DE102019106596A1

DE102019106596A1 - Verfahren und System zum Bestimmen einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102019106596A1
Application number: DE102019106596.8A
Authority: DE
Inventors: Mohamed Radwan; Akram Ghadieh
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2019-03-15
Publication date: 2020-09-17
Anticipated expiration: 2039-03-16
Also published as: DE102019106596B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Längsgeschwindigkeit Veines Fahrzeugs (1) mit einer Vielzahl von Rädern (2) mit einem Sensorsystem (3), das die nachfolgenden Schritte umfasst: Erfassen einer Drehrate (30) für die Vielzahl von Rädern (2) zum Zeitpunkt Tmit dem Sensorsystem (3), Berechnen der Geschwindigkeit V(40) des Fahrzeugs (1) basierend auf den erfassten Drehraten für die Vielzahl von Rädern (2) zum Zeitpunkt T, Prüfen, ob sich eines der Räder (2) am Fahrzeug (1) in einer Bremssteuerungssituation (50) befindet, wenn sich eines der Räder (2) am Fahrzeug (1) in einer Bremssteuerungssituation befindet, Erfassen (80) einer Längsbeschleunigung für das Fahrzeug (1) mit dem Sensorsystem (3), Berechnen der Längsgeschwindigkeit V(80) aus der Längsbeschleunigung, gekennzeichnet durch den Schritt: Berechnen der Längsgeschwindigkeit V(90) des Fahrzeugs basierend auf einer gewichteten Summe aus der berechneten Geschwindigkeit Vdes Fahrzeugs (1) basierend auf den erfassten Drehraten für die Vielzahl von Rädern (2) und der aus der Längsbeschleunigung (90) berechneten Längsgeschwindigkeit V, wobei beide Geschwindigkeiten mit einem Satz von Gewichtungen W(90) multipliziert werden, wobei die aus der Längsbeschleunigung berechnete Längsgeschwindigkeit Vmit einer höheren Gewichtung (90) festgelegt ist. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein System zum Bestimmen einer Längsgeschwindigkeit Veines Fahrzeugs (1) mit einer Vielzahl von Rädern (2). Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Fahrunterstützungssystem (5) für ein Fahrzeug (1). Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt, das in einem computerlesbaren Medium gespeicherte Programmcodemittel zur Durchführung des Verfahrens zum Bestimmen einer Längsgeschwindigkeit Vx eines Fahrzeugs (1) umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Längsgeschwindigkeit V_x eines Fahrzeugs.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein System zur Anwendung eines Verfahrens zum Bestimmen einer Längsgeschwindigkeit V_x eines Fahrzeugs mit einer Vielzahl von Rädern.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrunterstützungssystem für ein Fahrzeug.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt, das Programmcodemittel umfasst, die in einem computerlesbaren Medium gespeichert sind, um ein Verfahren zum Bestimmen einer Längsgeschwindigkeit V_x eines Fahrzeugs durchzuführen.
Moderne Kraftfahrzeuge umfassen neben ihrer Grundfunktionalität verschiedene Steuerungs- und Regelprogramme, die den Fahrer in Gefahrensituationen unterstützen, z.B. bei starken Bremsvorgängen, bei Schleudervorgängen oder in anderen Situationen, in denen das Fahrzeug instabil zu werden droht, und auf die Stabilisierung des Fahrzeugs einwirken. Hier wurden insbesondere das Antiblockiersystem (ABS), die Traktionskontrolle (ASR) und das elektronische Stabilitätsprogramm (ESP) etabliert und erprobt. Alle drei Programme oder Systeme greifen aktiv in die Steuerung des Fahrzeugs in Situationen ein, in denen die Stabilität des Fahrzeugs gefährdet ist.
Für viele Steuermechanismen, die zur Stabilisierung des Fahrzeugs dienen, ist die Kenntnis der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit von Vorteil oder notwendig. Dieser Parameter ist nicht bestimmt oder kann in normalen Systemen weder direkt noch indirekt leicht bestimmt werden. Sie kann jedoch indirekt bestimmt werden, z.B. durch Signale, die von Raddrehzahlsensoren bestimmt werden, die den jeweiligen Rädern zugeordnet sind. Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit oder die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit bekannt, kann der Schlupf durch einen Vergleich mit den Drehzahlen der einzelnen Räder erfasst werden. Ein bekanntes technisches Ziel besteht daher darin, die Fahrzeuggeschwindigkeit aus den Informationen der Raddrehzahlsensoren sehr zuverlässig zu bestimmen, sobald die einzelnen Räder in Schlupf geraten. Bei Fahrzeugen mit nur einer angetriebenen Achse sind die Signale der den nicht angetriebenen Rädern zugeordneten Raddrehzahlsensoren besonders vorteilhaft.
Diese Art der Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit ist bei Fahrzeugen, in denen alle Räder angetrieben werden, nicht ohne weiteres möglich, d.h. bei Fahrzeugen mit Allradantrieb. Gerade bei diesen Fahrzeugen ist es jedoch wichtig, eine Reduzierung der Referenzgeschwindigkeit oder der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit zu erkennen. Unter einer Reduzierung versteht man hier den Prozess, bei dem die ermittelte Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit kontinuierlich weiter von der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit abweicht. Dies liegt insbesondere in der Richtung, in der die ermittelte Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit niedriger ist als die tatsächliche Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit.
Das Bestimmen der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, ist nun erforderlich, da die Geschwindigkeit für das ordnungsgemäße Funktionieren einer Vielzahl von Fahrassistenzsystemen erforderlich ist. Die Geschwindigkeit kann z.B. mit Hilfe von Raddrehzahlsensoren bestimmt werden. Obwohl sie eine sehr hohe Genauigkeit erreichen, können sie jedoch nicht zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit in Bremssteuerungssituationen verwendet werden. Darüber hinaus können auch Satellitennavigationsmodule zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit eingesetzt werden. Sie sind jedoch auf einen geeigneten Satelliten angewiesen, was zum Beispiel unter dichten Wolken, bergigem Gelände, hohen Gebäuden oder in Tunneln problematisch ist.
Aus der US 2008/0071452 A1 ist ein Verfahren und System zum genauen Bestimmen der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs bekannt. Eine erste Schätzung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird basierend auf den Drehraten einer Vielzahl von Rädern an den Fahrzeugen berechnet. Wenn sich eines der Räder am Fahrzeug in einer Bremssteuerungs- oder Traktionssteuerungssituation befindet, wird die anfängliche Schätzung basierend auf einer Beschleunigung des Fahrzeugs geändert, um eine modifizierte Schätzung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu erzeugen.
Aus der US 2013/0297189 ist ein Verfahren zum Erfassen und Korrigieren der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit, insbesondere wenn die Geschwindigkeit durch Schlepp- oder Regenerationsmomente kontrolliert reduziert wird, eines allradgetriebenen Fahrzeugs bekannt. Die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs und die Radbeschleunigungen werden durch Sensoren bestimmt. Das Verfahren soll eine zuverlässige Bestimmung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit und die Einleitung von Korrekturmaßnahmen ermöglichen, sobald eine kontrollierte Reduzierung erkannt wurde. Die Schritte beinhalten das Filtern der Radbeschleunigungen, das Filtern der Längsbeschleunigungen, das Bilden einer korrigierten Längsbeschleunigung durch Anlegen eines Sicherheitsversatzes und eines Korrekturversatzes an die gefilterte Längsbeschleunigung sowie die zeitliche Integration der Differenz zwischen der korrigierten Längsbeschleunigung und der jeweiligen Radbeschleunigung. Wird ein Schwellenwert des Absolutwertes der Differenz während eines vorgegebenen Zeitintervalls mit einer vorgegebenen Anzahl von Rädern überschritten, wird ein Schritt zum Einstellen des Korrekturoffsets eingeleitet.
Die Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeit bei harten Bremssituationen ist eine große Herausforderung, insbesondere auf der Grundlage von Trägheitssensoren, die bei starken Bremssituationen signifikante transiente Reaktionen aufweisen. Es ist daher Gegenstand der Erfindung, ein Verfahren zum Erfassen und Korrigieren der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit bereitzustellen, insbesondere für den Fall, dass sich eines der Räder am Fahrzeug in einer Bremssteuerungssituation befindet, das einerseits eine äußerst zuverlässige Bestimmung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit ermöglicht und andererseits auf normal konstruierte Komponenten sowie Steuer- und Regelroutinen zurückgreifen kann.
Dieses Ziel wird durch die unabhängigen Ansprüche erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen einer Längsgeschwindigkeit V_x eines Fahrzeugs mit einer Vielzahl von Rädern mit einem Sensorsystem bereit, umfassend die aufeinanderfolgenden Schritte: Erfassen einer Drehrate für die Vielzahl von Rädern zum Zeitpunkt T_i mit dem Sensorsystem, Berechnen der Geschwindigkeit V_xRPM des Fahrzeugs basierend auf den erfassten Drehraten für die Vielzahl von Rädern zum Zeitpunkt T_i, Prüfen, ob sich eines der Räder am Fahrzeug in einer Bremssteuerungssituation befindet, wenn sich eines der Räder am Fahrzeug in einer Bremssteuerungssituation befindet, Erfassen einer Längsbeschleunigung für das Fahrzeug mit dem Sensorsystem, Berechnen der Längsgeschwindigkeit V_xACC aus der Längsbeschleunigung, gekennzeichnet durch den Schritt: Berechnen der Längsgeschwindigkeit V_x des Fahrzeugs basierend auf einer gewichteten Summe aus der berechneten Geschwindigkeit V_xRPM des Fahrzeugs basierend auf den erfassten Drehraten für die Vielzahl von Rädern und der aus der Längsbeschleunigung berechneten Längsgeschwindigkeit V_xACC, wobei beide Geschwindigkeiten mit einem Satz von Gewichtungen W_H multipliziert werden, wobei die aus der Längsbeschleunigung berechnete Längsgeschwindigkeit V_xACC mit einer höheren Gewichtung festgelegt wird.
Die Grundidee der Erfindung ist es, die Längsgeschwindigkeit V_x eines Fahrzeugs in Bremssteuerungssituation basierend auf der gewichteten Summe aus der anfänglichen Schätzung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs V_xRPM basierend auf den erfassten Drehzahlen für die Vielzahl der Räder und der aus der Längsbeschleunigung berechneten Längsgeschwindigkeit V_xACC zu berechnen. Die gewichtete Summe kann durch die folgende Formel beschrieben werden: $V_{x} = (1 - W_{H}) \times V_{x_{R P M}} + W_{H} \times V_{x_{A C C}}$
Diese Berechnung nimmt eine Reihe von Eingaben (V_xRPM, V_xACC), multipliziert sie mit einer Reihe von Gewichtungen (W_H) und summiert diese Werte, um ein Endergebnis (V_x) zu erhalten. Wenn die gewichtete Summe berechnet wird, kann die Rechenvorrichtung der Längsgeschwindigkeit V_xACC eine relativ höhere Gewichtung zuweisen als der Geschwindigkeit V_xRPM des Fahrzeugs, die basierend auf den erfassten Drehzahlen für die Vielzahl von Rädern berechnet wird, wenn sich mindestens eines der Räder am Fahrzeug in einer Bremssteuerungssituation befindet.
Die Drehzahlen der Räder können in Umdrehungen pro Minute gemessen werden, auch abgekürzt als RPM.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung werden die Drehraten von mindestens zwei Rädern in die Schätzung miteinbezogen.
Besonders vorteilhaft kann es sein, dass die Drehraten aller Räder in die Schätzung einbezogen werden, um das gewünschte Ziel zu erreichen.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist das Verfahren ferner durch die folgenden Schritte gekennzeichnet: Erfassen einer Drehrate für die Vielzahl von Rädern nach einem Zeitschritt ΔT zum Zeitpunkt T_j mit dem Sensorsystem, Berechnen der Geschwindigkeit V_xRPM des Fahrzeugs basierend auf den erfassten Drehraten für die Vielzahl von Rädern nach einem Zeitschritt ΔT zum Zeitpunkt Tj, Überprüfen, ob sich eines der Räder am Fahrzeug in einer Bremssteuerungssituation befindet, wenn alle Räder am Fahrzeug nicht in einer Bremssteuerungssituation sind, Berechnen der Längsgeschwindigkeit V_x basierend auf einer gewichteten Summe aus der berechneten Geschwindigkeit V_xRPM des Fahrzeugs basierend auf den erfassten Drehraten für die Vielzahl von Rädern zum Zeitpunkt T_j und der aus der Längsbeschleunigung zum Zeitpunkt Ti berechneten Längsgeschwindigkeit V_xACC, wobei beide Geschwindigkeiten mit einem Satz von Gewichtungen (W_H) multipliziert werden, wobei die aus den Drehraten für die Vielzahl von Rädern zum Zeitpunkt T_j berechnete Längsgeschwindigkeit V_xRPM mit einer höheren Gewichtung festgelegt wird.
Gemäß einer weiteren modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist das Verfahren ferner durch die folgenden Schritte gekennzeichnet: Berechnen der Geschwindigkeit V_xRPM des Fahrzeugs basierend auf den erfassten Drehzahlen für die Vielzahl von Rädern nach einem Zeitschritt ΔT zum Zeitpunkt T_j, Überprüfen, ob sich eines der Räder des Fahrzeugs in einer Bremssteuerungssituation befindet, wenn sich eines der Räder des Fahrzeugs in einer Bremssteuerungssituation befindet, Berechnen der Längsgeschwindigkeit V_xACC aus der Längsbeschleunigung, Berechnen der Differenz von Zeitpunkt T_j und Zeitpunkt T_i, wenn die Differenz kleiner als eine Schwellenzeit Tth ist, wird die Längsgeschwindigkeit V_x basierend auf einer gewichteten Summe aus der berechneten Geschwindigkeit V_xRPM des Fahrzeugs basierend auf den erfassten Drehzahlen für die Vielzahl von Rädern zum Zeitpunkt T_j und der aus der Längsbeschleunigung zum Zeitpunkt T_i berechneten Längsgeschwindigkeit V_xACC berechnet, wobei beide Geschwindigkeiten mit einem Satz von Gewichtungen (W_H) multipliziert werden, wobei die aus der Längsbeschleunigung berechnete Längsgeschwindigkeit V_xACC mit einer höheren Gewichtung festgelegt wird, wenn die Differenz höher als eine Schwellenzeit Tth ist, wird die Längsgeschwindigkeit V_x basierend auf einer gewichteten Summe aus der berechneten Geschwindigkeit V_xRPM des Fahrzeugs basierend auf den erfassten Drehraten für die Vielzahl von Rädern zum Zeitpunkt T_j und der aus der Längsbeschleunigung zum Zeitpunkt T_i berechneten Längsgeschwindigkeit V_xACC berechnet, wobei beide Geschwindigkeiten mit einem Satz von Gewichtungen W_H multipliziert werden, wobei die Längsgeschwindigkeit V_xRPM, berechnet aus den Drehzahlen für die Vielzahl von Rädern zum Zeitpunkt T_j, mit einer höheren Gewichtung festgelegt wird.
Besonders vorteilhaft kann es sein, dass der Zeitschritt ΔT zwischen 20 Millisekunden und 40 Millisekunden liegt.
Darüber hinaus kann es von Vorteil sein, dass die definierte Schwellenzeit Tth zwischen 2 Sekunden und 5 Sekunden liegt. Die Unzuverlässigkeit der Drehzahlen für die Vielzahl von Rädern bei der Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeit wird für eine bestimmte Schwellenzeit berücksichtigt.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Satz von Gewichtungen eine höhere Gewichtung, definiert durch die Gewichtung W_H, und eine niedrigere Gewichtung, definiert durch 1- W_H, wobei die Gewichtung W_H zwischen 0,85 und 0,95 liegt.
Gemäß einer weiteren modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist das Verfahren ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Bremssteuerungssituation mindestens eine Antiblockier-Bremssituation ABS, einer Traktionssteuerungssystemsituation TCS oder eine elektronische Stabilitätsprogramm-Situation ESP umfasst.
Die vorliegende Erfindung sieht auch ein System zum Bestimmen einer Längsgeschwindigkeit V_x eines Fahrzeugs mit einer Vielzahl von Rädern unter Verwendung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche vor und umfassend ein Sensorsystem, jeweils nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Sensorsystem mindestens einen Längsbeschleunigungssensor zum Erfassen der Beschleunigung des Fahrzeugs und mindestens einen Raddrehsensor zum Erfassen der Drehraten für die Vielzahl von Rädern.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Fahrunterstützungssystem für ein Fahrzeug bereit, wobei das Fahrunterstützungssystem ein System zum Bereitstellen einer Längsgeschwindigkeit V_x eines Fahrzeugs mit einer Vielzahl von Rädern wie vorstehend beschrieben umfasst, wobei das Verfahren zum Bestimmen der Längsgeschwindigkeit V_x eines Fahrzeugs wie vorstehend beschrieben durchgeführt wird.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Computerprogrammprodukt bereit, das Programmcodemittel umfasst, die in einem computerlesbaren Medium gespeichert sind, um das Verfahren zum Bestimmen einer Längsgeschwindigkeit V_x eines Fahrzeugs wie zuvor beschrieben durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Prozessor einer Steuereinrichtung verarbeitet wird.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinrichtung das zuvor genannte Fahrunterstützungssystem.
Diese und andere Aspekte der Erfindung werden anhand der nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen ersichtlich und erläutert. Einzelne Merkmale, die in den Ausführungsformen offenbart sind, stellen allein oder in Kombination einen Aspekt der vorliegenden Erfindung dar. Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können von einer Ausführungsform auf eine andere Ausführungsform übertragen werden.
In den Zeichnungen:

1 zeigt eine Draufsicht eines Fahrzeugs mit einem System zum Bestimmen einer Längsgeschwindigkeit V_x eines Fahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Bestimmen einer Längsgeschwindigkeit V_x eines Fahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
3 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Bestimmen einer Längsgeschwindigkeit V_x eines Fahrzeugs gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

1 zeigt eine Draufsicht eines Fahrzeugs 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das in 1 dargestellte Fahrzeug 1 umfasst vier Räder 2, wobei an jedem Rad 2 ein Raddrehzahlsensor 6 angebracht ist. Die Raddrehzahlsensoren 6 sind Teil eines Sensorsystems 3 des Fahrzeugs 1. Die Raddrehzahlsensoren 6 senden Informationen über die Drehzahlen der Räder 2 an eine Steuereinrichtung 4. Die Vorgänge des Verfahrens zum Bestimmen einer Längsgeschwindigkeit V_x des Fahrzeugs 1 können von dieser Steuereinrichtung 4, die gleich oder ähnlich zu einem Fahrunterstützungssystem 5 ist, gemäß einer oder mehreren Implementierungen durchgeführt werden. Das in 1 dargestellte Fahrzeug 1 umfasst ferner mindestens einen Längsbeschleunigungssensor 7 zum Erfassen der Beschleunigung des Fahrzeugs 1. Der Längsbeschleunigungssensor 7 ist ebenfalls Teil des Sensorsystems 3 des Fahrzeugs 1 und sendet Informationen über die Längsbeschleunigung an die Steuereinrichtung 4. Die Steuereinrichtung 4 berechnet die Geschwindigkeit V_xRPM des Fahrzeugs 1 basierend auf den erfassten Drehzahlen der Räder 2 und die aus der Längsbeschleunigung berechnete Längsgeschwindigkeit V_xACC.
Die 2 und 3 veranschaulichen ein Verfahren zum Bestimmen einer Längsgeschwindigkeit V_x eines Fahrzeugs 1. Die Funktionsweise des nachstehend vorgestellten Verfahrens sind zur Veranschaulichung gedacht. In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren mit einer oder mehreren zusätzlichen, nicht beschriebenen Operationen und/oder ohne eine oder mehrere der beschriebenen Operationen durchgeführt werden. Darüber hinaus ist die Reihenfolge, in der die Vorgänge des Verfahrens in 2 und 3 dargestellt und im Folgenden beschrieben sind, nicht als Einschränkung zu verstehen.
In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren in einer oder mehreren Steuereinrichtungen 4 implementiert werden (z.B. in einem digitalen Prozessor, einem analogen Prozessor, einer digitalen Schaltung zur Verarbeitung von Informationen, einer analogen Schaltung zur Verarbeitung von Informationen, einer Zustandsmaschine und/oder anderen Mechanismen zur elektronischen Verarbeitung von Informationen). Die eine oder die mehreren Steuereinrichtungen 4 können eine oder mehrere Vorrichtungen beinhalten, die einige oder alle Operationen des Verfahrens als Reaktion auf Anweisungen ausführen, die elektronisch auf einem elektronischen Speichermedium gespeichert sind. Die eine oder die mehreren Verarbeitungsvorrichtungen können eine oder mehrere Vorrichtungen beinhalten, die durch Hardware, Firmware und/oder Software konfiguriert sind, die speziell für die Ausführung einer oder mehrerer der Operationen des Verfahrens ausgelegt sind.
Die Vorgänge des Verfahrens können von einer Steuereinrichtung 4 durchgeführt werden, die gemäß einer oder mehreren Implementierungen, gleich oder ähnlich zu einem Fahrunterstützungssystem 5 ist. 2 beginnt mit dem Start 10 des Verfahrens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die zu einem ersten Knoten führt. Eine Zeit wird bestimmt, indem ein Zeitschritt ΔT zu einer vorhandenen Zeit T_i-1 bei Schritt 20 hinzugefügt wird, so dass ein Startzeitwert T_i definiert wird. Zu diesem Zweck wird die folgende Gleichung 20 verwendet: $T_{i} = T_{i + 1} + Δ T$
Als nächster Schritt 30 werden zum Zeitpunkt T_i die Drehraten der Räder 2, die Längsbeschleunigung und die Information, ob sich eines der Räder 2 am Fahrzeug 1 in einer Bremssteuerungssituation befindet, gelesen.
In Schritt 40 wird die Geschwindigkeit V_xRPM des Fahrzeugs 1 basierend auf den erfassten Drehraten für die Vielzahl der Räder 2 zum Zeitpunkt T_i gemäß der folgenden Formel 40 berechnet: $V_{x_{R P M}} = R P M_{A V G} \times W C_{C o r r}$
Wobei WC_Corr ein korrigierter, geschätzter Radumfang ist.
Anschließend wird in einem nachfolgenden Schritt 50 überprüft, ob sich eines der Räder 2 am Fahrzeug 1 in einer Bremssteuerungssituation befindet. Wenn sich eines der Räder 2 am Fahrzeug 1 in einer Bremssteuerungssituation befindet, wird mit dem Sensorsystem 3 eine Längsbeschleunigung für das Fahrzeug 1 erfasst und die Längsgeschwindigkeit V_xACC aus der Längsbeschleunigung in Schritt 80 berechnet. Zu diesem Zweck wird die folgende Gleichung 80 verwendet: $V_{x_{A C C}} = V_{x_{A l t}} + A C C \times Δ T$
Danach wird die Längsgeschwindigkeit V_x des Fahrzeugs 1 basierend auf einer gewichteten Summe aus der berechneten Geschwindigkeit V_xRPM 40 des Fahrzeugs 1 basierend auf den erfassten Drehraten für die Vielzahl von Rädern 2 und der aus der Längsbeschleunigung berechneten Längsgeschwindigkeit V_xACC 80 berechnet, wobei beide Geschwindigkeiten mit einem Satz von Gewichtungen W_H 90 multipliziert werden, wobei die aus der Längsbeschleunigung berechnete Längsgeschwindigkeit V_xACC mit einer höheren Gewichtung festgelegt wird unter Verwendung der folgenden Gleichung 90: $V_{x} = (1 - W_{H}) \times V_{x_{R P M}} + W_{H} \times V_{x_{A C C}}$
3 veranschaulicht ein Verfahren zum Bestimmen einer Längsgeschwindigkeit V_x eines Fahrzeugs 1 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das in 3 dargestellte Flussdiagramm entspricht im Wesentlichen dem in 2 dargestellten Flussdiagramm mit den folgenden zusätzlichen Schritten.
In Schritt 50 wird überprüft, ob sich eines der Räder 2 am Fahrzeug 1 in einer Bremssteuerungssituation befindet. Wenn sich keines der Räder 2 am Fahrzeug 1 in einer Bremssteuerungssituation befindet, ist die zum aktuellen Zeitzyklus V_x berechnete Längsgeschwindigkeit gleich der berechneten Geschwindigkeit V_xRPM 40 des Fahrzeugs 1 basierend auf den in Schritt 60 erfassten Drehraten für die Vielzahl der Räder 2. In Schritt 70 ist die Längsgeschwindigkeit, die im vorherigen Zeitzyklus V_xAlt berechnet wurde, gleich der Längsgeschwindigkeit, die im aktuellen Zeitzyklus V_x berechnet wurde. Danach startet das Verfahren wieder am ersten Knoten.
Nach der Berechnung der gewichteten Summe in Schritt 90, wie in 2 dargestellt, entspricht die im vorherigen Zeitzyklus V_xAlt berechnete Längsgeschwindigkeit der im aktuellen Zeitzyklus V_x in Schritt 100 berechneten Längsgeschwindigkeit.
Der nächste Schritt 110 berücksichtigt einen zusätzlichen Zeitschritt ΔT zum Start des Zeitwerts T_i, um einen neuen, zweiten Zeitwert T_j nach der folgenden Gleichung 110 zu erzeugen: $T_{j} = T_{i} + Δ T$
Als folgenden Schritt 120 werden die Drehraten der Räder 2, die Längsbeschleunigung und die Information, ob sich eines der Räder 2 am Fahrzeug 1 in einer Bremssteuerungssituation befindet, zum Zeitwert T_j gelesen.
In Schritt 130 wird die Geschwindigkeit V_xRPM des Fahrzeugs 1 basierend auf den erfassten Drehraten für die Vielzahl der Räder 2 zum Zeitpunkt T_j gemäß der folgenden Formel 130 berechnet: $V_{x_{R P M}} = R P M_{A V G} \times W C_{C o r r}$
Anschließend wird in einem nachfolgenden Schritt 140 überprüft, ob sich eines der Räder 2 am Fahrzeug 1 in einer Bremssteuerungssituation befindet. Wenn sich keines der Räder 2 am Fahrzeug 1 in einer Bremssteuerungssituation befindet, wird die Längsgeschwindigkeit nach der folgenden Gleichung in Schritt 150 berechnet: $V_{x} = W_{H} \times V_{x_{R P M}} + (1 - W_{H}) \times V_{x_{A C C}}$
Die Längsgeschwindigkeit V_x des Fahrzeugs 1 wird basierend auf einer gewichteten Summe aus der berechneten Geschwindigkeit V_xRPM des Fahrzeugs 1 basierend auf den erfassten Drehraten für die Vielzahl von Rädern 2 und der aus der Längsbeschleunigung berechneten Längsgeschwindigkeit V_xACC berechnet, wobei beide Geschwindigkeiten mit einem Satz von Gewichtungen W_H multipliziert werden, wobei die aus den erfassten Drehraten für die Vielzahl von Rädern 2 berechnete Längsgeschwindigkeit V_xRPM des Fahrzeugs 1 mit einer höheren Gewichtung W_H festgelegt wird.
In Schritt 160 ist die Längsgeschwindigkeit, die im vorherigen Zeitzyklus V_xAlt berechnet wurde, gleich der Längsgeschwindigkeit, die im aktuellen Zeitzyklus V_x berechnet wurde. Im Folgenden gilt jedoch der neue, zweite Zeitwert T_j anstelle des vorhergehenden Startzeitwertes T_i, der als Schritt 170 als T_i = T_j im Sinne dieser Beschreibung definiert ist. Danach beginnt das Verfahren wieder beim ersten Knoten.
Wenn die Bedingung von Schritt 140 erfüllt ist, wird die Längsgeschwindigkeit V_xACC aus der Längsbeschleunigung in Schritt 120 berechnet. Zu diesem Zweck wird die folgende Gleichung 180 verwendet: $V_{x_{A C C}} = V_{x_{A L T}} + A C C + Δ T$
Der nächste Schritt 190 besteht darin, zu überprüfen, ob die aktuelle Zeit, zu der sich die Drehraten der Räder 2, die Längsbeschleunigung und die Information, ob sich eines der Räder 2 am Fahrzeug 1 in einer zum Zeitwert T_j gelesenen Bremssteuerungssituation befindet, nämlich T_j- T_i, kleiner als eine Schwellenzeit Tth ist. Die Gleichung 190 dafür lautet: $T_{j} - T_{i} < T_{t h}$
Die Unzuverlässigkeit der Raddrehzahlen bei der Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeit wird für eine bestimmte Schwellenzeit der Aktivierung der Bremskontrolle berücksichtigt.
Wenn die Bedingung T_j - T_i < T_th nicht erfüllt ist, berechnet der nächste Schritt 200 die Längsgeschwindigkeit V_x des Fahrzeugs 1 basierend auf der gewichteten Summe aus der berechneten Geschwindigkeit V_xRPM des Fahrzeugs 1 basierend auf den erfassten Drehraten für die Vielzahl von Rädern aus Schritt 130 und der aus der Längsbeschleunigung aus Schritt 180 berechneten Längsgeschwindigkeit V_xACC, wobei beide Geschwindigkeiten mit einem Satz von Gewichtungen W_H multipliziert werden, wobei die aus der Längsbeschleunigung berechnete Längsgeschwindigkeit V_xACC mit einer höheren Gewichtung festgelegt wird unter Verwendung der folgenden Gleichung 200: $V_{x} = (1 - W_{H}) \times V_{x_{R P M}} + W_{H} \times V_{x_{A C C}}$
Wenn die Bedingung T_j - T_i < T_th erfüllt ist, berechnet der nächste Schritt 210 die Längsgeschwindigkeit V_x des Fahrzeugs basierend auf der gewichteten Summe aus der berechneten Geschwindigkeit V_xRPM des Fahrzeugs 1 basierend auf den erfassten Drehraten für die Vielzahl von Rädern aus Schritt 130 und der Längsgeschwindigkeit V_xACC, berechnet aus der Längsbeschleunigung aus Schritt 180, wobei beide Geschwindigkeiten mit einem Satz von Gewichtungen W_H multipliziert werden, wobei die Längsgeschwindigkeit V_xRPM des Fahrzeugs 1 basierend auf den erfassten Drehzahlen für die Vielzahl von Rädern aus Schritt 130 mit einer höheren Gewichtung festgelegt wird unter Verwendung der folgenden Gleichung 210: $V_{x} = W_{H} \times V_{x_{R P M}} + (1 - W_{H}) \times V_{x_{A C C}}$
Nach beiden Schritten 200, 210 ist die Längsgeschwindigkeit, die im vorherigen Zeitzyklus V_xAlt berechnet wurde, gleich der Längsgeschwindigkeit, die im aktuellen Zeitzyklus V_x in Schritt 220 berechnet wurde. Der nächste Schritt 230 berücksichtigt einen zusätzlichen Zeitschritt ΔT zum neuen, zweiten Zeitwert Tj, um einen neuen, dritten Zeitwert T_k nach der folgenden Gleichung zu erzeugen: $T_{k} = T_{j} + Δ T$
Danach beginnt das Verfahren wieder mit Schritt 120.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Rad
3: Sensorsystem
4: Steuereinrichtung
5: Fahrunterstützungssystem
6: Raddrehzahlsensor
7: Längsbeschleunigungssensor
10: Start
20: T_i = T_i-1 + ΔT
30: Auslesen Umdrehung pro Minute, Beschleunigung und ABS Signale zum Zeitpunkt T_i
40: V_x
RPM = RPM_AVG × WC_Corr
50: ABS ist aktiv?
60: V_x = V_x
RPM
70: V_xAlt = V_x
80: V_x
ACC = V_xAlt + ACC × ΔT
90: V_x = (1 - W_H) × V_x
RPM + W_H × V_x
ACC
100: V_xAlt = V_x
110: T_j = T_i + ΔT
120: Auslesen Umdrehung pro Minute, Beschleunigung und ABS Signale zum Zeitpunkt T_j
130: V_x
RPM = RPM_AVG × WC_Corr
140: ABS ist aktiv?
150: V_x = W_H × V_x
RPM + (1 - W_H) × V_x
ACC
160: V_xAlt = V_x
170: T_i = T_j
180: V_x
ACC = V_x
Alt + ACC × ΔT
190: T_i - T_i < T_th
200: V_x = (1 - W_H) × V_x
RPM + W_H × V_x
ACC
210: V_x = W_H × V_x
RPM + (1 - W_H) × V_x
ACC
220: V_x
Alt = V_x
230: T_k = T_j + ΔT
ΔT: Zeitschritt
T_j - T_i: aktuelle Zeiten, zu denen IMU-Beschleunigungs-, ABS- und Raddaten gelesen werden.
V_xRPM: Längsgeschwindigkeit, die aus den Drehzahlen der Räder berechnet wird
V_xACC: Längsgeschwindigkeit, die aus der gefilterten Längsbeschleunigung berechnet wird.
V_x: Längsgeschwindigkeit, die im aktuellen Zeitzyklus berechnet wird
V_xAlt: Längsgeschwindigkeit, die im vorherigen Zeitzyklus berechnet wurde
W_H: hohe Gewichtung, die die gewichtete Summe dominiert
RPM_AVG: Durchschnitt der vier Drehzahlen mit höheren Gewichtungen für die Hinterräder
WC_Corr: korrigierter (geschätzter) Radumfang
T_th: Schwellenzeit für die Unzuverlässigkeit der Raddrehzahlen bei der Berechnung der Längsgeschwindigkeit

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

US 2008/0071452 A1 [0009]
US 2013/0297189 [0010]

Claims

Verfahren zum Bestimmen einer Längsgeschwindigkeit V_x eines Fahrzeugs (1) mit einer Vielzahl von Rädern (2) mit einem Sensorsystem (3), umfassend die aufeinanderfolgenden Schritte: Erfassen einer Drehrate (30) für die Vielzahl von Rädern (2) zum Zeitpunkt T_i mit dem Sensorsystem (3), Berechnen der Geschwindigkeit V_xRPM (40) des Fahrzeugs (1) basierend auf den erfassten Drehraten für die Vielzahl von Rädern (2) zum Zeitpunkt T_i, Prüfen, ob sich eines der Räder (2) am Fahrzeug (1) in einer Bremssteuerungssituation (50) befindet, wenn sich eines der Räder (2) am Fahrzeug (1) in einer Bremssteuerungssituation befindet, Erfassen (30) einer Längsbeschleunigung für das Fahrzeug (1) mit dem Sensorsystem (3), Berechnen der Längsgeschwindigkeit V_xACC (80) aus der Längsbeschleunigung, gekennzeichnet durch den Schritt: Berechnen der Längsgeschwindigkeit V_x (90) des Fahrzeugs basierend auf einer gewichteten Summe aus der berechneten Geschwindigkeit V_xRPM des Fahrzeugs (1) basierend auf den erfassten Drehraten für die Vielzahl von Rädern (2) und der aus der Längsbeschleunigung (90) berechneten Längsgeschwindigkeit V_xACC, wobei beide Geschwindigkeiten mit einem Satz von Gewichtungen W_H und 1- W_H (90) multipliziert werden, wobei die aus der Längsbeschleunigung berechnete Längsgeschwindigkeit V_xACC mit einer höheren Gewichtung (90) festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Schritte: Erfassen einer Drehrate für die Vielzahl von Rädern (2) nach einem Zeitschritt ΔT zum Zeitpunkt T_j mit dem Sensorsystem (120), Berechnen der Geschwindigkeit V_xRPM (130) des Fahrzeugs (1) basierend auf den erfassten Drehraten für die Vielzahl von Rädern (2) nach einem Zeitschritt ΔT zum Zeitpunkt Tj, Überprüfen, ob sich eines der Räder (2) am Fahrzeug (1) in einer Bremssteuerungssituation (140) befindet, wenn alle Räder (2) am Fahrzeug (1) nicht in einer Bremssteuerungssituation sind, Berechnen der Längsgeschwindigkeit V_x(150) basierend auf einer gewichteten Summe aus der berechneten Geschwindigkeit V_xRPM des Fahrzeugs (1) basierend auf den erfassten Drehraten für die Vielzahl von Rädern (2) zum Zeitpunkt T_j und der aus der Längsbeschleunigung zum Zeitpunkt Ti berechneten Längsgeschwindigkeit V_xACC, wobei beide Geschwindigkeiten mit einem Satz von Gewichtungen (W_H und 1- W_H) multipliziert werden, wobei die aus den Drehraten für die Vielzahl von Rädern zum Zeitpunkt T_j berechnete Längsgeschwindigkeit V_xRPM mit einer höheren Gewichtung festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Schritte: Berechnen der Geschwindigkeit V_xRPM des Fahrzeugs basierend auf den erfassten Drehzahlen für die Vielzahl von Rädern nach einem Zeitschritt ΔT zum Zeitpunkt T_j, Überprüfen, ob sich eines der Räder des Fahrzeugs in einer Bremssteuerungssituation (140) befindet, wenn sich eines der Räder des Fahrzeugs in einer Bremssteuerungssituation befindet, Berechnen der Längsgeschwindigkeit V_xACC aus der Längsbeschleunigung (180), Berechnen der Differenz von Zeitpunkt T_j und Zeitpunkt T_i (190), wenn die Differenz kleiner als eine Schwellenzeit Tth ist, wird die Längsgeschwindigkeit V_x basierend auf einer gewichteten Summe aus der berechneten Geschwindigkeit V_xRPM des Fahrzeugs (1) basierend auf den erfassten Drehzahlen für die Vielzahl von Rädern (2) zum Zeitpunkt T_j und der aus der Längsbeschleunigung zum Zeitpunkt T_i berechneten Längsgeschwindigkeit V_xACC berechnet (200), wobei beide Geschwindigkeiten mit einem Satz von Gewichtungen (W_H und 1- W_H) multipliziert werden, wobei die aus der Längsbeschleunigung berechnete Längsgeschwindigkeit V_xACC mit einer höheren Gewichtung festgelegt wird, wenn die Differenz höher als eine Schwellenzeit Tth ist, wird die Längsgeschwindigkeit V_x basierend auf einer gewichteten Summe aus der berechneten Geschwindigkeit V_xRPM des Fahrzeugs basierend auf den erfassten Drehraten für die Vielzahl von Rädern (2) zum Zeitpunkt T_j und der aus der Längsbeschleunigung zum Zeitpunkt T_i berechneten Längsgeschwindigkeit V_xACC berechnet (210), wobei beide Geschwindigkeiten mit einem Satz von Gewichtungen W_H und 1- W_H multipliziert werden, wobei die Längsgeschwindigkeit V_xRPM, berechnet aus den Drehzahlen für die Vielzahl von Rädern (2) zum Zeitpunkt T_j, mit einer höheren Gewichtung festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitschritt ΔT zwischen 20 Millisekunden und 40 Millisekunden liegt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Schwellenzeit Tth zwischen 2 Sekunden und 5 Sekunden liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Satz von Gewichtungen eine höhere Gewichtung umfasst, definiert durch die Gewichtung W_H, und eine niedrigere Gewichtung umfasst, definiert durch 1-W_H, wobei die Gewichtung W_H zwischen 0,85 und 0,95 liegt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremssteuerungssituation mindestens eine Antiblockier-Bremssituation ABS, einer Traktionssteuerungssystemsituation TCS oder eine elektronische Stabilitätsprogramm-Situation ESP umfasst.
System zum Bestimmen einer Längsgeschwindigkeit V_x eines Fahrzeugs (1) mit einer Vielzahl von Rädern (2) unter Verwendung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche und umfassend ein Sensorsystem (3), jeweils nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem (3) mindestens einen Längsbeschleunigungssensor (7) zum Erfassen der Beschleunigung des Fahrzeugs (1) und mindestens einen Raddrehungssensor (6) zum Erfassen der Drehraten für die Vielzahl der Räder (2) umfasst.
Fahrunterstützungssystem (5) für ein Fahrzeug (1), wobei das Fahrunterstützungssystem (5) ein System zum Bereitstellen einer Längsgeschwindigkeit V_x eines Fahrzeugs (1) mit einer Vielzahl von Rädern (2) nach den Ansprüchen 8 bis 9 umfasst, wobei das Verfahren zum Bestimmen einer Längsgeschwindigkeit V_x eines Fahrzeugs (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7 durchgeführt wird.
Computerprogrammprodukt mit in einem computerlesbaren Medium gespeicherten Programmcodemitteln zur Durchführung des Verfahrens zum Bestimmen einer Längsgeschwindigkeit V_x eines Fahrzeugs (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Prozessor einer Steuereinrichtung (4) verarbeitet wird.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 11, wobei die Steuereinrichtung (4) das Fahrunterstützungssystem (5) nach Anspruch 10 ist.