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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur eines mittels einer Drehzahl mindestens einer bewegten Komponente eines Antriebsstrangs und/oder Fahrwerks eines Fahrzeugs ermittelten ersten Geschwindigkeitswertes des Fahrzeugs nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik sind, wie in der
DE 10 2012 024 632 A1 beschrieben, ein Tachometer, ein Kalibrierverfahren dafür und ein damit ausgestattetes Fahrzeug bekannt. Der Tachometer hat einen eine Bewegung einer bewegten Komponente eines Antriebsstrangs oder Fahrwerks des Fahrzeugs erfassenden Sensor und eine Auswertungseinheit zum Ableiten eines ersten Geschwindigkeitsmesswerts aus der erfassten Bewegung unter Verwendung eines Algorithmus. Die Auswertungseinheit ist eingerichtet, den ersten Geschwindigkeitsmesswert auf das Vorliegen einer systematischen Diskrepanz zu einem zweiten Geschwindigkeitsmesswert zu überwachen und bei Vorliegen einer systematischen Diskrepanz an dem Algorithmus eine die Diskrepanz verringernde Korrektur vorzunehmen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Korrektur eines mittels einer Drehzahl mindestens einer bewegten Komponente eines Antriebsstrangs und/oder Fahrwerks eines Fahrzeugs ermittelten ersten Geschwindigkeitswertes des Fahrzeugs anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Korrektur eines mittels einer Drehzahl mindestens einer bewegten Komponente eines Antriebsstrangs und/oder Fahrwerks eines Fahrzeugs ermittelten ersten Geschwindigkeitswertes des Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In einem Verfahren zur Korrektur eines mittels einer Drehzahl mindestens einer bewegten Komponente eines Antriebsstrangs und/oder Fahrwerks eines Fahrzeugs ermittelten ersten Geschwindigkeitswertes des Fahrzeugs wird mittels eines globalen Navigationssatellitensystems ein zweiter Geschwindigkeitswert ermittelt.
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Erfindungsgemäß wird mittels eines Filters in einer vorgegebenen Konvergenzzeit aus einer Mehrzahl von Ermittlungsergebnissen des zweiten Geschwindigkeitswertes eine mittlere Abweichung des ersten Geschwindigkeitswerts vom zweiten Geschwindigkeitswert als ein Korrekturfaktor ermittelt, welcher zur Korrektur des ersten Geschwindigkeitswertes verwendet wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht insbesondere eine präzisere Geschwindigkeitsangabe in einem Tachometer des Fahrzeugs und/oder eine präzisere einer Geschwindigkeitsregelanlage und/oder einem Geschwindigkeitsbegrenzer und/oder anderen Systemen des Fahrzeugs zugrunde liegende Geschwindigkeit. Des Weiteren ermöglicht oder begünstigt das erfindungsgemäße Verfahren ein Erreichen von gesetzlichen und/oder regulatorischen Anforderungen und/oder Fahrzeugsicherheitstestanforderungen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 1, welches einen mit herkömmlichen Mitteln kalibrierten Tachometer 2 mit einer Basisgenauigkeit aufweist. Eine Geschwindigkeitsanzeige eines solchen Tachometers 2 basiert auf einem mittels einer Drehzahl mindestens einer bewegten Komponente 3 eines Antriebsstrangs und/oder Fahrwerks des Fahrzeugs 1 ermittelten ersten Geschwindigkeitswert des Fahrzeugs 1. Beispielsweise wird dieser erste Geschwindigkeitswert basierend auf gemessenen Raddrehzahlen und kodierten dynamischen Abrollumfängen eines fahrzeugspezifisch definierten Reifenszenarios ermittelt. Dabei wird des Weiteren von einem vom jeweiligen Hersteller empfohlenen Reifendruck ausgegangen.
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Im hier dargestellten schematisch stark vereinfachten Beispiel ist hierzu einem Rad des Fahrzeugs 1 als bewegter Komponente 3 eine Sensoreinheit 4 zur Ermittlung der jeweiligen Drehzahl des Rades zugeordnet. In einer Auswerteeinheit 5 wird aus dieser Drehzahl der erste Geschwindigkeitswert ermittelt und dem Tachometer 2 übermittelt.
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In anderen Ausführungsbeispielen können weitere solche Drehzahlsensoren vorgesehen sein, welche einem oder mehreren weiteren Rädern des Fahrzeugs 1 und/oder jeweils einer anderen bewegten Komponente 3 des Antriebstrangs und/oder Fahrwerks des Fahrzeugs 1 zugeordnet sind. Die Auswerteeinheit 5 kann beispielsweise im Tachometer 2 angeordnet sein oder eine separate Einheit sein oder beispielsweise ein Bestandteil eines Steuergeräts des Fahrzeugs 1 sein.
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Bei dieser Ermittlung des ersten Geschwindigkeitswertes, welcher insbesondere für den Tachometer 2 verwendet wird, erfolgt bisher keine Korrektur nach tatsächlich verbautem Reifentyp und auch keine reifenindividuelle Korrektur. Es gibt jedoch regulatorische und/oder gesetzgeberische Anforderungen an eine Anzeigegenauigkeit des Tachometers 2 in Fahrzeugen 1 und an eine Genauigkeit einer Geschwindigkeitsregelung einer Geschwindigkeitsregelanlage von Fahrzeugen 1, die zunehmend strenger werden. Ohne eine fahrzeugindividuelle Kalibrierung wird es zunehmend schwieriger, diese Anforderungen zu erreichen.
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Daher wird im Folgenden eine Methode einer fahrzeugindividuellen Kalibrierung beschrieben. D. h. es wird im Folgenden ein Verfahren zur Korrektur des mittels der Drehzahl der mindestens einen bewegten Komponente 3 des Antriebsstrangs und/oder des Fahrwerks des Fahrzeugs 1 ermittelten ersten Geschwindigkeitswertes des Fahrzeugs 1 beschrieben.
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Um diese Korrektur zu ermöglichen, wird mittels eines globalen Navigationssatellitensystems ein zweiter Geschwindigkeitswert ermittelt, welcher vorteilhafterweise direkt oder indirekt zur Korrektur dieses ersten Geschwindigkeitswertes verwendet wird. Zur Ermittlung dieses zweiten Geschwindigkeitswertes weist das Fahrzeug 1 eine Empfangseinheit 6 zum Empfang von Signalen, insbesondere Positionsdaten, mindestens eines globalen Navigationssatellitensystems oder mehrerer solcher globaler Navigationssatellitensysteme auf, auch als GNSS-Receiver bezeichnet. Als globale Navigationssatellitensysteme kommen beispielsweise GPS, Glonass, Beidou und/oder Galileo in Betracht. Dieser Empfänger stellt den zweiten Geschwindigkeitswert als eine Geschwindigkeitsschätzung zur Verfügung, welche auf Basis des Satellitenempfangs ermittelt wird.
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Beispielsweise wird mittels eines Filters in einer vorgegebenen Konvergenzzeit aus einer Mehrzahl von Ermittlungsergebnissen des zweiten Geschwindigkeitswertes eine mittlere Abweichung des ersten Geschwindigkeitswerts vom zweiten Geschwindigkeitswert als ein Korrekturfaktor ermittelt, welcher zur Korrektur des ersten Geschwindigkeitswertes verwendet wird. Die Ermittlung des zweiten Geschwindigkeitswertes und/oder des Korrekturfaktors und/oder die Korrektur des ersten Geschwindigkeitswertes können, wie hier dargestellt, in der Auswerteeinheit 5 erfolgen, welche auch den ersten Geschwindigkeitswert ermittelt, oder jeweils in einer anderen Auswerteeinheit. Im hier dargestellten Beispiel ist auch die Empfangseinheit 6 mit der Auswerteeinheit 5 verbunden.
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Die Geschwindigkeitsschätzung zur Ermittlung des zweiten Geschwindigkeitswertes auf Basis des Satellitenempfangs hat die Eigenschaft, dass sie bei guten Empfangsbedingungen der Signale des globalen Navigationssatellitensystems sehr genau ist, dass jedoch oft die Verfügbarkeit schlecht ist und auch sehr große Fehler in der Geschwindigkeitsermittlung auftreten können. Daher werden in einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens die Ermittlungsergebnisse des mittels des globalen Navigationssatellitensystems ermittelten zweiten Geschwindigkeitswertes plausibilisiert, wobei vorteilhafterweise nur als plausibel bewertete Ermittlungsergebnisse zur Ermittlung des Korrekturfaktors verwendet werden. Auch diese Plausibilisierung kann in der Auswerteeinheit 5 erfolgen oder in einer anderen Auswerteeinheit.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden für diese Plausibilisierung weitere Informationen verwendet, welche die Empfangseinheit 6, d. h. der GNSS-Receiver, zur Verfügung stellt und welche es ermöglichen, eine Genauigkeit des jeweils ermittelten zweiten Geschwindigkeitswertes zu beurteilen. Diese Informationen umfassen beispielsweise eine geografische Länge, eine geografische Breite, eine Höhe, einen Qualitätsindikator, ein Datum, eine Uhrzeit, eine Art der GPS-Positionsermittlung (2D-Fix, 3D-Fix) und/oder der anderen Navigationssatellitensystempositionsermittlung, eine Anzahl der Satelliten, die pro Navigationssatellitensystem in die Positionsschätzung eingehen, und/oder eine oder mehrere der folgenden Informationen für jeden Satellit:
- • Wird der Satellit für die Positionsschätzung verwendet?
- • Azimut und Elevation des Satelliten
- • Trägersignal und/oder Rauschverhältnis
- • Residuum des Satelliten
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In einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens werden diese weiteren Informationen zur Plausibilisierung des jeweiligen Ermittlungsergebnisses des zweiten Geschwindigkeitswertes verwendet. D. h. die Auswerteeinheit 5 oder eine andere Auswerteeinheit, welche beispielsweise zusammen mit der Empfangseinheit 6 verbaut ist oder in einem Kombiinstrument des Fahrzeugs 1 oder in einem Steuergerät für ein elektronisches Stabilitätsprogramm des Fahrzeugs 1 oder an anderer Stelle angeordnet ist, wertet diese oben genannten weiteren Informationen, d. h. die zusätzlichen Signale, aus und plausibilisiert damit die Verlässlichkeit der Ermittlung des zweiten Geschwindigkeitswertes und somit die Verlässlichkeit des jeweiligen Ermittlungsergebnisses des zweiten Geschwindigkeitswertes.
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Alternativ oder zusätzlich vergleicht die Auswerteeinheit 5 oder eine andere Auswerteeinheit das jeweilige Ermittlungsergebnis des zweiten Geschwindigkeitswertes mit dem in der Toleranz bekannten ersten Geschwindigkeitswert, welcher bisher als Tachogeschwindigkeit verwendet wird, und verwirft als falsch erkannte Ermittlungsergebnisse des zweiten Geschwindigkeitswertes. D. h. ein jeweiliges Ermittlungsergebnis des mittels des globalen Navigationssatellitensystems ermittelten zweiten Geschwindigkeitswertes wird mit dem jeweiligen ersten Geschwindigkeitswert verglichen und nur Ermittlungsergebnisse des zweiten Geschwindigkeitswertes, welche innerhalb einer vorgegebenen Toleranz des jeweiligen ersten Geschwindigkeitswertes liegen, werden zur Ermittlung des Korrekturfaktors verwendet.
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Alternativ oder zusätzlich verwirft die Auswerteeinheit 5 oder eine andere Auswerteeinheit alle Ermittlungsergebnisse des zweiten Geschwindigkeitswertes, deren Werte außerhalb eines zur Kalibrierung verwendeten Geschwindigkeitsfensters liegen. D. h. es werden nur Ermittlungsergebnisse des mittels des globalen Navigationssatellitensystems ermittelten zweiten Geschwindigkeitswertes zur Ermittlung des Korrekturfaktors verwendet, die innerhalb des vorgegebenen Geschwindigkeitsfensters liegen.
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Alternativ oder zusätzlich verwirft die Auswerteeinheit 5 oder eine andere Auswerteeinheit alle Ermittlungsergebnisse des zweiten Geschwindigkeitswertes innerhalb einer vorgegebenen Totzeit nach einer unplausiblen Messung. D. h. es werden nur Ermittlungsergebnisse des mittels des globalen Navigationssatellitensystems ermittelten zweiten Geschwindigkeitswertes zur Ermittlung des Korrekturfaktors verwendet, die außerhalb der vorgegebenen Totzeit nach einem als unplausibel bewerteten Ermittlungsergebnis des mittels des globalen Navigationssatellitensystems ermittelten zweiten Geschwindigkeitswertes ermittelt wurden.
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Alternativ oder zusätzlich nutzt die Auswerteeinheit 5 oder eine andere Auswerteeinheit kontinuierlich als plausibel eingestufte Ermittlungsergebnisse des zweiten Geschwindigkeitswertes erst nach einer vorgegebenen Totzeit. D. h. es werden erst nach Ablauf einer vorgegebenen Totzeit die während der Totzeit kontinuierlich ermittelten Ermittlungsergebnisse des mittels des globalen Navigationssatellitensystems ermittelten zweiten Geschwindigkeitswertes zur Ermittlung des Korrekturfaktors verwendet, wenn alle innerhalb der Totzeit ermittelten Ermittlungsergebnisse des mittels des globalen Navigationssatellitensystems ermittelten zweiten Geschwindigkeitswertes als plausibel bewertet wurden.
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Alternativ oder zusätzlich können die Ermittlungsergebnisse des zweiten Geschwindigkeitswertes um einen Faktor nach oben angepasst werden, um sicherzustellen, dass der zweite Geschwindigkeitswert im Mittel nicht unter der realen Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 liegt. D. h. die Ermittlungsergebnisse des mittels des globalen Navigationssatellitensystems ermittelten zweiten Geschwindigkeitswertes werden vor der Ermittlung des Korrekturfaktors um einen vorgegebenen absoluten oder relativen Wert erhöht.
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Die nach dieser Plausibilisierung übrig bleibenden Ermittlungsergebnisse des zweiten Geschwindigkeitswertes, d. h. die als plausibel bewerteten Ermittlungsergebnisse des zweiten Geschwindigkeitswertes, gehen ein in den Filter, der, wie oben bereits beschrieben, mit hinreichend langer Konvergenzzeit den Korrekturfaktor lernt, der die mittlere Abweichung des herkömmlich ermittelten ersten Geschwindigkeitswertes vom mittels des globalen Navigationssatellitensystems ermittelten zweiten Geschwindigkeitswert darstellt, d. h. welcher in der vorgegebenen Konvergenzzeit aus den als plausibel bewerteten Ermittlungsergebnissen des zweiten Geschwindigkeitswertes die mittlere Abweichung des ersten Geschwindigkeitswerts vom zweiten Geschwindigkeitswert als Korrekturfaktor ermittelt. Dieser Filter kann beispielsweise ein moving average Filter oder ein Kalmanfilter sein.
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In einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens wird der ermittelte Korrekturfaktor vor der Korrektur des ersten Geschwindigkeitswertes auf einen vorgegebenen Maximalbetrag begrenzt, insbesondere auf einen aufgrund der Reifengrößen maximal zu erwartenden Fehler. D. h. vorteilhafterweise stellt die Auswerteeinheit 5 oder eine andere Auswerteeinheit sicher, dass der ermittelte Korrekturfaktor auf den aufgrund der Reifengrößen maximal zu erwartenden Fehler begrenzt wird.
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Der Korrekturfaktor wird beispielsweise genutzt, um den Tachometer 2 und/oder für einen Fahrzeugnutzer sichtbare Geschwindigkeitseinstellungen, wie beispielsweise einen Geschwindigkeitsbegrenzer und/oder eine Geschwindigkeitsregelanlage, zu korrigieren.
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In einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens kann der Korrekturfaktor beispielsweise über einen Diagnose-Service und/oder manuell durch den Service oder den Fahrzeugnutzer/Fahrzeugbesitzer/Fahrzeugeigentümer zurückgesetzt werden, beispielsweise nach einem Reifenwechsel.
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In einer möglichen Ausführungsform kann der Korrekturfaktor über einen Diagnose-Service außer Kraft gesetzt werden.
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In einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens zeigt der Tachometer 2 und/oder das Kombiinstrument des Fahrzeugs 1 nach einem Systemstart einen konservativen nicht korrigierten Geschwindigkeitswert an, der von einem größtmöglichen Reifen ausgeht. Mit jeder neuen Fahrt, jedem neuen Zündungslauf oder jedem neuen Motorstart erfolgt dann eine Neukalibrierung durch Ermittlung des Korrekturfaktors und dessen Verwendung zur Korrektur des ersten Geschwindigkeitswertes auf die oben beschriebene Weise.
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Optional kann beim Systemstart geprüft werden, ob eine vorgegebene Anzahl erster Ermittlungsergebnisse des zweiten Geschwindigkeitswertes dieselben Reifenparameter plausibilisiert und somit zum Korrekturfaktor führt oder führen würde, der bisher verwendet wurde. In diesem Fall kann die Lernphase zur Ermittlung des Korrekturfaktors abgekürzt werden.
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In einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens kann angezeigt oder per Diagnose auslesbar signalisiert werden, ob der erste Geschwindigkeitswert mittels des Korrekturfaktors korrigiert ist und/oder die Geschwindigkeitsanzeige kalibriert ist.
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Alternativ zur oben beschriebenen direkten Korrektur des ersten Geschwindigkeitswertes mittels des Korrekturfaktors kann im Verfahren vorgesehen sein, dass die Modellierung des Korrekturfaktors als andere linear auf den ersten Geschwindigkeitswert wirkende Einflussgröße erfolgt, zum Beispiel in Form eines Reifengrößenfaktors oder Reifenumfangfaktors oder eines Faktors zur Veränderung einer Strecke pro Radimpuls, welcher mittels der Sensoreinheit 4 erfasst wird, so dass dann auf diese Weise der erste Geschwindigkeitswert korrigiert wird. Hierbei erfolgt die Korrektur bereits während der Ermittlung des ersten Geschwindigkeitswertes, so dass dieser bereits nach seiner Ermittlung entsprechend korrigiert ist und nicht erst nach seiner Ermittlung mittels des Korrekturfaktors korrigiert werden muss.
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Alternativ oder zusätzlich zur mittels des Verfahrens ermöglichten Erhöhung der Genauigkeit des Tachometers 2 und/oder des Geschwindigkeitsbegrenzers und/oder der Geschwindigkeitsregelanlage können mittels des Verfahrens und der dadurch ermöglichten genaueren Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit weitere Schätzungen des Fahrzeugzustands gestützt werden, zum Beispiel eine Fahrzeugfahrtrichtung und/oder -geschwindigkeit im Bereich des autonomen Fahrens.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Tachometer
- 3
- Komponente
- 4
- Sensoreinheit
- 5
- Auswerteeinheit
- 6
- Empfangseinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012024632 A1 [0002]
