DE10314998B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Offsetwerts eines Längsbeschleunigungssensors - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Offsetwerts eines Längsbeschleunigungssensors Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Ermittlung eines Offsetwertes eines in einem Fahrzeug einbaubaren Längsbeschleunigungssensors, bei dem- in einem Fahrzeugstillstand aus einem Ausgangssignal des Längsbeschleunigungssensors eine erste eine Fahrbahnneigung repräsentierende Neigungsgröße (a1) ermittelt wird,- während einer auf den Fahrzeugstillstand folgenden Fahrzeugbewegung eine zweite die Fahrbahnneigung repräsentierende Neigungsgröße (a2) ermittelt wird,- wobei die zweite Neigungsgröße (a2) unabhängig vom Ausgangssignal des Längsbeschleunigungssensors während eines Anrollvorgangs des Fahrzeugs ermittelt wird, bei dem am Fahrzeug seit dem Stillstand keine betriebsbedingten Verzögerungsvorgänge und keine motorbedingten Beschleunigungsvorgänge stattgefunden haben,- und bei dem aus den Fahrbahnneigung repräsentierenden ersten und zweiten Neigungsgrößen (a1,a2) der Offsetwert der die Fahrbahnneigung repräsentierenden ersten Neigungsgröße (aoffset) ermittelt wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung des Offsetwerts eines Längsbeschleunigungssensors.
  • Aus der DE 100 41 444 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung von Radbremsen eines Fahrzeugs bekannt. Dabei werden in wenigstens einem Betriebszustand Bremskraft an wenigstens einem Rad des Fahrzeugs unabhängig vom Maß der Pedalbetätigung gehalten und/oder aufgebaut. Ein solcher Betriebszustand liegt dabei dann vor, wenn die Fahrbahnsteigung in Richtung der zukünftigen Fahrtrichtung des Fahrzeugs zeigt und/oder wenn die Feststellbremse betätigt ist. Diese Funktionalität ist auch unter dem Begriff des „Hillholders“ bekannt und beinhaltet einen Neigungssensor, aus welchem die Steigung der Fahrbahn und deren Richtung abgeleitet wird. Maßnahmen zur Überwachung des Neigungssensors und insbesondere der Bestimmung von dessen Offsetwert sind der DE 100 41 444 A1 nicht zu entnehmen.
  • Die DE 691 12 190 T2 befasst sich mit einem Beschleunigungsmesser, der zum Berechnen der Fahrzeugschätzgeschwindigkeit eines Motorfahrzeuges verwendet wird und insbesondere einer Nullpunkt-Korrekturvorrichtung dafür.
  • Aus der JP H07-159 438 A ist eine Korrekturvorrichtung für Beschleunigungssensoren bekannt. Diese erlaubt die korrekte Unterscheidung zwischen einer geneigten Fahrbahn und einer Nullpunktsverschiebung eines Beschleunigungssensors.
  • Die JP H07-301 641 A offenbart eine Korrekturvorrichtung für Beschleunigungssensoren, um den Einfluss der Fahrbahnneigung auf deren Ausgangssignale zu eliminieren.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Offsetwertes eines in einem Fahrzeug einbaubaren Längsbeschleunigungssensors, bei dem
    • - im Fahrzeugstillstand aus dem Ausgangssignal des Längsbeschleunigungssensors eine erste die Fahrbahnneigung repräsentierende Neigungsgröße ermittelt wird,
    • - während einer auf den Fahrzeugstillstand folgenden Fahrzeugbewegung eine zweite die Fahrbahnneigung repräsentierende Neigungsgröße ermittelt wird und
    • - aus den die Fahrbahnneigung repräsentierenden ersten und zweiten Neigungsgrößen der Offsetwert der die Fahrbahnneigung repräsentierenden ersten Neigungsgröße ermittelt wird.
    Die Kenntnis des Offsetwertes des Längsbeschleunigungssensors bzw. Neigungssensors erlaubt vorteilhafterweise einen Abgleich des Sensors (d.h. die Korrektur von dessen Ausgangssignalen). Durch den Sensorabgleich ist es möglich, einen preisgünstigeren (dafür jedoch mit einer höheren Toleranz versehenen) Längsbeschleunigungssensor zu verwenden.
    Beim Offsetwert des Neigungssensors bzw. Längsbeschleunigungssensors handelt es sich um denjenigen Wert des Sensors, welcher durch dessen Ausgangssignal repräsentiert wird, wenn sich das Fahrzeug (und damit der Sensor) in einer horizontalen Position (ebene Fahrbahn) sowie in einem beschleunigungslosen Zustand befinden. Idealerweise ist dieser Wert identisch mit Null, da weder eine Längsneigung der Fahrbahn noch eine Beschleunigung vorhanden sind. Infolge von Bauteiletoleranzen und weiteren Einflüssen ist dieser Wert jedoch von Null verschieden. Diese Verschiebung gegenüber Null wird als Offsetwert bezeichnet. Die Begriffe „Neigungssensor“ und „Längsbeschleunigungssensor“ werden in der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen synonym verwendet, d.h. es handelt sich um denselben Sensor, welcher sowohl eine Längsbeschleunigung als auch eine Längsneigung der Fahrbahn detektiert. Dies hängt damit zusammen, dass im Beschleunigungsfall die Trägheitskraft auf den Sensor wirkt und im Falle einer geneigten Fahrbahn eine Komponente der Erdanziehungskraft auf den Sensor wirkt, welche nicht unterschieden werden können. Dabei wird die zweite Neigungsgröße während eines Anrollvorgangs des Fahrzeugs ermittelt, bei dem am Fahrzeug seit dem Stillstand keine bremsbedingten Verzögerungsvorgänge und keine motorbedingten Beschleunigungsvorgänge stattgefunden haben. Dadurch werden die Ermittlung des Offsetwerts verfälschende Einflüsse unterdrückt.
  • Weiter wird die zweite Neigungsgröße unabhängig vom Ausgangssignal des Längsbeschleunigungssensors ermittelt. Damit geht der zu ermittelnde Offsetwert des Längsbeschleunigungssensors nicht in die zweite Neigungsgröße ein.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der zweiten Neigungsgröße zeitlich so eng nach der Ermittlung der ersten Neigungsgröße folgt, dass sich der Neigungswinkel der Fahrbahn an den Fahrzeugpositionen, an welchen die erste und zweite Neigungsgröße ermittelt werden, nicht oder nur unwesentlich unterscheidet.
    Das bedeutet, dass die zurückgelegte Wegstrecke des Fahrzeugs zwischen der Ermittlung der beiden Neigungsgrößen so gering ist, dass sich der Neigungswinkel der Fahrbahn an der jeweiligen Fahrzeugposition nicht oder nur vernachlässigbar geringfügig geändert hat.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine ermittelte Raddrehzahl in die Ermittlung der zweite Neigungsgröße eingeht. Raddrehzahlsensoren sind in modernen Fahrzeugen serienmäßig enthalten. Deshalb ist bei dieser Ausgestaltung kein zusätzlicher Aufwand notwendig.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform davon ist dadurch gekennzeichnet, dass
    • - aus der wenigstens einen ermittelten Raddrehzahl die Fahrzeuglängsbeschleunigung ermittelt wird und
    • - die Fahrzeuglängsbeschleunigung in die Ermittlung der zweiten Neigungsgröße eingeht.
    Auch diese Ausgestaltung bietet den Vorteil eines minimalen Aufwands bei der Realisierung.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich der Offsetwert der die Fahrbahnneigung repräsentierenden ersten Neigungsgröße aus der Differenz der zweiten Neigungsgröße und der ersten Neigungsgröße ergibt.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass in die Ermittlung der ersten Neigungsgröße ausschließlich das Ausgangssignal des Längsbeschleunigungssensors eingeht. Damit ist die erste Längsbeschleunigungsgröße auf eine besonders einfache Art und Weise ermittelbar.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Neigungsgröße durch Auswertung des Ausgangssignals des Längsbeschleunigungssensors ermittelt wird. Damit kann der Offsetwert ohne Verwendung weiterer Sensoren ermittelt werden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass
    • - das Ausgangssignal des Längsbeschleunigungssensors durch einen Tiefpass gefiltert wird und
    • - die zweite Neigungsgröße wenigstens durch Auswertung des tiefpassgefilterten Ausgangssignals ermittelt wird.
    Dadurch werden hochfrequente Störeinflüsse unterdrückt.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Neigungsgröße durch Auswertung der Änderung des tiefpassgefilterten Ausgangssignals pro Zeiteinheit ermittelt wird.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung des tiefpassgefilterten Ausgangssignals pro Zeiteinheit gleich zu Beginn des Bewegungsvorgangs der Fahrzeugs ermittelt wird. Dadurch wird eine besonders genaue Ermittlung des Offsetwertes ermöglicht, da von der Fahrzeugbewegung herrührend Einflüsse auf das Sensorausgangssignal noch keine nennenswerte Höhe erreicht haben.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung des Offsetwertes eines in einem Fahrzeug einbaubaren Längsbeschleunigungssensors enthält
    • - erste Ermittlungsmittel, in denen im Fahrzeugstillstand aus dem Ausgangssignal des Längsbeschleunigungssensors eine erste die Fahrbahnneigung repräsentierende Neigungsgröße ermittelt wird,
    • - zweite Ermittlungsmittel, in denen während einer auf den Fahrzeugstillstand folgenden Fahrzeugbewegung eine zweite die Fahrbahnneigung repräsentierende Neigungsgröße (a2) ermittelt wird und
    • - dritte Ermittlungsmittel, in denen aus den die Fahrbahnneigung repräsentierenden ersten und zweiten Neigungsgrößen (a1, a2) der Offsetwert der die Fahrbahnneigung repräsentierenden ersten Neigungsgröße (aoffset) ermittelt wird.
  • Dabei wird die zweite Neigungsgröße unabhängig vom Ausgangssignal des Längsbeschleunigungssensors während eines Anrollvorgangs des Fahrzeugs ermittelt, bei dem am Fahrzeug seit dem Stillstand keine bremsbedingten Verzögerungsvorgänge und keine motorbedingten Beschleunigungsvorgänge stattgefunden haben,
  • Figurenliste
  • Die Zeichnung besteht aus den 1 bis 6.
    • 1 zeigt die in Fahrzeuglängsrichtung wirkende Komponente der Erdbeschleunigung bei einer in Längsrichtung geneigten Fahrbahn.
    • 2 zeigt die auf das anrollende Fahrzeug wirkenden Kräfte.
    • 3 zeigt in einem Ausführungsbeispiel den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.
    • 4 zeigt in einem Ausführungsbeispiel den Aufbau des erfindungsgemäßen Vorrichtung.
    • 5 zeigt in schematischer Form die Signalverläufe bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
    • 6 zeigt in einem zweiten Ausführungsbeispiel den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Ausführungsbeispiele
  • In Kraftfahrzeugen werden Längsbeschleunigungssensoren beispielsweise zur Ermittlung der Längsneigung der Fahrbahn eingesetzt. Befindet sich das Fahrzeug auf einer in Fahrzeuglängsrichtung um den Winkel α geneigten Fahrbahn, dann wirkt in die Fahrzeuglängsrichtung die Komponente g*sinα der Erdbeschleunigung g (siehe 1). Diese Komponente wird von einem im Fahrzeug befindlichen Längsbeschleunigungssensor erfasst und aus dessen Ausgangssignal kann deshalb auf den Neigungswinkel α der Fahrbahn geschlossen werden.
  • Das Ausgangssignal des Längsbeschleunigungssensors weist jedoch häufig eine Offset-Toleranz aus. Das bedeutet, dass auf einer ebenen Fahrbahn (α = 0) für ein ruhendes Fahrzeug fälschlicherweise eine von Null verschiedene Komponente g*sinα ermittelt wird. Diese Toleranz (d.h. dieser Offsetwert des Längsbeschleunigungssignals) kann beispielsweise durch die Alterung des Sensors oder durch Temperatureffekte hervorgerufen sein.
  • Die Erfindung vergleicht eine über Fahrzeugsignale (insbesondere der Radgeschwindigkeitssensoren) berechneten Wert g*sin(α) mit einer bei Fahrzeugstillstand zu Beginn der Bewegung durch den Längsbeschleunigungssensor ermittelten und gespeicherten Komponente g*sin(α). Dadurch wird ein Abgleich des Sensors ermöglicht. Durch den Sensorabgleich ist es möglich, einen preisgünstigeren (dafür jedoch mit einer höheren Toleranz versehenen) Längsbeschleunigungssensor zu verwenden.
  • Im folgenden wird die Erfindung detailliert beschrieben:
  • Ausgangszustand:
  • Das Fahrzeug befindet sich im Stillstand (z.B. geparkter Zustand) an einem in Fahrzeuglängsrichtung geneigten Hang.
  • Schritt 1:
  • Mit dem im Fahrzeug vorhandenen Längsbeschleunigungssensor wird die Komponente a1 = g*sinα der Erdbeschleunigung g (und damit der Neigungswinkel α ermittelt und gespeichert.
  • Anrollzustand 2:
  • Als nächster Zustand wird ein auf den Stillstand folgender Anrollvorgang betrachtet. Dieser Anrollvorgang muss ohne Eingriffe am Fahrzeug , welche zur Beschleunigung oder Verzögerung führen (z.B. Bremsen, Gas geben,...) erfolgen.
  • Schritt 2:
  • Es wird der Neigungswinkel α der Fahrbahn in Fahrzeuglängsrichtung ermittelt. Während des Rollvorgangs wirken auf das Fahrzeug die folgenden relevanten Kräfte:
    • - die Reibungskraft FR und
    • - die Hangabtriebskraft FH = m*g*sinα
    Die Newtonsche Bewegungsgleichung ergibt mit diesen Kräften die folgende Beschleunigung a für das Fahrzeug: m*a = F H − F R .
    Figure DE000010314998B4_0001
    Dabei ist m die Fahrzeugmasse, die Reibungskraft FR ergibt sich zu F R = μ *m*g*cos α .
    Figure DE000010314998B4_0002
    Dabei ist µ die Rollreibung und m*g*cosα ist die vom Fahrzeug senkrecht auf die Fahrbahn wirkende Normalkraft.
  • Damit ergibt sich für die Bewegungsgleichung m*a = m*g*sin α − μ *m*g*cos α .
    Figure DE000010314998B4_0003
  • Die Fahrzeugmasse m kürzt sich heraus und damit ergibt sich die auf das Fahrzeug beim Anrollvorgang einstellende Beschleunigung a zu a = g * ( α − µ * c o s α ) = g * ( α − s q r t ( 1 − α * α ) ) .
    Figure DE000010314998B4_0004
    Dabei kennzeichnet sqrt die Quadratwurzelfunktion und es wurde Gebrauch von der trigonometrischen Beziehung c o s α = s q r t ( 1 − α * α )
    Figure DE000010314998B4_0005
    gemacht.
  • Damit ergibt sich sin α = [ a + μ *g*sqrt ( 1 − ( a 2 /g 2 ) + μ 2 ) ] / [ g* ( 1 + μ 2 ) ]
    Figure DE000010314998B4_0006
    wobei die Notation „g^2“ den Ausdruck g*g kennzeichnet.
    In Gleichung (1) ist g die Erdbeschleunigung (g = 9.81 m/s^2) µ ist die Rollreibung. a ist die Fahrzeuglängsbeschleunigung, welche aus den Raddrehzahlen (z.B. durch zeitliche Differentiation) ermittelt werden kann.
  • Damit erlaubt Gleichung (1) die Berechnung des Neigungswinkels α ohne Zuhilfenahme des Ausgangssignals des Längsbeschleunigungssensors.
  • Schritt 3:
  • Ausgehend vom ermittelten Neigungswinkel α kann nun auch die Komponente g*sinα der Erdbeschleunigung ermittelt werden: a 2 = g*sin α = [ a + μ *g*sqrt ( 1 − a 2 /g 2 + μ 2 ) ] / [ 1 + μ 2 ]
    Figure DE000010314998B4_0007
    Auch hier ist zu bemerken, dass die Größe g*sin(α) ohne Zuhilfenahme des Ausgangssignals des Längsbeschleunigungssensors ermittelt wurde. Bei der Größe a2 handelt es sich um die Fahrzeuglängsrichtung wirkende Komponente der Erdbeschleunigung.
  • Schritt 4:
  • Anschließend wird die in Schritt 3 ermittelte genauere Größe a2 mit der in Schritt 1 durch den Längsbeschleunigungssensor gemessenen und offset-behafteten Größe a1 verglichen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass
    • - genauere Größe a2 während des Anrollvorgangs ermittelt wurde und
    • - die „offsetbehaftete“ Größe a1 während des Stillstands gemessen wurde.
    Die Größe a2 wurde nicht unter Zuhilfenahme der Ausgangssignale des Längsbeschleunigungssensors ermittelt. Deshalb ist sie auch nicht mit dessen Offsetwert behaftet und kann als „genauere Größe“ bezeichnet werden.
  • Weiter ist noch vorauszusetzen, dass die Größe a2 so schnell zu Beginn des Anrollvorgangs ermittelt wird, dass sich der Neigungswinkel α beim Anrollzustand nur sehr unwesentlich gegenüber dem Neigungswinkel beim Ausgangszustand verändert hat.
  • Der Offsetwert aoffset des Längsbeschleunigungssensors ergibt sich als Differenz aoffset = a1 - a2 .
  • Der Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 3 dargestellt. Der Start des Verfahrens erfolgt in Block 300. Anschließend wird in Block 301 abgefragt, ob sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, die Abfrage lautet v = 0?. v ist dabei die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit. Lautet die Antwort „Nein“ (in 3 stets als „n“ gekennzeichnet), dann wird zu Block 300 zurückverzweigt. Lautet die Antwort dagegen „Ja“ (in 3 stets als „y“ gekennzeichnet), dann wird anschließend in Block 302 das Ausgangssignal des Längsbeschleunigungssensors ausgewertet, daraus die erste Neigungsgröße a1 bestimmt und gespeichert. Dieser (offsetbehaftete) Wert stellt ein Maß für die Fahrbahnneigung dar. Anschließend wird in Block 303 abgefragt, ob ein Anfahrvorgang stattgefunden hat. Lautet die Antwort „n“, dann wird zum Eingang von Block 303 zurückverzweigt. Lautet die Antwort dagegen „y“, dann werden in Block 304 die Raddrehzahlsignale ni ausgewertet und daraus wird (möglicherweise über eine dazwischenliegende Bestimmung der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit) in Block 305 der Neigungswinkel α der Fahrbahn bzw. die damit eng verwandte Größe sin(α) bestimmt. Daraus (und den weiteren Größen Rollreibung und µ und Erdbeschleunigung g) wird in Block 306 die zweite Neigungsgröße a1 bestimmt. In Block 307 wird anschließend der Offsetwert des Neigungssensors aoffset = a1 - a2 bestimmt. In Block 308 endet das Verfahren.
  • Der Aufbau einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 4 dargestellt. Dabei enthält Block 400 den Längsbeschleunigungssensor, von dessen Ausgangssignal der Offsetwert ermittelt werden soll. Die Ausgangssignale von Block 400 werden an erste Ermittlungsmittel 401, in denen im Fahrzeugstillstand aus dem Ausgangssignal des Längsbeschleunigungssensors eine erste die Fahrbahnneigung repräsentierende Neigungsgröße ermittelt wird, weitergegeben. Block 402 enthält wenigstens einen Raddrehzahlsensor. Die Ausgangssignale von Block 402 werden an zweite Ermittlungsmittel 403 in denen während einer auf den Fahrzeugstillstand folgenden Fahrzeugbewegung eine zweite die Fahrbahnneigung repräsentierende Neigungsgröße ermittelt wird, weitergegeben. Die Ausgangssignale der Blöcke 401 und 403 werden Block 404 zugeführt, welcher dritte Ermittlungsmittel enthält, in denen aus den die Fahrbahnneigung repräsentierenden ersten und zweiten Neigungsgrößen (a1, a2) der Offsetwert der die Fahrbahnneigung repräsentierenden ersten Neigungsgröße ermittelt wird. Dieser Offsetwert wird beispielsweise an ein Bremssteuergerät 405 weitergeleitet, welches unter anderem eine Hillholder-Funktionalität enthält. Das Bremssteuergerät 405 steuert wiederum Bremsaktuatoren 406 an.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist im folgenden dargestellt:
    • Dabei wird aus der zeitlichen Änderung des durch den Längsbeschleunigungssensor ermittelten Längsbeschleunigungssignals kurz nach dem Lösen der Bremse ermittelt, auf welcher Fahrbahnsteigung sich das Fahrzeug befindet.
  • Steht das Fahrzeug an einer Steigung und ist dabei die Bremse getreten und der Stillstand des Fahrzeug detektiert, wird der mit dem Längsbeschleunigungssensor detektierte Wert des Längsbeschleunigung a1 gespeichert.
  • Wird die Bremse gelöst, dann wirkt auf das Fahrzeug die Hangabtriebskraft FH. Die daraus resultierende Beschleunigungsänderung des Fahrzeug wird durch den Längsbeschleunigungssensor detektiert. Das Ausgangssignal während der Bewegung wird mit a bezeichnet. Das Ausgangssignal a des Längsbeschleunigungssensors wird nun mit einem Tiefpass gefiltert und man erhält das Ausgangssignal am. Das gefilterte Längsbeschleunigungssignal am beschreibt aufgrund der Filterkonstante bei einer Änderung eine exponentielle Funktion, die in kleinen Zeitbereichen als annähernd linear betrachtet werden kann. Die gleich zu Beginn der Fahrzeugbewegung ermittelte Änderung des Signals am pro Zeiteinheit (d.h. Δam/Δt) ist proportional zur Komponente der Erdbeschleunigung in Richtung der Fahrzeuglängsachse, d.h. proportional zur Längsbeschleunigung.
    Diese experimentell feststellbare Proportionalität kann man sich auch anschaulich durch Betrachtung der folgenden Schritte klar machen:
  • Schritt 1:
  • Es werden zwei unterschiedliche Ausgangszustände betrachtet. Im Ausgangszustand 1 befindet sich das Fahrzeug im Ruhezustand an einem in Längsrichtung stark geneigten Hang, im Ausgangszustand 2 befindet sich das Fahrzeug im Ruhezustand an einem in Längsrichtung schwach geneigten Hang.
  • Schritt 2:
  • Das Ausgangssignal des Längsbeschleunigungssensors ist beim ruhenden Fahrzeug ein (allerdings mit einem Offsetwert behaftetes) Maß für die Neigung der Fahrbahn in Fahrzeuglängsrichtung. Im Ausgangszustand 1 (steiler Hang) liefert deshalb der Längsbeschleunigungssensor ein großes bzw. ein eine große Steigung repräsentierendes Ausgangssignal, im Ausgangszustand 2 (flacher Hang) liefert deshalb der Längsbeschleunigungssensor ein kleines bzw. ein eine kleine Steigung repräsentierendes Ausgangssignal
  • Schritt 3:
  • Nach dem Losrollen des Fahrzeugs zeigt der Längsbeschleunigungssensor kein bzw. ein eine Steigung von Null Grad (d.h. ebene Fahrbahn) repräsentierendes Ausgangssignal an. Der physikalische Grund besteht darin, dass das im Ruhezustand gemessene Signal nun durch das durch die erfolgte Fahrzeugbeschleunigung zusätzlich erzeugte Signal kompensiert wird (die im Ruhezustand auf den Sensor bzw. das Fahrzeug wirkende Hangabtriebskraft wird nun durch die neu hinzugekommene Trägheitskraft kompensiert). Diese Änderung des Ausgangssignal erfolgt nicht schlagartig, sondern in einem sensorabhängigen Zeitintervall (Einschwingintervall).
  • Schritt 4:
  • Beim Losrollen des Fahrzeugs aus dem Ausgangszustand 1 ändert sich der Wert des Ausgangssignals innerhalb des Einschwingintervalls stark (von einem großen Wert auf Null), beim Losrollen des Fahrzeugs aus dem Ausgangszustand 2 ändert sich der Wert des Ausgangssignals innerhalb des Einschwingintervalls lediglich schwach (von einem kleinen Wert auf Null), d.h. die Steilheit der Änderung des Ausgangsignals des Sensors, d.h. dessen Änderung pro Zeiteinheit, ist ein direktes Maß für die Steilheit des Hanges bzw. für die Komponente der Erdbeschleunigung in Richtung der Fahrzeuglängsachse.
  • Schritt 5:
  • Die in Schritt 4 ermittelte Komponente der Erdbeschleunigung in Richtung der Fahrzeuglängsachse weist keinen Offsetwert auf, da dieser konstant ist und daher seine zeitliche Ableitung beim mathematischen Vorgang der Differentiation, d.h. bei der Berechnung der Größe (Änderung des Ausgangssignals Δam)/(Zeiteinheit Δt) verschwindet.
  • Die Ausgangssignale bzgl. des Bremsdrucks Pvor sowie des gefilterten Ausgangssignals am sind in 5 dargestellt. Dabei zeigt des obere Diagramm in Ordinatenrichtung den Bremsdruck Pvor, welcher beispielsweise am Ausgang des Hauptbremszylinders anliegt, und das untere Diagramm zeigt in Ordinatenrichtung das gefilterten Ausgangssignal am. In Abszissenrichtung ist jeweils die Zeit t aufgetragen. Zur Zeit t1 wird die Bremse losgelassen. Der Bremsdruck Pvor sinkt auf den für den ungebremsten Zustand charakteristischen Wert. Zugleich sinkt (allerdings wesentlich langsamer) der Wert des gefilterten Ausgangssignal am. Durch die Ermittlung der Größe Δam/Δt, welche unabhängig vom Offsetwert ist, kann nun die auf das Fahrzeug in Fahrzeuglängsrichtung wirkende Komponente der Erdbeschleunigung erfasst werden. Dies erfolgt durch Multiplikation der ermittelten Größe Δam/Δt mit einer Proportionalitätskonstanten, welche sensorabhängig ist.
    Dabei ist es wichtig, die Größe Δam/Δt gleich zu Beginn der Fahrzeugbewegung zu ermitteln. Die dadurch ermittelte auf das Fahrzeug in Fahrzeuglängsrichtung wirkende Komponente der Erdbeschleunigung wird mit a2 bezeichnet.
  • Nach Durchführung der Messung wird der ermittelte Wert der Längsbeschleunigung bzw. der auf das Fahrzeug in Fahrzeuglängsrichtung wirkenden Komponente der Erdbeschleunigung mit dem zuvor (während des Stillstands) ermittelten und gespeicherten Wert a1 verglichen und daraus der Offsetwert des Neigungssensors aoffset = a1 - a2 bestimmt.
  • Der Ablauf des dieser Ausführungsform zugehörigen erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 6 dargestellt, wobei 6 auf 3 aufbaut.
    Block 600 enthält die Blöcke 300 bis 303 von 3. Anschließend wird in Block 604 gleich zu Beginn des Anrollvorgangs das Ausgangssignal a des Längsbeschleunigungssensors ermittelt. Danach wird in Block 605 durch eine Tiefpassfilterung von a das Signal am ermittelt. Durch zeitliche Differentiation wird daraus in Block 606 das Signal a2 ermittelt. In Block 607 wird aus a1 und a2 der Offsetwert aoffset ermittelt. Zugleich endet in Block 607 das erfindungsgemäße Verfahren.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Ermittlung eines Offsetwertes eines in einem Fahrzeug einbaubaren Längsbeschleunigungssensors, bei dem - in einem Fahrzeugstillstand aus einem Ausgangssignal des Längsbeschleunigungssensors eine erste eine Fahrbahnneigung repräsentierende Neigungsgröße (a1) ermittelt wird, - während einer auf den Fahrzeugstillstand folgenden Fahrzeugbewegung eine zweite die Fahrbahnneigung repräsentierende Neigungsgröße (a2) ermittelt wird, - wobei die zweite Neigungsgröße (a2) unabhängig vom Ausgangssignal des Längsbeschleunigungssensors während eines Anrollvorgangs des Fahrzeugs ermittelt wird, bei dem am Fahrzeug seit dem Stillstand keine betriebsbedingten Verzögerungsvorgänge und keine motorbedingten Beschleunigungsvorgänge stattgefunden haben, - und bei dem aus den Fahrbahnneigung repräsentierenden ersten und zweiten Neigungsgrößen (a1,a2) der Offsetwert der die Fahrbahnneigung repräsentierenden ersten Neigungsgröße (aoffset) ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der zweiten Neigungsgröße (a2) zeitlich so eng nach der Ermittlung der ersten Neigungsgröße (a1) folgt, dass sich der Neigungswinkel (α) der Fahrbahn an den Fahrzeugpositionen, an welchen die erste und zweite Neigungsgröße (a1, a2) ermittelt werden, nicht oder nur unwesentlich unterscheidet.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine ermittelte Raddrehzahl in die Ermittlung der zweiten Neigungsgröße eingeht.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass - aus der wenigstens einen ermittelten Raddrehzahl eine Fahrzeuglängsbeschleunigung (a) ermittelt wird und - die Fahrzeuglängsbeschleunigung (a) in die Ermittlung der zweiten Neigungsgröße (a2) eingeht.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Offsetwert (aoffset) der die Fahrbahnneigung repräsentierenden ersten Neigungsgröße aus der Differenz der zweiten Neigungsgröße (a2) und der ersten Neigungsgröße (a1) ergibt.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Ermittlung der ersten Neigungsgröße (a1) ausschließlich das Ausgangssignal des Längsbeschleunigungssensors eingeht.
  7. Vorrichtung zur Ermittlung eines Offsetwertes eines in einem Fahrzeug einbaubaren Längsbeschleunigungssensors (400), welche enthält - erste Ermittlungsmittel (401), in denen in einem Fahrzeugstillstand aus einem Ausgangssignal des Längsbeschleunigungssensors eine erste eine Fahrbahnneigung repräsentierende Neigungsgröße (a1) ermittelt wird, - zweite Ermittlungsmittel (403), in denen während einer auf den Fahrzeugstillstand folgenden Fahrzeugbewegung eine zweite die Fahrbahnneigung repräsentierende Neigungsgröße (a2) ermittelt wird, - wobei die zweite Neigungsgröße (a2) unabhängig vom Ausgangssignal des Längsbeschleunigungssensors während eines Anrollvorgangs des Fahrzeugs ermittelt wird, bei dem am Fahrzeug seit dem Stillstand keine bremsbedingten Verzögerungsvorgänge und keine motorbedingten Beschleunigungsvorgänge stattgefunden haben, - und dritte Ermittlungsmittel (404), in denen aus den die Fahrbahnneigung repräsentierenden ersten und zweiten Neigungsgrößen (a1,a2) der Offsetwert der die Fahrbahnneigung repräsentierenden ersten Neigungsgröße (aoffset) ermittelt wird.
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