-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Plausibilisierung einer Querbeschleunigung eines nicht spurgebundenen, zweispurigen Kraftfahrzeugs.
-
Im Stand der Technik werden die mit Hilfe eines Querbeschleunigungssensors messtechnisch erfassten Querbeschleunigungen eines Kraftfahrzeugs bislang zum Beispiel mit Hilfe so genannter Einspur-Modelle plausibilisiert. Die Gültigkeit derartiger Einspur-Modelle ist dabei allerdings nur in einem Linearbereich gegeben, nicht mehr jedoch in einem Grenzbereich der Reifen sowie der Fahrdynamik. Dieses hat zur Folge, dass in zahlreichen Fahrsituationen, insbesondere im Grenzbereich während eines Über- oder Untersteuerns des Kraftfahrzeugs, keine gültigen Modellgrößen vorliegen können, um die messtechnisch erfassten Querbeschleunigungen plausibilisieren zu können.
-
Die vorliegende Erfindung macht es sich daher zur Aufgabe, ein verbessertes Verfahren zur Plausibilisierung einer Querbeschleunigung eines nicht spurgebundenen, zweispurigen Kraftfahrzeugs zur Verfügung zu stellen.
-
Die Lösung dieser Aufgabe liefert ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
-
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Plausibilisierung einer Querbeschleunigung eines nicht spurgebundenen, zweispurigen Kraftfahrzeugs sieht vor, dass
- - über zumindest einen definierten Streckenabschnitt, auf dem sich das Kraftfahrzeug bewegt, ein Querbeschleunigungssignal eines Querbeschleunigungssensors gemessen wird und für diesen Streckenabschnitt anhand eines Querbeschleunigungsreferenzmodells eine Mehrzahl von Querbeschleunigungsreferenzgrößen berechnet wird,
- - aus dem Querbeschleunigungssignal des Querbeschleunigungssensors ein Mittelwert der gemessenen Querbeschleunigung bestimmt wird,
- - aus einer der Querbeschleunigungsreferenzgrößen ein Mittelwert der berechneten Querbeschleunigung bestimmt wird und
- - die Abweichung der beiden Mittelwerte über den zumindest einen definierten Streckenabschnitt bestimmt wird und anhand der Größe der Abweichung bewertet wird, ob die Querbeschleunigung plausibel ist oder nicht.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Plausibilisierung der mittels des Querbeschleunigungssensors gemessenen Querbeschleunigung auch in Fahrsituationen, insbesondere in Grenzbereichssituationen, in denen mit Hilfe von Einspur-Modellen keine Plausibilisierung möglich ist. Bei diesem hier vorgeschlagenen Verfahren erfolgt somit ein Vergleich der mittels des Querbeschleunigungssensors messtechnisch ermittelten Querbeschleunigung mit rechnerisch erhaltenen Querbeschleunigungsreferenzgrößen, wobei eine Mittelwertbildung vorgenommen wird und die Abweichung der Mittelwerte für eine Bewertung herangezogen wird, ob die gemessene Querbeschleunigung plausibel ist oder nicht.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Verfahren nur in bedatbaren Geschwindigkeitsgrenzen und Kurvenkrümmungsgrenzen und unterhalb bestimmter, vordefinierter Radschlüpfe ausgeführt wird. Somit wird sichergestellt, dass das Verfahren nur dann ausgeführt wird, wenn bestimmte vorgegebene oder vorgebbare Randbedingungen erfüllt sind. Vorzugsweise soll das Verfahren insbesondere nur dann durchgeführt (d.h. freigegeben) werden, wenn folgende Randbedingungen eingehalten werden:
- - Zeit nach dem ersten Aufruf der Funktion > Grenzwert (bedatbar),
- - Radschlupf ≤ oberer Grenzwert (bedatbar),
- - Fahrzeuggeschwindigkeit ≤ oberer Grenzwert (bedatbar),
- - Fahrzeuggeschwindigkeit ≥ unterer Grenzwert (bedatbar),
- - Kurvenkrümmung ≤ oberer Grenzwert (bedatbar),
- - Kurvenkrümmung ≥ unterer Grenzwert (bedatbar)
- - Rollenmodus = „nicht aktiv“,
- - Diagnosestatus = „noch nicht gerechnet“,
- - keines der Eingangssignale = Fehlerwert.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Querbeschleunigungsreferenzgrößen a
y,Referenz durch die Formel
oder durch die Formel a
y,Referenz ≈ ν· ψ̇ bestimmt werden, wobei v die Geschwindigkeit, R der Kurvenradius und ψ̇ die Gierrate ist. Dabei wird die Kinematik einer stationären Kreisfahrt angenommen, bei der die Geschwindigkeit, die Gierrate und der Schwimmwinkel konstant sind und nur sehr kleine Schwimmwinkel vorliegen. Prinzipiell wird nur ein Querbeschleunigungssignal gemessen. Dazu kommen noch die Radgeschwindigkeiten und optional noch die Gierrate, sofern die Querbeschleunigungsreferenzgröße a
y,Referenz durch die Formel a
y,Referenz ≈ ν· ψ̇ bestimmt wird. Vorzugsweise wird jedoch die Formel
genutzt, in die nur die Radgeschwindigkeiten eingehen. In jedem Fall wird das Sensorsignal nur mit einer berechneten Querbeschleunigung verglichen.
-
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Querbeschleunigungsreferenzgröße mittels des Querbeschleunigungsreferenzmodells nur aus messtechnisch erfassten Radgeschwindigkeiten berechnet wird.
-
Um die Bewertungsgenauigkeit zu erhöhen, besteht in einer vorteilhaften Ausführungsform die Möglichkeit, dass für die Bewertung, ob die Querbeschleunigung plausibel ist oder nicht, die Abweichung der Mittelwerte der gemessenen Querbeschleunigung von dem Mittelwert der berechneten Querbeschleunigung über eine Mehrzahl definierter Streckenabschnitte bestimmt wird.
-
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass für diejenigen Streckenabschnitte, in denen die Querbeschleunigung plausibel ist, eine Differenz Δ1 zwischen der maximalen mittleren Querbeschleunigung und der minimalen mittleren Querbeschleunigung berechnet wird, und dass für diejenigen Streckenabschnitte, in denen die Querbeschleunigung nicht plausibel ist, eine Differenz Δ2 zwischen der maximalen mittleren Querbeschleunigung und der minimalen mittleren Querbeschleunigung berechnet wird. Diese Differenzen Δ1, Δ2 können ebenfalls in die Plausibilitätsbewertung einfließen.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besteht die Möglichkeit, dass ein Zähler für die plausiblen Querbeschleunigungen inkrementiert wird, wenn die Querbeschleunigung in einem betrachteten Streckenabschnitt plausibel ist, und dass ein Zähler für die nicht plausiblen Querbeschleunigungen inkrementiert wird, wenn die Querbeschleunigung in einem betrachteten Streckenabschnitt nicht plausibel ist. Diese Zählerwerte können ebenfalls in die Plausibilitätsbewertung einfließen.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass bei der Bewertung der Querbeschleunigung als nicht plausibel diese Information einem Schaltprogramm eines automatisiert schaltenden Getriebes des Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt wird. Diese Information kann dann von dem Schaltprogramm in geeigneter Weise weiterverarbeitet werden.
-
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Schaltprogramm als Reaktion auf die nicht plausible Querbeschleunigung eine oder mehrere Teilfunktionen des automatisiert schaltenden Getriebes deaktiviert. Mit anderen Worten erfolgt eine Ersatzwertreaktion, insbesondere die Abschaltung von Teilfunktionen des Schaltprogramms des automatisiert schaltenden Getriebes, da sich Signalfehler emissions- und verbrauchsrelevant auf den Betrieb des Kraftfahrzeugs auswirken können. Im Schaltprogramm, das von einer entsprechenden Steuerungseinrichtung des Getriebes ausgeführt wird, kann dabei zum Beispiel der entsprechende Sensorwert auf null gesetzt werden.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf 1, die eine schematisch stark vereinfachte Darstellung einer Anordnung 1 zeigt, die zur Durchführung eines Verfahrens zur Plausibilisierung einer Querbeschleunigung eines nicht spurgebundenen, zweispurigen Kraftfahrzeugs geeignet ist.
-
Die Anordnung 1 umfasst einen Querbeschleunigungssensor 2, mittels dessen Querbeschleunigungen während des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs messtechnisch erfasst werden können, und eine Auswerteeinrichtung 3, die an den Querbeschleunigungssensor 2 angeschlossen ist.
-
Bei der Durchführung des Verfahrens zur Plausibilisierung der Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs wird über zumindest einen definierten Streckenabschnitt, auf dem sich das Kraftfahrzeug bewegt, mittels des Querbeschleunigungssensors 2 ein Querbeschleunigungssignal gemessen und der Auswerteeinrichtung 3 zur Verfügung gestellt. Die Auswerteeinrichtung 3 ist dazu ausgebildet, für diesen Streckenabschnitt anhand eines Querbeschleunigungsreferenzmodells eine Mehrzahl von Querbeschleunigungsreferenzgrößen zu berechnen. Dabei kann sich die Anzahl der von der Auswerteeinrichtung 3 berechneten Querbeschleunigungsreferenzgrößen von der Anzahl der gemessenen Querbeschleunigungssignale unterscheiden und somit insbesondere größer sein.
-
Mit Hilfe der Auswerteeinrichtung 3 wird anschließend aus dem mittels des Querbeschleunigungssensors 2 gemessenen Querbeschleunigungssignal ein Mittelwert der gemessenen Querbeschleunigung bestimmt. Ferner wird aus einer der berechneten Querbeschleunigungsreferenzgrößen (auswählbar) ein Mittelwert der berechneten Querbeschleunigung bestimmt. Anschließend wird die Abweichung dieser beiden Mittelwerte über den zumindest einen definierten Streckenabschnitt mittels der Auswerteeinrichtung 3 bestimmt. Anhand der Abweichung bewertet die Auswerteeinrichtung 3 schließlich, ob die gemessene Querbeschleunigung in dem betrachteten Streckenabschnitt plausibel ist oder nicht.
-
Das hier vorgestellte Verfahren wird vorzugsweise nur in bedatbaren Geschwindigkeitsgrenzen und Krümmungsradiusgrenzen sowie innerhalb bestimmter Radschlüpfe aktiviert. Dadurch können bestimmte Fahrsituationen, wie zum Beispiel das Befahren einer Steilwand, systematisch ausgeschlossen werden. Das Verfahren wird unter diesen Bedingungen also nicht ausgeführt. Der Radschlupf kann wie folgt bestimmt werden:
-
Bei den in dieser Formel angegebenen Geschwindigkeiten handelt es sich um die Radgeschwindigkeiten vorne rechts (vr), hinten rechts (hr), vorne links (vr) sowie hinten links (hl).
-
Die Berechnung der von dem Kraftfahrzeug zurückgelegten Strecke kann vorzugsweise auf Basis der mittleren Geschwindigkeit beider Räder einer nicht angetriebenen Achse des Kraftfahrzeugs erfolgen.
-
Unter der Annahme der Kinematik einer stationären Kreisfahrt, bei der die Geschwindigkeit, die Gierrate und der Schwimmwinkel als konstant angenommen werden und bei kleinen Schwimmwinkeln (β → 0) des Kraftfahrzeugs können die Querbeschleunigungsreferenzgrößen durch die Formel
oder durch die Formel
bestimmt werden, wobei v die mittlere Geschwindigkeit aller Räder, R der Kurvenradius und ψ̇ die Gierrate des Kraftfahrzeugs ist.
-
Der Kurvenradius R lässt sich durch folgende Beziehung bestimmen:
Hierbei bezeichnen v
Rad,a die Geschwindigkeit des kurvenäußeren Hinterrades, v
Rad,i die Geschwindigkeit des kurveninneren Hinterrades und b die Spurbreite des Kraftfahrzeugs. Aus dieser Formel lässt sich auch die Kurvenkrümmung (1/R) ableiten.
-
Die Querbeschleunigungsreferenzgröße kann vorzugsweise nur aus den messtechnisch bestimmten Radgeschwindigkeiten νRad,vr, νRad,hr, νRad,vl, νRad,hl bestimmt werden.
-
Wie oben bereits erwähnt, müssen für die Berechnung der Abweichung des Mittelwerts der gemessenen Querbeschleunigung und des Mittelwerts der berechneten Querbeschleunigung über den zumindest einen definierten Streckenabschnitt bestimmte Randbedingungen erfüllt sein, da es ansonsten zu Fehlern bei der Berechnung und der Bewertung der Abweichungen kommen kann.
-
Das hier vorgestellte Verfahren soll insbesondere nur dann durchgeführt (d.h. freigegeben) werden, wenn folgende Randbedingungen eingehalten werden:
- - Zeit nach dem ersten Aufruf der Funktion > Grenzwert (bedatbar),
- - Radschlupf ≤ oberer Grenzwert (bedatbar),
- - Fahrzeuggeschwindigkeit ≤ oberer Grenzwert (bedatbar),
- - Fahrzeuggeschwindigkeit ≥ unterer Grenzwert (bedatbar),
- - Kurvenkrümmung ≤ oberer Grenzwert (bedatbar),
- - Kurvenkrümmung ≥ unterer Grenzwert (bedatbar)
- - Rollenmodus = „nicht aktiv“,
- - Diagnosestatus = „noch nicht gerechnet“,
- - keines der Eingangssignale = Fehlerwert.
-
Für die Plausibilisierung der Querbeschleunigung wird die Abweichung (= die Differenz) zwischen dem Mittelwert der gemessenen Querbeschleunigung und dem Mittelwert einer berechneten Querbeschleunigung betrachtet, wobei gilt:
-
Die innerhalb eines bestimmten Streckenabschnitts gemessene Querbeschleunigung kann als plausibel angesehen werden, wenn die Abweichung einen bestimmten Grenzwert nicht überschritten hat und die betrachtete Streckenlänge einen bestimmten Grenzwert erreicht oder überschritten hat. Die innerhalb eines bestimmten Streckenabschnitts gemessene Querbeschleunigung kann demgegenüber als nicht plausibel angesehen werden, wenn die Abweichung einen bestimmten Grenzwert überschritten hat und die Streckenlänge einen bestimmten Grenzwert erreicht oder überschritten hat oder wenn die Abweichung einen bestimmten Grenzwert überschritten hat und die Streckenlänge eine maximale Länge erreicht oder überschritten hat.
-
Vorzugsweise wird für die Bewertung, ob die Querbeschleunigung plausibel ist oder nicht, die Abweichung des Mittelwerts der gemessenen Querbeschleunigung von dem Mittelwert der berechneten Querbeschleunigung über eine Mehrzahl definierter Streckenabschnitte bestimmt. Dadurch wird erreicht, dass die Aussage, ob die Querbeschleunigung plausibel ist oder nicht, mit einer höheren Genauigkeit getroffen werden kann, da die Betrachtung lediglich eines Streckenabschnitts unter Umständen zu fehlerhaften Plausibilitätsaussagen führen kann.
-
Wenn die Querbeschleunigung in einem betrachteten Streckenabschnitt plausibel ist, kann ein entsprechender Zähler für die plausiblen Querbeschleunigungen inkrementiert werden. Analog kann ein entsprechender Zähler für die nicht plausiblen Querbeschleunigungen inkrementiert werden, wenn die Querbeschleunigung in einem betrachteten Streckenabschnitt nicht plausibel ist.
-
Zusätzlich werden vorzugsweise auch die Differenz Δ1 zwischen der maximalen mittleren Querbeschleunigung und der minimalen mittleren Querbeschleunigung in denjenigen Streckenabschnitten, in denen die Querbeschleunigung plausibel ist, sowie die Differenz Δ2 der maximalen mittleren Querbeschleunigung und der mittleren minimalen Querbeschleunigung in denjenigen Streckenabschnitten, in denen die Querbeschleunigung nicht plausibel ist, berechnet.
-
Wie bereits erwähnt, werden für eine finale Aussage, ob die gemessene Querbeschleunigung plausibel ist oder nicht, vorzugsweise mehrere Streckenabschnitte ausgewertet. Hierbei wird anhand der Differenzen Δ1, Δ2 der maximalen mittleren Querbeschleunigung und der minimalen mittleren Querbeschleunigung der betrachteten Streckenabschnitte, in denen die Querbeschleunigung plausibel beziehungsweise nicht plausibel ist, sichergestellt, dass nicht nur ein Arbeitspunkt des Querbeschleunigungssensors 2 ausgewertet wird, der unter Umständen aufgrund eines Offsets oder dergleichen zufällig mit der Sensorkennlinie, in der die Querbeschleunigung plausibel ist, zusammenfällt oder dass es ein Arbeitspunkt des Querbeschleunigungssensors 2 ist, in dem die Querbeschleunigung nicht plausibel erscheint, obwohl diese tatsächlich plausibel ist.
-
Insbesondere nach folgenden Kriterien kann nun bewertet werden, ob die Querbeschleunigung plausibel ist oder nicht. Die Querbeschleunigung ist plausibel, wenn
- - die Anzahl der ausgewerteten Streckenabschnitte einen bestimmten Grenzwert erreicht oder überschritten hat und
- - die Differenz Δ1 der maximalen mittleren und der minimalen mittleren Querbeschleunigung in denjenigen Streckenabschnitten, in denen die Querbeschleunigung plausibel ist, einen bestimmten Grenzwert erreicht oder überschritten hat und
- - die Differenz zwischen dem Zählerwert des Zählers für die plausiblen Querbeschleunigungen und dem Zählerwert des Zählers für die nicht plausiblen Querbeschleunigungen einen bestimmten Grenzwert erreicht oder überschritten hat.
-
Die Querbeschleunigung kann demgegenüber als nicht plausibel angesehen werden, wenn
- - die Anzahl der ausgewerteten Streckenabschnitte einen bestimmten Grenzwert erreicht oder überschritten hat und
- - die Differenz Δ2 der maximalen mittleren und der minimalen mittleren Querbeschleunigung in denjenigen Streckenabschnitten, in denen die Querbeschleunigung nicht plausibel ist, einen bestimmten Grenzwert erreicht oder überschritten hat und
- - die Differenz zwischen dem Zählerwert des Zählers für die plausiblen Querbeschleunigungen und dem Zählerwert des Zählers für die nicht plausiblen Querbeschleunigungen einen bestimmten Grenzwert unterschritten hat.
-
Wie in 1 zu erkennen, ist die Auswerteeinrichtung 3 in diesem Ausführungsbeispiel an eine Steuerungseinrichtung 4 eines automatisiert schaltenden Getriebes des Kraftfahrzeugs angeschlossen. Alternativ kann die Auswerteeinrichtung 3 auch in die Steuerungseinrichtung 4 integriert sein.
-
Wenn eine zu große Abweichung zwischen der gemessenen mittleren Querbeschleunigung und der berechneten Querbeschleunigung festgestellt wird, kann das von der Steuerungseinrichtung 4 ausgeführte Schaltprogramm des automatisiert schaltenden Getriebes als Reaktion auf diese nicht plausible Querbeschleunigung eine oder mehrere Teilfunktionen des Getriebes deaktivieren. Mit anderen Worten erfolgt also eine Ersatzwertreaktion, insbesondere die Abschaltung von Teilfunktionen des Schaltprogramms des automatisiert schaltenden Getriebes, da sich Signalfehler emissions- und verbrauchsrelevant auf den Betrieb des Kraftfahrzeugs auswirken können. In dem Schaltprogramm, das von der Steuerungseinrichtung 4 ausgeführt wird, kann dabei zum Beispiel der entsprechende Sensorwert auf null gesetzt werden.