, W2, W3 und W4 zur Steuerung dieser Fahrassistenzsysteme ermittelt werden.
Zu diesem Zweck sind fahrzeugseitige (d. h. stationär bezüglich einer Karosserie des Fahrzeuges 1 angeordnete) Drehzahlsensoren 10-1 bis 10-4 vorgesehen.
Des Weiteren ist bei dem Fahrzeug 1 ein Reifendruckkontrollsystem, oftmals als TPMS ("tire pressure monitoring system") bezeichnet, realisiert, mittels welchem für die einzelnen Fahrzeugräder W1, W2, W3 und W4 der jeweilige Reifendruck überwacht wird.
Das TPMS umfasst hierfür radseitige (d. h. an oder in den Rädern angeordnete) elektronische Radeinheiten 12-1 bis 12-4 beinhaltend radseitige Sensoren zur Messung des jeweiligen Reifendruckes und Sender zur Funkübertragung von damit gewonnenen Daten R1 bis R4 zur Fahrzeugelektronik. Hierfür ist im dargestellten Beispiel fahrzeugseitig eine Funk-Empfangseinheit 40 vorgesehen, welche die Daten R1 bis R4 empfängt und an eine zentrale Auswerteeinrichtung 20 weiterleitet.
Im Hinblick auf einen etwaigen Austausch bzw. eine Ummontage der Fahrzeugräder W1 bis W4 oder der Reifen (welche im dargestellten Beispiel mit den elektronischen Radeinheiten 12-1 bis 12-4 versehen sind) ist eine von Zeit zu Zeit initiierte Lokalisierung der Verbaupositionen der Radeinheiten 12-1 bis 12-4 vorgesehen, um die von den Radeinheiten 12-1 bis 12-4 empfangenen Daten R1 bis R4 den einzelnen Fahrzeugrädern W1 bis W4 bzw. deren Verbaupositionen (hier: vorne links, vorne rechts, hinten links, hinten rechts) zuordnen zu können.
Das hierfür verwendete Lokalisierungsverfahren beruht auf einer Analyse einer Korrelation von Werten der Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen der Fahrzeugräder W1 bis W4, die einerseits unter Verwendung der "fahrzeugseitigen" Drehzahlsensoren 10-1 bis 10-4 ermittelt wurden, und andererseits unter Verwendung der "radseitigen" Radeinheiten 12-1 bis 12-4 ermittelt wurden, um eine Zuordnung zwischen den Verbaupositionen der Fahrzeugräder W1 bis W4 und den Radeinheiten 12-1 bis 12-4 durchzuführen.
Zu diesem Zweck beinhalten die von den Radeinheiten 12-1 bis 12-4 gesendeten Daten R1 bis R4 neben der Information über den jeweiligen Reifendruck (und ggf. weiterer Radbetriebsparameter) insbesondere auch einen Identifikationscode der jeweiligen Radeinheit, sowie Informationen bzw. Messwerte, aus denen sich die benötigten Werte der Drehwinkelgeschwindigkeit bzw. Drehwinkelposition ableiten lassen (oder Messwerte, welche bereits die Drehwinkelgeschwindigkeit bzw. Drehwinkelposition angeben). Hierfür können die Radeinheiten z. B. jeweils mit einem Verformungs- und/oder Beschleunigungssensor ausgestattet sein (Geeignete Sensoren sind z. B. aus dem Gebiet der "Reifenlatschmessung" bekannt).
Das der Lokalisierung der Verbaupositionen zugrundeliegende Funktionsprinzip ist insofern das gleiche wie in den bereits genannten Veröffentlichungen DE 10 2009 059 788 B1 und WO 2014/044355 A1 beschrieben.
Vor diesem Hintergrund ist klar, dass eine Verbesserung der Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Ermittlung von Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen der Fahrzeugräder W1 bis W4 mittels der fahrzeugseitigen Sensorik (hier: Sensoren 10-1 bis 10-4) nicht nur die Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit der Fahrassistenzsysteme zu verbessern vermag, sondern insbesondere auch zur Verbesserung der Zuverlässigkeit und Qualität der besagten Verbaupositionlokalisierung von Nutzen ist. Zu bedenken ist hierbei, dass die von den Drehzahlsensoren 10-1 bis 10-4 aufgenommenen Messsignale grundsätzlich unvermeidlichen Störungen unterworfen sind, welche zu einer entsprechenden Signalverfälschung (z. B. "Jitter", Rauschen etc.) führen können.
Das bei dem Fahrzeug 1 implementierte elektronische System, dessen Aufbau und Funktion nachfolgend detaillierter beschrieben wird, verringert dieses Problem auf Basis von nachfolgend ebenfalls detaillierter beschriebenen Plausibilitätsüberprüfungen im Hinblick auf die fahrzeugseitig mittels der Sensoren 10-1 bis 10-4 gewonnenen Sensordaten.
2 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines solchen Drehzahlsensors 10, entsprechend dem Aufbau jedes der vier Sensoren 10-1 bis 10-4.
Der Drehzahlsensor 10 umfasst eine drehfest bezüglich des betreffenden Fahrzeugrades W1, W2, W3 bzw. W4 angeordnete (Drehwinkel-)Codierscheibe 14, die z. B. drehfest mit der Drehachse des jeweiligen Fahrzeugrades verbunden ist.
Die Scheibe 14 weist im dargestellten Beispiel winkeläquidistant angeordnete Markierungen 16 auf, deren Vorbeilaufen an einer fahrzeugseitig angeordneten Sensoreinheit 18 detektiert wird.
Im dargestellten Beispiel handelt es sich um magnetische Markierungen 16 mit alternierender Magnetisierung, so dass dieses Vorbeilaufen durch die hier als Hallsensor ausgebildete Sensoreinheit 18 detektiert werden kann.
Heutige derartige Codierscheiben weisen z. B. oftmals 48 derartige Markierungen auf, so dass pro Umdrehung des Rades – entsprechend der Anzahl von Übergängen zwischen verschieden magnetisierten Markierungen – 96 Impulse, nachfolgend auch als "Ticks" bezeichnet, in einem Sensorsignal erfasst werden.
Die 3 und 4 veranschaulichen jeweils beispielhaft ein Ausgangssignal s der Sensoreinheit 18 im Falle einer konstanten Drehwinkelgeschwindigkeit (3) und im Falle einer variablen Drehwinkelgeschwindigkeit (4).
Das Ausgangssignal s stellt sich hier als nacheinander auftretende Rechteckpulse konstanter Amplitude dar. Im Falle einer größer werden Drehwinkelgeschwindigkeit werden die Pulse schmäler und im Falle von geringerer Drehwinkelgeschwindigkeit werden die Pulse breiter.
Drehzahlsensoren dieser Art haben in der Regel keine definierte Nullstellung, so dass eine absolute Winkelstellung nicht angegeben werden kann. Daher kann z. B. zu einem bestimmten Zeitpunkt, z. B. beim Einschalten der Zündung des Fahrzeuges eine Markierung bzw. Markierungsübergang als Referenzpunkt oder Nullpunkt definiert werden. Bezogen auf diese Drehwinkelposition können dann die folgenden Drehwinkel basierend auf einer Zählung der nachfolgend durchlaufenen Signalflanken berechnet werden. Beim Zählen der Flanken ist die Bewegungsrichtung des Rades (vorwärts, rückwärts) zu beachten. Die Bewegungsrichtung kann z. B. durch die Auswertung aller vier Drehzahlsignale s bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Bewegungsrichtung auch unter Heranziehen zusätzlicher gemessener Größen, z. B. der Fahrzeugbeschleunigung, Gierrate etc. bestimmt oder plausibilisiert werden. Auch die Kenntnis des vom Fahrer oder der Fahrautomatik eingelegten Getriebeganges kann hierzu ausgewertet werden. Schließlich ist es auch möglich, spezielle Raddrehzahlsensoren zu verwenden, die von vornherein eine Information über die Bewegungsrichtung bereitstellen.
Im Rahmen des Ausführungsbeispiels ist wesentlich, dass mittels der fahrzeugseitigen Sensoren 10-1 bis 10-4 (hier jeweils aufgebaut wie in 2 gezeigt) Sensordaten D1 bis D4 bereitgestellt werden, welche jeweils eine zeitliche Folge von zu bestimmten Zeitpunkten aufgenommenen, von der Drehwinkelposition und/oder der Drehwinkelgeschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugrades W1, W2, W3 bzw. W4 abhängige Messwerte beinhalten.
Die von jedem der Sensoren 10-1 bis 10-4 aufgenommenen Messwerte stellen im einfachsten Fall die zu den vorbestimmten Aufnahmezeitpunkten aufgenommenen Zählerstände eines im betreffenden Sensor integrierten Zählers ("Tick Counter") dar, mittels welchem die an der Sensoreinheit 18 vorbeilaufenden Übergänge zwischen den Markierungen 16 gezählt werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel besitzen die Zeitpunkte der Aufnahme dieser Messwerte eine vorgegebene Periodizität. Eine typische Periodendauer für die Aufnahme und Übermittlung von Messwerten in den Sensordaten D1 bis D4 beträgt etwa 10 ms bis 20 ms.
Die Sensordaten D1 bis D4 werden (als "Botschaften") über ein digitales Bussystem 30 (z. B. LIN-Bus) an eine zentrale Auswerteeinrichtung 20 übertragen, welche in programmgesteuerter Weise die Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen der einzelnen Fahrzeugräder W1 bis W4 ermittelt und hierbei einer weiteren Auswertung unterzieht.
Die Auswerteeinrichtung 20 umfasst hierfür eine Recheneinheit 22 und eine digitale Speichereinheit 24.
Beim Auswerten der Sensordaten D1 bis D4 wird eine Plausibilisierung anhand der folgenden Überprüfungsschritte bzw. -kriterien durchgeführt:

a) Überprüfung, ob die von den empfangenen Sensordaten D1 bis D4 beinhaltete Folge von Messwerten vollständig ist,
b) Überprüfung, ob ein aus den empfangenen Sensordaten D1 bis D4 ermittelter Wert der Drehwinkelgeschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs liegt,
c) Überprüfung, ob eine aus den empfangenen Sensordaten D1 bis D4 ermittelte Differenz der für zwei (insbesondere z. B. unmittelbar) aufeinanderfolgende der Zeitpunkte ermittelten Werte der Drehwinkelgeschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten Differenzwertebereichs liegt.

Jeder dieser Überprüfungsschritte trägt vorteilhaft dazu bei, eine zusätzliche Plausibilisierungsinformation zu gewinnen, die insbesondere zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit des besagten Lokalisierungsverfahrens nutzbar ist.
Eine bevorzugte Verwendung des Lokalisierungsverfahrens bzw. der hierfür ausgebildeten Lokalisierungsvorrichtung ist die Lokalisierung von Verbaupositionen (hier: vorne links, vorne rechts, hinten links, hinten rechts) von elektronischen Radeinheiten (hier: 12-1 bis 12-4), die zur Realisierung eines TPMS (und ggf. zur Überwachung bzw. Erfassung weiterer Radbetriebsparameter wie z. B. Temperatur, Reifenlatsch etc.) jeweils an einem von mehreren Fahrzeugrädern (hier: W1 bis W4) angeordnet sind.
Soweit die fahrzeugseitig bereitgestellten Sensordaten D1 bis D4 z. B. direkt einem ABS und/oder einem ESP zur Verfügung gestellt werden und ein unmittelbares Abzweigen dieser Daten für andere Fahrzeugsysteme, wie etwa der Lokalisierungsvorrichtung und/oder einer automatischen Einparkhilfe nicht erwünscht oder aus sicherheitstechnischen Gründen nicht erlaubt ist, so kann die Bereitstellung dieser Sensordaten D1 bis D4 im Rahmen der Erfindung gegebenenfalls auch nach einer Vorverarbeitung der unmittelbar erzeugten Signale (hier: Signale s) durch das ABS bzw. ESP erfolgen (Derartige Systeme können die vorverarbeiteten Daten z. B. auf das digitale Bussystem einkoppeln).
5 zeigt wesentliche Schritte eines Lokalisierungsverfahrens. In einem Schritt S1 werden die mittels der fahrzeugseitigen Sensoren 10-1 bis 10-4 erzeugten Sensordaten D1 bis D4 bereitgestellt. In einem Schritt S2 werden die mittels der radseitigen Sensoren (in den Radeinheiten 12-1 bis 12-4) erzeugten Sensordaten R1 bis R4 bereitgestellt. In einem Schritt S3 werden sämtliche Sensordaten D1 bis D4 und R1 bis R4 ausgewertet, bevorzugt in einer hierfür gemeinsam genutzten Auswerteeinrichtung (hier: Auswerteeinrichtung 20). In einem Schritt S4, der auch als ein finaler Schritt der Auswertung angesehen werden kann, erfolgt die Zuordnung zwischen den (anhand ihres jeweiligen Identifikationscodes zu identifizierenden) Radeinheiten 12-1 bis 12-4 und den Verbaupositionen (hier: vorne links, vorne rechts, hinten links, hinten rechts) der Fahrzeugräder W1 bis W4.
Was die konkrete Ausgestaltung der Schritte S3 und S4 anbelangt, so kann hierfür vorteilhaft auf Stand der Technik zurückgegriffen werden, wie dieser z. B. in den eingangs erwähnten Veröffentlichungen DE 10 2009 059 788 B1 und WO 2014/044355 A1 beschrieben ist.
Insbesondere kann somit im Schritt S3 ein Analysieren der Korrelation zwischen den fahrzeugseitig aufgenommenen Messwerten und den radseitig aufgenommenen Messwerten erfolgen, um im Schritt S4 z. B. durch ein geeignetes statistisches Verfahren die Zuordnung vorzunehmen.
Bei dem statischen Verfahren kann insbesondere vorgesehen sein, dass für jede Radeinheit 12-1 bis 12-4 die aus den radseitig aufgenommenen Messwerten ermittelten Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen ("Lokalisierungsparameter") verglichen werden mit den aus den fahrzeugseitig aufgenommenen Messwerten ermittelten Drehwinkelgeschwindigkeiten bzw. Drehwinkelpositionen (bzw. Lokalisierungsparametern), und die Korrelation zwischen diesen ermittelten Größen gemäß einer statistischen Methode ausgewertet wird, um eine "Korrespondenz" zwischen jeweiligen Radeinheiten und jeweiligen Verbaupositionen zu ermitteln und als Grundlage für die letztendliche Zuordnung zu verwenden.
Alternativ oder zusätzlich kann bei dem statischen Verfahren vorgesehen sein, dass für jede der Verbaupositionen (vorne links, vorne rechts, hinten links, hinten rechts) die aus den fahrzeugseitig aufgenommenen Messwerten ermittelten Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen (bzw. "Lokalisierungsparameter") verglichen werden mit den aus den radseitig aufgenommenen Messwerten ermittelten Drehwinkelgeschwindigkeiten bzw. Drehwinkelpositionen (bzw. Lokalisierungsparametern), und die Korrelation zwischen diesen ermittelten Größen gemäß einer statistischen Methode ausgewertet wird, um eine "Korrespondenz" zwischen jeweiligen Verbaupositionen und jeweiligen Radeinheiten zu ermitteln und als Grundlage für die letztendliche Zuordnung zu verwenden.
Insofern kann z. B. für jede Radeinheit 12-1 bis 12-4 jeweils eine "bevorzugte Verbauposition" ermittelt werden und/oder für jede Verbauposition jeweils eine "bevorzugte Radeinheit 12-1, 12-2, 12-3 oder 12-4" ermittelt werden.
Als "bevorzugte" Radeinheit bzw. Verbauposition kann hierbei insbesondere z. B. diejenige angesehen werden, bei der die zugehörigen Messwerte mit der geringsten Verteilungsbreite (mathematisch: "Varianz") um die entsprechenden Messwerte für die betrachtete Verbauposition bzw. Radeinheit herum verteilt sind.
6 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Plausibilisieren der Sensordaten D1 bis D4 im Rahmen eines von dem System des Fahrzeuges 1 durchgeführten Ermittlungs- und Lokalisierungsverfahrens.
Die Verarbeitung der einzelnen Sensordaten D1, D2, D3 bzw. D4 beginnt jeweils mit einem Schritt S1, der für jeden mittels der Sensordaten von der Auswerteeinrichtung 20 empfangenen Messwert "TC" durchgeführt wird. Bei einem solchen Messwert TC handelt es sich im dargestellten Beispiel um einen Zählerstand eines Zählers ("Tick Counter"), welcher die an der betreffenden Sensoreinheit 18 (vgl. z. B. 2) vorbeilaufenden Markierungsübergänge des fahrzeugseitigen Drehwinkelcodierers zählt.
In einem Schritt S2 wird eine Differenz ∆TC zwischen einem aktuell eingelesenen Messwert TC und einem unmittelbar zuvor eingelesenen Messwert TC gebildet.
Des Weiteren wird in einem Schritt S3 überprüft, ob in der empfangenen Folge von Messwerten ein Messwert TC fehlt (Methoden hierfür wurden weiter oben bereits beschrieben).
Falls ein TC fehlt, so wird in einem Schritt S4 der Wert eines hierfür vorgesehenen "Sequenzzählers" SC inkrementiert.
In einem Schritt S5 wird sodann geprüft, ob der Wert SC kleiner oder gleich oder größer als ein vorbestimmter (z. B. fest vorgegebener) Maximalwert Max_Val ist. Der Maximalwert Max_Val kann z. B. 10 betragen.
Im Fall SC < Max_Val wird in einem Schritt S6 eine Interpolation durchgeführt, bei welcher das fehlende TC gewissermaßen durch ein durch Interpolation berechnetes TC ersetzt wird (Methoden hierfür wurden weiter oben bereits beschrieben).
Im Fall SC = Max_Val erfolgt in einem Schritt S7 eine "Resynchronisierung" des Lokalisierungsverfahrens (Hierbei wird die Ermittlung der Drehwinkelgeschwindigkeiten bzw. -positionen zwar fortgesetzt, das für die Lokalisierung der Verbaupositionen eingesetzte statistische Verfahren jedoch "neu begonnen").
Im Fall SC > Max_Val wird in einem Schritt S8 das Lokalisierungsverfahren abgebrochen (einschließlich der Ermittlung der Drehwinkelgeschwindigkeiten bzw. -positionen), und zu einem späteren Zeitpunkt wieder initiiert. Die Verarbeitung wird sodann mit einem Schritt S9 beendet.
Falls der Überprüfungsschritt S3 ergibt, dass kein Messwert TC fehlt (also der aktuell eingelesene Messwert TC plausiblerweise der dem unmittelbar zuvor eingelesenen Messwert TC folgende ist), so wird in einem Schritt S10 der Sequenzzähler SC zurückgesetzt (z. B. auf den Wert 0).
Sodann wird in einem Schritt S11 überprüft, ob die ermittelte Drehwinkelgeschwindigkeit (proportional zu ∆TC) gültig ist oder nicht. Eine Ungültigkeit wird insbesondere dann angenommen, wenn die Drehwinkelgeschwindigkeit nicht innerhalb eines hierfür vorbestimmten Wertebereichs liegt (Geeignete Methoden zur Vorbestimmung des Wertebereichs wurden weiter oben bereits beschrieben), oder z. B. dies durch ein entsprechendes Gültigkeitskennzeichen in den empfangenen Daten angezeigt wird.
Falls ∆TC gültig ist, so wird in einem Schritt S12 überprüft, ob eine Differenz ∆∆TC der für zwei aufeinanderfolgende der Aufnahmezeitpunkte ermittelten Werte der Drehwinkelgeschwindigkeit (proportional zur Differenz aufeinanderfolgender ∆TC) ungültig ist oder nicht.
Im Schritt S12 wird eine Ungültigkeit insbesondere dann angenommen, wenn die ermittelte Differenz ∆∆TC außerhalb eines hierfür vorbestimmten Differenzwertebereichs liegt (Geeignete Methoden zur Vorbestimmung des Differenzwertebereichs wurden weiter oben bereits beschrieben).
Falls sowohl im Schritt S11 als auch im Schritt S12 eine Gültigkeit der Werte von ∆TC bzw. ∆∆TC festgestellt wird, so endet die Verarbeitung mit dem Schritt S9.
Falls jedoch entweder im Schritt S11 oder im Schritt S12 eine Ungültigkeit festgestellt wird, so schreitet die Verarbeitung zu einem Schritt S13, in welchem der Wert eines "Gültigkeitszählers" VC inkrementiert wird.
Daraufhin wird in einem Schritt S14 überprüft, ob dieser Wert VC größer ist als ein hierfür vorbestimmter (z. B. fest vorgegebener) Maximalwert Res_Val. Der Maximalwert Res_Val kann z. B. 3 betragen.
Falls der Zählerstand VC nicht größer als der Maximalwert Res_Val ist, so schreitet die Verarbeitung zum Schritt S4.
Falls jedoch VC größer als Res_Val ist, so schreitet die Verarbeitung zum Schritt S8 (Abbruch der Lokalisierung) und die Verarbeitung wird mit dem Schritt S9 beendet.
Vereinfacht ausgedrückt wird mit dem in 6 dargestellten Ablauf vorteilhaft gewährleistet, dass bei nur vereinzelt (nicht allzu häufig unmittelbar hintereinander) fehlenden Messwerten bzw. unplausiblen daraus berechneten Drehwinkelgeschwindigkeiten bzw. Drehwinkelgeschwindigkeitsänderungen eine Fehlerkorrektur (hier mittels Interpolation) vorgenommen wird. Lediglich im Falle von zu häufig aufeinanderfolgend fehlenden bzw. ungültigen/unplausiblen Ermittlungsergebnissen erfolgt eine Resynchronisierung bzw. ein Abbruch des Lokalisierungsverfahrens.
Eine Besonderheit dieses beispielhaften Ablaufes besteht darin, dass im Falle einer eine bestimmte Maximalanzahl (Res_Val) überschreitende Anzahl von unmittelbar aufeinanderfolgenden ungültigen Werten der Drehwinkelgeschwindigkeit oder Drehwinkelgeschwindigkeitsdifferenz diejenige "Toleranzschwelle" (implementiert durch den Sequenzzähler SC bzw. dessen Schwellwert Max_Val) verringert wird, welche die Maximalanzahl der durch eine Fehlerkorrektur (Interpolation) "überbrückbarer" fehlender Messwerte TC definiert.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
W1 bis W4: Fahrzeugräder
10-1 bis 10-4: Drehzahlsensoren
TC: Drehzahlsensor-Zählerstand
∆TC: Differenz aufeinanderfolgender Zählerstände
∆∆TC: Differenz aufeinanderfolgender Zählerstanddifferenzen
D1 bis D4: Sensordaten der Drehzahlsensoren
12-1 bis 12-4: elektronische Radeinheiten
14: Codierscheibe
16: Markierungen
18: Sensoreinheit
R1 bis R4: Sensordaten der elektronischen Radeinheiten
20: Auswerteeinrichtung
22: Recheneinheit
24: Speichereinheit
30: digitales Bussystem
40: Empfangseinheit

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 102009059788 B1 [0002, 0005, 0011, 0028, 0080, 0101]
WO 2014/044355 A1 [0002, 0011, 0080, 0101]
DE 102009059788 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Ermitteln von Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen von Fahrzeugrädern (W1–W4) eines Kraftfahrzeuges (1), umfassend – Bereitstellen von Sensordaten (D1–D4) mittels Sensoren (10-1 bis 10-4), die jeweils einem der Fahrzeugräder (W1–W4) zugeordnet sind, wobei die Sensordaten (D1–D4) jeweils eine zeitliche Folge von zu bestimmten Zeitpunkten aufgenommenen, von der Drehwinkelposition und/oder der Drehwinkelgeschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugrades (W1, W2, W3 bzw. W4) abhängige Messwerte (TC) beinhalten, und – Auswerten der Sensordaten (D1–D4) mittels einer Auswerteeinrichtung (20), die mit Mitteln (30) zum Empfangen der Sensordaten (D1–D4) von den Sensoren (10-1 bis 10-4) ausgestattet ist, um die Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen der Fahrzeugräder (W1–W4) zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass beim Auswerten eine Plausibilisierung anhand wenigstens eines der folgenden Überprüfungsschritte durchgeführt wird: a) Überprüfung, ob die von den empfangenen Sensordaten (D1–D4) beinhaltete Folge von Messwerten (TC) vollständig ist, b) Überprüfung, ob ein aus den empfangenen Sensordaten (D1–D4) ermittelter Wert der Drehwinkelgeschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs liegt, c) Überprüfung, ob eine aus den empfangenen Sensordaten (D1–D4) ermittelte Differenz der für zwei aufeinanderfolgende der Zeitpunkte ermittelten Werte der Drehwinkelgeschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten Differenzwertebereichs liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zeitpunkte der Aufnahme der Messwerte (TC) eine vorgegebene Periodizität besitzen.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei im Überprüfungsschritt a) bestimmt wird, ob eine anhand der empfangenen Sensordaten (D1–D4) bestimmte zeitliche Differenz zwischen den Zeitpunkten der Aufnahme aufeinanderfolgender Messwerte (TC) kompatibel zu der vorgegebenen Periodizität ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sensordaten (D1–D4) von den Sensoren (10-1 bis 10-4) über ein digitales Bussystem (30) zur Auswerteeinrichtung (20) übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Sensordaten (D1–D4) ferner für die Zeitpunkte der Aufnahme der Messwerte (TC) charakteristische Zeitstempel beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei im Überprüfungsschritt a) ein gemäß eines Übertragungsprotokolls des digitalen Bussystems (30) von den Sensordaten (D1–D4) beinhaltetes Gültigkeitskennzeichen ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Messwerte (TC) einen Zählerstand eines Zählers angeben, mittels welchem ein Vorbeilaufen von drehfest bezüglich des betreffenden Fahrzeugrades (W1, W2, W3 bzw. W4) angeordneten Markierungen (16) an einer drehfest bezüglich einer Fahrzeugkarosserie des Kraftfahrzeuges (1) angeordneten Sensoreinheit (18) gezählt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei Werte der Drehwinkelgeschwindigkeit eines jeweiligen Fahrzeugrades (W1, W2, W3 bzw. W4) basierend auf der Differenz zwischen aufeinander folgenden Messwerten (TC) unter Berücksichtigung der Differenz zwischen den Zeitpunkten der Aufnahme dieser Messwerte (TC) ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der im Überprüfungsschritt b) verwendete Wertebereich anhand eines für das Kraftfahrzeug betriebsmäßig zu erwartenden Bereichs der Fahrzeuggeschwindigkeit vorbestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der im Überprüfungsschritt c) verwendete Differenzwertebereich in Abhängigkeit von einer ermittelten momentanen Fahrzeugbeschleunigung bzw. Fahrzeugverzögerung vorbestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei basierend auf dem Ergebnis der Plausibilisierung fehlerkorrigierte Werte der Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen der Fahrzeugräder (W1–W4) berechnet werden.
Verfahren zum Lokalisieren der Verbaupositionen von an Fahrzeugrädern (W1–W4) eines Kraftfahrzeuges (1) angeordneten Radeinheiten (12-1 bis 12-4), umfassend ein Analysieren einer Korrelation von Werten der Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen der Fahrzeugräder (W1–W4), die einerseits mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ermittelt wurden, und andererseits unter Verwendung der Radeinheiten (12-1 bis 12-4) ermittelt wurden, um eine Zuordnung zwischen den Verbaupositionen der Fahrzeugräder (W1–W4) und den Radeinheiten (12-1 bis 12-4) durchzuführen.
Vorrichtung zum Ermitteln von Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen von Fahrzeugrädern (W1–W4) eines Kraftfahrzeuges (1), umfassend – Sensoren (10-1 bis 10-4), die jeweils einem der Fahrzeugräder (W1–W4) zugeordnet sind, um jeweils Sensordaten (D1–D4) bereitzustellen, die jeweils eine zeitliche Folge von zu bestimmten Zeitpunkten aufgenommenen, von der Drehwinkelposition und/oder der Drehwinkelgeschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugrades (W1, W2, W3 bzw. W4) abhängige Messwerte (TC) beinhalten, und – eine Auswerteeinrichtung (20), die mit Mitteln (30) zum Empfangen der Sensordaten (D1–D4) von den Sensoren (10-1 bis 10-4) ausgestattet ist, um durch eine Auswertung der Sensordaten (D1–D4) die Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen der Fahrzeugräder (W1–W4) zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, beim Auswerten eine Plausibilisierung anhand wenigstens eines der folgenden Überprüfungsschritte durchzuführen: a) Überprüfung, ob die von den empfangenen Sensordaten (D1–D4) beinhaltete Folge von Messwerten (TC) vollständig ist, b) Überprüfung, ob ein aus den empfangenen Sensordaten (D1–D4) ermittelter Wert der Drehwinkelgeschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs liegt, c) Überprüfung, ob eine aus den empfangenen Sensordaten (D1–D4) ermittelte Differenz der für zwei aufeinanderfolgende der Zeitpunkte ermittelten Werte der Drehwinkelgeschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten Differenzwertebereichs liegt.
Vorrichtung zum Lokalisieren der Verbaupositionen von an Fahrzeugrädern (W1–W4) eines Kraftfahrzeuges (1) angeordneten Radeinheiten (12-1 bis 12-4), umfassend – eine Vorrichtung (10-1 bis 10-4, 20, 30) nach Anspruch 13, um Werte der Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen der Fahrzeugräder (W1–W4) zu ermitteln, – Radeinheiten (12-1 bis 12-4), die jeweils an einem der Fahrzeugräder (W1–W4) angeordnet sind und jeweils einen Sensor aufweisen, um weitere Sensordaten (R1–R4) beinhaltend Messwerte bereitzustellen, die von der Drehwinkelposition und/oder Drehwinkelgeschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugrades (W1, W2, W3 bzw. W4) abhängig sind, – eine Analyseeinrichtung (20) zum Analysieren einer Korrelation von Werten der Drehwinkelgeschwindigkeiten und/oder Drehwinkelpositionen der Fahrzeugräder (W1–W4), die einerseits mittels der Vorrichtung (10-1 bis 10-4, 20, 30) nach Anspruch 13 und andererseits aus den mittels der Radeinheiten (12-1 bis 12-4) bereitgestellten weiteren Sensordaten (R1–R4) ermittelt wurden.
Computerprogrammprodukt umfassend einen Programmcode, der auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchführt.