DE102021211169B4

DE102021211169B4 - Reifenumfangsbestimmung für angetriebene Achsen

Info

Publication number: DE102021211169B4
Application number: DE102021211169.6A
Authority: DE
Inventors: Kai Bretzigheimer; Mohanad Youssef
Original assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2021-10-04
Filing date: 2021-10-04
Publication date: 2023-05-11
Anticipated expiration: 2041-10-05
Also published as: WO2023057015A1; DE102021211169A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung zumindest eines Radumfangs eines Kraftfahrzeugs an einer angetriebenen Achse, wobei der Radumfang an der angetriebenen Achse aus einem Radumfang an einer nicht angetrieben Achse bestimmt wird, wobei ermittelt wird, ob ein freirollender Zustand des Kraftfahrzeugs vorliegt. In einem solchen freirollenden Zustand wird dann basierend auf Winkelgeschwindigkeiten eines Rades der angetriebenen Achse und eines Rades der nicht angetriebenen Achse ein Verhältnis der Radumfänge dieser beiden Räder ermittelt und der Radumfang des Rades der angetriebenen Achse aus dem Radumfang des Rades der nicht angetriebenen Achse und dem ermittelten Verhältnis der Radumfänge berechnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung zumindest eines Radumfangs eines Kraftfahrzeugs einer angetriebenen Achse.
Für automatisierte Parksysteme ist die genaue Abschätzung der aktuellen Fahrzeugposition ein entscheidender Faktor. Die geschätzte Fahrzeugposition wird benötigt, um das Fahrzeug auf einer geplanten Trajektorie in Richtung der finalen Parkposition zu bewegen. Die Fahrzeugposition wird ermittelt mit Hilfe der Impulse der Raddrehzahlsensoren, welche mit dem ABS-Bremssystem verbunden sind. Diese geben eine Information über den aktuellen Radrotationswinkel an. Bei bekanntem Radumfang kann daraus die longitudinale Bewegung des Fahrzeugs mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Bekannte Verfahren verwenden die von einem GPS-Signal bereitgestellte Geschwindigkeitsinformation gemeinsam mit den Radgeschwindigkeiten, um eine Abschätzung des Radumfangs vorzunehmen.
Ohne eine Anpassung des Radumfangswerts während des Betriebs gibt es eine zu große Unsicherheit dieser Größe. Beispielsweise für den Fall, dass die Reifen von Winterreifen auf Sommerreifen gewechselt werden, kann es zu einer Veränderung von 3 % im Reifenumfang kommen. Dabei handelt es sich um einen sehr großen Fehler im Vergleich zu den Anforderungen von modernen automatischen Parksystemen.
Aus der DE 10 2018 209 527 A1 ist ein Verfahren zum Erkennen, ob an einem Rad eines Kraftfahrzeugs eine Gleitschutzeinrichtung montiert ist bekannt. Dabei wird eine Winkelgeschwindigkeit des Rads mittels eines drehfest mit dem Rad verbundenen Signalgebers bestimmt, der pro Umdrehung des Rads mehrere Einzelsignale erzeugt, wobei Zeitabstände zwischen aufeinanderfolgenden Einzelsignalen bei konstanter Winkelgeschwindigkeit des Rads gleich sind.
Dabei ist vorgesehen, dass die Zeitabstände zwischen jedem Einzelsignal und dem jeweils unmittelbar nachfolgenden Einzelsignal auf Zeitunterschiede überwacht werden, und dass erkannt wird, dass die Gleitschutzeinrichtung an dem Rad montiert ist, wenn eine Abweichung erfasster Zeitunterschiede von einem Referenzwert einen vorgebbaren Schwellenwert übersteigt.
Aus der DE 10 2016 223 902 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung der Radumfänge bekannt. Dabei werden bei einer Geradeausfahrt die Umfangsverhältnisse der Räder zu einem beliebig ausgewählten Referenzrad bestimmt, indem die Drehgeschwindigkeiten aller vier Räder aufintegriert werden. Anschließend wird das Integral der Drehgeschwindigkeit des Referenzrades jeweils durch eines der Integrale der Drehgeschwindigkeiten der vier Räder geteilt, um das jeweilige Umfangsverhältnis, zu ermitteln.
Die DE 10 2016 103 637 A1 offenbart eine Einparkhilfe mit Berücksichtigung des Reifenradius. Dabei wird ein erlerntes Radiusverhältnis genutzt, das während Geradeausfahrt durch ein relatives Lernverfahren erlernt wird. Das relative Lernverfahren berechnet eine erste Reifenradiusschätzung. Die Untersuchungsbedingungen, die vor dem Einsetzen des relativen Lernverfahrens erfüllt worden sein sollen beinhalten einen von einem Lenksensor gelieferten Lenkwinkel, der kleiner als ein Schwellenlenkwinkel ist, und eine Fahrzeuggeschwindigkeit, die größer als eine Schwellenfahrzeuggeschwindigkeit ist. Die Untersuchungsbedingungen bestätigen, dass das Fahrzeug mit einem geringen Anteil von Radschlupf ungefähr geradeaus fährt.
Zur Radumfangsabschätzung werden heutzutage verschiedene Konzepte verwendet, die meist neben den Raddrehzahlsignalen Informationen aus einem Satellitennavigationssystem nutzen.
Diese Konzepte zur Bestimmung des Reifenumfangs können jedoch nur für nicht angetriebene Achsen akzeptable Genauigkeiten liefern. Sobald jedoch ein Motor die Räder einer Achse antreibt, tritt selbst bei einer Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit nicht zu vernachlässigender Radschlupf auf. Dies bedeutet, dass sich die angetriebenen Räder mit einer höheren Winkelgeschwindigkeit drehen, als sich das Fahrzeug tatsächlich bewegt. Dieser Radschlupf kann im Allgemeinen zwischen 0 und 7 % liegen und stört somit die Bestimmung des Reifenumfangs basierend auf Satellitendaten beträchtlich. Zeiten, in denen der Radschlupf zumindest annähernd 0 % beträgt sind im Allgemeinen zu kurz, um in dieser Zeitspanne eine Bestimmung des Reifenumfangs mittels eines GPS-Signals vorzunehmen. Die benötigte Genauigkeit der Reifenumfänge liegt bei etwa 0,1 %, um eine akzeptable Positionsbestimmung zu gewährleisten. Der Unterschied der Radumfänge der Vorderräder kann bis zu 3 % betragen, was der maximal möglichen gesetzlich erlaubten Abweichung entspricht. Selbst bei Verwendung von zwei identischen Reifen kann durch asymmetrische Abnutzung ein großer Unterschied entstehen. Für eine genaue Positionsbestimmung sind jedoch die Radumfänge von allen Rädern, angetriebenen und nicht angetriebenen, von Nöten.
Es ist demnach Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren anzugeben, welches eine genaue Bestimmung des Radumfangs der angetriebenen Achse angibt.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Ermittlung zumindest eines Radumfangs eines Kraftfahrzeugs an einer angetriebenen Achse, wobei der Radumfang an der angetriebenen Achse aus einem Radumfang an einer nicht angetrieben Achse bestimmt wird, wobei ermittelt wird, ob ein freirollender Zustand des Kraftfahrzeugs vorliegt. In einem solchen freirollenden Zustand wird dann basierend auf Winkelgeschwindigkeiten eines Rades der angetriebenen Achse und eines Rades der nicht angetriebenen Achse ein Verhältnis der Radumfänge dieser beiden Räder ermittelt und der Radumfang des Rades der angetriebenen Achse aus dem Radumfang des Rades der nicht angetriebenen Achse und dem ermittelten Verhältnis der Radumfänge berechnet. Insbesondere wird solange sich das Kraftfahrzeug in einem freirollenden Zustand befindet wiederholend eine Berechnung des Radumfangs der angetriebenen Achse vorgenommen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird von einem freirollenden Zustand ausgegangen, wenn zumindest eine, insbesondere alle, der folgenden Bedingungen erfüllt sind:

Ein Motor des Kraftfahrzeugs überträgt ein Moment auf die angetriebene Achse, welches innerhalb eines Minimalbereichs liegt. Der Minimalbereich gibt somit einen Bereich an, innerhalb welchem das auf die angetriebene Achse übertragene Moment für das erfindungsgemäße Verfahren unproblematisch ist. Ist das Moment betragsmäßig größer als dieser Bereich, kann hingegen nicht von einem freirollenden Fahrzeug ausgegangen werden. Das Moment auf die angetriebene Achse berechnet sich insbesondere aus dem Moment auf die Kurbelwelle und dem Übersetzungsverhältnis. Das Moment auf die Kurbelwelle ergibt sich wiederum aus dem Motormoment abzüglich eines Reibungsmoments. Informationen zu dem aktuellen Motormoment und dem aktuellen Reibungsmoment werden von einer Motorsteuerung auf einem Fahrzeugbus zur Verfügung gestellt. Für Verbrennungsmotoren schätzt die Motorsteuerung das aktuelle Motormoment basierend auf der Menge an Treibstoff in einem Zylinder und dem erzeugten Druck nach der Zündung ab. Dabei werden die Geometrien von Zylinderkolben und
Kurbelwelle in Betracht gezogen. Das Reibungsmoment ergibt sich aus allen Verbrauchern, die durch den Motor versorgt werden und nicht zum Antrieb des Fahrzeugs genutzt werden. Beispiele hierfür sind eine Klimaanlage oder ein Stromgenerator für die Scheinwerfer. In Elektrofahrzeugen kann das Motormoment durch den Inverter des elektrischen Antriebs bestimmt werden. Das Übersetzungsverhältnis ist das Verhältnis zwischen der
Umdrehungsgeschwindigkeit der Räder und des Motors, welches maßgeblich durch das Getriebe und das Differential bestimmt sind.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt der Minimalbereich asymmetrisch um den Nullpunkt. Bevorzugt ist die Asymmetrie größer als 50Nm. Ein Motor kann ein Antriebsmoment, also ein positives Moment auf die Achse übertragen oder ein Schleppmoment, das heißt ein negatives Moment. Es hat sich gezeigt, dass das Verfahren besonders genaue Werte liefert, wenn eine positive Grenze für das Antriebsmoment betragsmäßig kleiner gewählt ist als die negative Grenze für ein Schleppmoment.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt der Minimalbereich innerhalb -100Nm und +20Nm. Bevorzugt weist der Minimalbereich die untere Grenze bei -80Nm und die obere Grenze bei 0Nm auf.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird nur von einem freirollenden Zustand ausgegangen, wenn zusätzlich die folgende Bedingung erfüllt ist: Ein Gaspedal des Kraftfahrzeugs ist weniger als eine Grenzbetätigung betätigt. Als Grenzbetätigung kann ein Grenzwert zwischen 0% und 10 %, bevorzugt zwischen 2 % und 7 %, besonders bevorzugt 5 % angenommen werden.
Eine weitere Bedingung ist, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit einen Grenzwert übersteigt. Beispielsweise kann hierzu überprüft werden ob die Hinterräder des Kraftfahrzeugs schneller als eine Grenzgeschwindigkeit rotieren, wobei als Grenzgeschwindigkeit ein Wert zwischen 0,1 und 1 Umdrehungen pro Sekunde, bevorzugt 0,5 Umdrehungen pro Sekunden gewählt werden kann. Hierdurch wird die Genauigkeit des Verfahrens wesentlich verbessert.
In einer weiteren Bedingung wird geprüft, ob ein Lenkradwinkel des Kraftfahrzeugs kleiner ist als ein Grenzwinkel, der bevorzugt zwischen 30° und 60°, besonders bevorzugt zwischen 40° und 50° besonders bevorzugt bei 45° gewählt ist. Auch in derartigen starken Lenksituation ergibt sich ein großer Unterschied der Drehgeschwindigkeiten zwischen den kurveninneren und den kurvenäußeren Rädern, welcher die Genauigkeiten des Verfahrens negativ beeinflussen würde.
Das Kraftfahrzeug ist ungebremst. Auch für die Feststellung, ob das Fahrzeug ungebremst ist, kann ein passender Grenzwert, beispielsweise für den Bremsdruck gewählt werden oder einfach der Status des Bremslichtschalters. Alternativ kann auch eine Fahrzeugverzögerung aus der Änderung der Radgeschwindigkeiten bestimmt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Winkelgeschwindigkeiten der Räder mittels eines Tiefpassfilters gefiltert, wobei die Grenzfrequenz bevorzugt bei 0,5 bis 2 Hz, besonders bevorzugt bei 1 Hz gewählt ist. Bei einer Abweichung des ungefilterten Signals vom gefilterten Signal größer als ein Grenzwert wird das Kraftfahrzeug als nicht in einem freirollenden Zustand angenommen. Als Grenzwert kann insbesondere 0,1 bis 0,5 rad/s, bevorzugt 0,25 rad/s gewählt werden. Auch wenn alle der vorstehenden Bedingungen erfüllt sind, kann das Fahrzeug insbesondere durch Fahrbahnschäden kleine Oszillationen aufweisen, welche die Bestimmung des Verhältnisses stören. Phasen mit derartigen Oszillationen werden durch eine derartige Ausführungsform erkannt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Verhältnis für jede Seite des Kraftfahrzeugs gesondert berechnet. Das heißt insbesondere für den Fall einer angetriebenen Vorderachse, dass der Radumfang des vorderen linken Rades aus dem Radumfang des hinteren linken Rades bestimmt wird und der Radumfang des vorderen rechten Rades aus dem Radumfang des hinteren rechten Rades bestimmt wird. Bei heckgetriebenen Fahrzeugen entsprechend umgekehrt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gehen in die Berechnung des Verhältnisses der Radumfänge außerdem ein Kurvenfaktor des Rades der angetriebenen Achse und ein Kurvenfaktor des Rades der nicht angetriebenen Achse ein. Diese Kurvenfaktoren tragen den unterschiedlichen Radgeschwindigkeiten bei Kurvenfahrten Rechnung. Das bedeutet insbesondere, dass durch den Kurvenfaktor die Radgeschwindigkeit eines Rades auf eine virtuelle Radgeschwindigkeit eines zentralen Rades umgerechnet wird.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Verhältnis der Radumfänge berechnet nach $\frac{ω_{R} \cdot k_{R}}{ω_{F} \cdot k_{F}},$
mit den Winkelgeschwindigkeiten ω und den Kurvenfaktoren k, jeweils für ein Vorderrad und ein Hinterrad, beziehungsweise ein nicht angetriebenes Rad und ein angetriebenes Rad. Es werden somit im Prinzip die auf ein virtuelles zentrales Rad umgerechneten Winkelgeschwindigkeiten ins Verhältnis gesetzt.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Kurvenfaktoren basierend auf dem Lenkwinkel und der Fahrzeuggeometrie bestimmt. Als Fahrzeuggeometrie können insbesondere die Spurweite an der Hinterachse und der Achsabstand in die Berechnung eingehen. Somit wird die Bestimmung immer exakt für das jeweilige Fahrzeug vorgenommen, wodurch die Genauigkeit enorm gesteigert wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Radumfang der nicht angetriebenen Achse aus Daten zumindest eines Raddrehzahlsensors und einer Satellitennavigation bestimmt. Im einfachsten Fall wird eine zurückgelegte Strecke aus den Satellitendaten durch eine Anzahl an Umdrehungen aus Daten des Raddrehzahlsensors geteilt, um den Radumfang zu erhalten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Messwert der Satellitennavigation Positionsdaten und/oder Längeninformationen. Im einfachsten Fall wird eine zurückgelegte Strecke aus den Satellitendaten durch eine Anzahl an Umdrehungen aus Daten des Raddrehzahlsensors geteilt, um den Radumfang zu erhalten. Es werden entsprechend keine Geschwindigkeitsinformationen der Satellitennavigation genutzt. Wird für die Radumfangsabschätzung hingegen die GPS-Geschwindigkeit und die Radgeschwindigkeiten verwendet, so ist die Genauigkeit dieser Abschätzung nicht ausreichend, da die Genauigkeit der GPS-Geschwindigkeit im niedrigen Geschwindigkeitsbereich, wie bei Parkmanövern, nicht hoch genug ist. Bei hohen Geschwindigkeiten wird das GPS-Signal wesentlich genauer, jedoch ist dann der tatsächliche Reifenumfang aufgrund von Temperatureffekten größer. Für die Verwendung bei automatisierten Parkmanövern wird der Reifenumfang bei niedrigen Geschwindigkeiten benötigt.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Daten des zumindest einen Raddrehzahlsensors und der Satellitennavigation einem Kalmanfilter zugeführt der dazu eingerichtet ist, den Radumfang der nicht angetriebenen Achse zu bestimmen.
Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, welches dazu eingerichtet ist, eines der vorstehenden Verfahren durchzuführen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch durch die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen. Dabei gehören alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination zum Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.

1 zeigt schematisch ein Fahrzeug mit für das erfindungsgemäße Verfahren relevanten Größen,
2 zeigt ein Diagramm mit Daten eines Drehzahlsensors bei einer sich verlangsamenden Fahrt mit Oszillationen durch Fahrbahnunebenheiten,
3 zeigt das berechnete Verhältnis der Radumfänge in freirollenden Zuständen und Lücken in nicht freirollenden Zuständen,
4 zeigt das berechnete Verhältnis der Radumfänge in einem freirollenden Zustand mit gefilterten Daten;

Das Fahrzeug 1 der 1 weist vier Räder auf, ein rechtes Vorderrad 2, ein rechtes Hinterrad 3, ein linkes Vorderrad 4 und ein linkes Hinterrad 5. Zusätzlich ist ein zentrales Rad 6 eingezeichnet, bei dem es sich um ein virtuelles Rad handelt, dessen Parameter, wie der Radwinkel oder Umdrehungsgeschwindigkeiten berechnet werden können. Bei einer Kurvenfahrt bewegen sich die vier Räder des Kraftfahrzeugs 2, 3, 4, 5 sowie das virtuelle zentrale Rad auf Kreisen um einen Mittelpunkt M. Das rechte Vorderrad 2 weist dabei einen Radius R_FR auf, das rechte Hinterrad 3 einen Radius R_RR, das linke Vorderrad 4 einen Radius R_FL und das linke Hinterrad 5 einen Radius R_RL. Das dargestellte Fahrzeug 1 ist vorderradgetrieben, wobei die Hinterräder 3, 5 nicht angetrieben sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren setzt nun voraus, dass die Radumfänge der nicht angetriebenen Hinterräder 3, 5 bekannt ist. Diese können beispielsweise durch Vergleich von Satellitennavigationsdaten mit den Daten der Raddrehzahlsensoren ermittelt werden. Zur Ermittlung der Radumfänge C_FL, C_FR der Vorderräder 2, 4 wird nun überwacht, wann sich das Kraftfahrzeug 1 in einem freirollenden Zustand befindet. Diese Überwachung umfasst mehrere Bedingungen und geht nur von einem freirollenden Zustand aus, wenn alle Bedingungen erfüllt sind.
Als erste Bedingung wird überprüft, ob ein Gaspedal des Kraftfahrzeugs weniger als 5 % betätigt ist. Weiter wird das durch den Motor auf die angetriebene Achse übertragene Moment überwacht. Nur wenn das Moment zwischen 0 und -80Nm beträgt, ist die Bedingung erfüllt. Eine weitere Bedingung ist, dass die Hinterräder des Kraftfahrzeugs schneller als 0,5 Umdrehungen pro Sekunden drehen. Außerdem wird geprüft, ob der Lenkradwinkel kleiner als 45° ist. Als letzte Bedingung muss das Fahrzeug ungebremst sein.
Auch wenn all diese Bedingungen erfüllt sind, können die Winkelgeschwindigkeiten der Räder kleine Oszillationen aufweisen, welche insbesondere durch schlechte Fahrbahnbedingung verursacht werden können. Dies ist in 2 dargestellt, welche ein Diagramm mit der Winkelgeschwindigkeit 7 des linken Vorderrads und der Winkelgeschwindigkeit 8 des rechten Vorderrads zeigt. Auf der x-Achse ist eine Zeitkoordinate aufgetragen. In einem Bereich von etwa 8800 bis 8900 weist die Winkelgeschwindigkeit 7 des linken Vorderrads Oszillationen auf. In einem Bereich von etwa 8950 bis 9000 weist die Winkelgeschwindigkeit 8 des linken Hinterrads Oszillationen auf. Diese können etwa dadurch erkannt werden, indem das ungefilterte Signal der Winkelgeschwindigkeit mit einem Tiefpass gefilterten Signal verglichen wird. Die Grenzfrequenz des Tiefpasses kann auf 1Hz eingestellt werden. Ist die Abweichung in einem Bereich größer als 0,25 rad/s, so weist dieser Bereich Oszillationen auf. Das Fahrzeug wird zu diesen Zeiten nicht als freirollend angenommen.
Sind alle Bedingung erfüllt und das Fahrzeug 1 ist daher in einem freirollenden Zustand, werden die Radumfänge der angetriebenen Räder aus den Radumfängen der nicht angetriebenen Räder berechnet.
Dazu ist vorgesehen, in einem weiteren Schritt aus dem Lenkradwinkel, also der aktuellen Lenkradposition, einen virtuellen Vorderradwinkel α_c, also den Radwinkel des virtuellen zentralen Rades 6, zu bestimmen. Diese Bestimmung nutzt hierzu eine charakteristische Umrechnungskurve, da das Übersetzungsverhältnis abhängig von dem Lenkradwinkel ist. Das Übersetzungsverhältnis ist hierbei bei kleineren Lenkradwinkeln größer als bei großen Lenkradwinkeln.
Aus diesem Vorderradwinkel α_c werden nun zusammen mit der Spurweite der Hinterachse tw_rear und dem Achsabstand W die Radwinkel α_FR, α_FL der beiden Vorderräder 2, 4 berechnet, mittels der Formel $α_{i} = {tan}^{- 1} (\frac{1}{\frac{1}{tan (| α_{c} |)} \pm \frac{t w_{r e a r}}{W \cdot 2}})$
Dabei gilt das Pluszeichen für die Vorderräder und das Minuszeichen für die Hinterräder.
Aus diesen Winkeln können nun die Krümmungen κ_FL, κ_FR,, κ_RL, κ_RR, κ_C der einzelnen Bewegungspfade der Räder 2, 3, 4, 5, und des virtuellen Bewegungspfads des zentralen Rads 6 berechnet werden. $K_{F L} = \frac{sin α_{F L}}{W}$
$K_{F R} = \frac{sin α_{F R}}{W}$
$K_{R L} = \frac{tan α_{F L}}{W}$
$K_{R R} = \frac{tan α_{F R}}{W}$
$K_{C} = \frac{tan α_{C}}{W}$
Die Kurvenfaktoren k ergeben sich dann nach: $k_{F L} = \frac{K_{F L}}{K_{C}}$
$k_{R L} = \frac{K_{F L}}{K_{C}}$
$k_{R L} = \frac{K_{R L}}{K_{C}}$
$k_{R R} = \frac{K_{R R}}{K_{C}}$
Die Kurvenfaktoren k geben daher Umrechnungsfaktoren an, mit dem die Winkelgeschwindigkeiten der einzelnen Räder 2, 3, 4, 5 auf eine entsprechende Winkelgeschwindigkeit des zentralen Rades umgerechnet wird. Dadurch werden die Unterschiede der Winkelgeschwindigkeiten, welche auf die Kurvenfahrt zurückzuführen sind, aus den Messwerten herausgerechnet.
Das Verhältnis der Radumfänge ergibt sich daher zu $\frac{ω_{R} \cdot k_{R}}{ω_{F} \cdot k_{F}} .$
In 3 ist nun für die linke Seite des Fahrzeugs dieses Verhältnis 9 aufgetragen. Das Diagramm zeigt deutlich Phasen 10 in denen das Fahrzeug 1 freirollend ist und somit Messwerte aufweisen, die von Phasen 11 unterbrochen werden, in denen das Fahrzeug 1 nicht freirollend war, in denen die Messwerte daher Lücken aufweisen.
In 4 ist nun eine lange Phase 10 dargestellt in der das Fahrzeug 1 freirollend war und somit das Verhältnis 9 bestimmt werden konnte. Die Messdaten wurden in diesem Bereich einer Filterung unterzogen, was einen recht konstanten Wert 12 von 1,0009 ergibt.
Damit ergeben sich die Radumfänge an der angetriebenen Achse zu: $C_{F L} = \frac{ω_{R L} \cdot k_{R L}}{ω_{F L} \cdot k_{F L}} \cdot C_{R L}$
$C_{F R} = \frac{ω_{R R} \cdot k_{R R}}{ω_{F R} \cdot k_{F R}} \cdot C_{R R}$
Für einen Radumfang C_RL an der Hinterachse von 2,065 m ergibt sich somit der Radumfang an der Vorderachse zu 2,067m.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es daher möglich die Radumfänge der angetriebenen Räder sehr exakt zu bestimmen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Rechtes Vorderrad
3: Rechtes Hinterrad
4: Linkes Vorderrad
5: Linkes Hinterrad
6: Zentrales virtuelles Rad
7: Winkelgeschwindigkeit vorne links
8: Winkelgeschwindigkeit hinten links
9: Verhältnis
10: Freirollende Phase
11: Nicht freirollende Phase
12: Gefiltertes Verhältnis

Claims

Verfahren zur Ermittlung zumindest eines Radumfangs eines Kraftfahrzeugs (1) an einer angetriebenen Achse, dadurch gekennzeichnet, dass der Radumfang an der angetriebenen Achse aus einem Radumfang an einer nicht angetrieben Achse bestimmt wird, wobei ermittelt wird, ob ein freirollender Zustand des Kraftfahrzeugs (1) vorliegt, wobei in dem freirollenden Zustand basierend auf Winkelgeschwindigkeiten (7, 8) eines Rades (2, 4) der angetriebenen Achse und eines Rades (3, 5) der nicht angetriebenen Achse ein Verhältnis der Radumfänge dieser beiden Räder ermittelt wird und wobei der Radumfang des Rades (2, 4) der angetriebenen Achse aus dem Radumfang des Rades (3, 5) der nicht angetriebenen Achse und dem ermittelten Verhältnis der Radumfänge berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein freirollender Zustand vorliegt, wenn zumindest eine, insbesondere alle, der folgenden Bedingungen erfüllt sind: - Ein Motor des Kraftfahrzeugs (1) ein Moment auf die angetriebene Achse überträgt, welches innerhalb eines Minimalbereichs liegt. - Eine Fahrzeuggeschwindigkeit einen Grenzwert übersteigt. - Ein Lenkradwinkel des Kraftfahrzeugs (1) kleiner als ein Grenzwinkel ist, - Das Kraftfahrzeug (1) ungebremst ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Minimalbereich asymmetrisch um den Nullpunkt liegt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Minimalbereich innerhalb -100Nm und +20Nm liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein freirollender Zustand vorliegt, wenn zusätzlich ein Gaspedal des Kraftfahrzeugs (1) weniger als eine Grenzbetätigung betätigt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelgeschwindigkeiten (7, 8) der Räder mittels eines Tiefpassfilters gefiltert werden und bei einer Abweichung der ungefilterten Winkelgeschwindigkeiten (7, 8) von den gefilterten Winkelgeschwindigkeiten größer als ein Grenzwert das Kraftfahrzeug (1) als nicht in einem freirollenden Zustand angesehen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis für jede Seite des Kraftfahrzeugs (1) gesondert berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Berechnung des Verhältnisses der Radumfänge außerdem ein Kurvenfaktor des Rades (2, 4) der angetriebenen Achse und ein Kurvenfaktor des Rades (3, 5) der nicht angetriebenen Achse eingeht, die den unterschiedlichen Radgeschwindigkeiten bei Kurvenfahrten Rechnung tragen.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Radumfänge berechnet wird nach $\frac{ω_{R} \cdot k_{R}}{ω_{F} \cdot k_{F}} .$
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenfaktoren basierend auf dem Lenkwinkel und der Fahrzeuggeometrie bestimmt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radumfang der nicht angetriebenen Achse aus Daten zumindest eines Raddrehzahlsensors und einer Satellitennavigation und/oder eines Radarsensors bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwert der Satellitennavigation Positionsdaten und/oder Längeninformationen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten des zumindest einen Raddrehzahlsensors und der Satellitennavigation einem Kalmanfilter zugeführt werden, der dazu eingerichtet ist, den Radumfang der nicht angetriebenen Achse zu bestimmen.
Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 durchzuführen.