DE19919860A1

DE19919860A1 - Verfahren zum Abgleich eines Lenkwinkelsignals

Info

Publication number: DE19919860A1
Application number: DE1999119860
Authority: DE
Inventors: Matthias Baumann; Carola Pfister; Ralf Herbst
Original assignee: DaimlerChrysler AG; Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG; Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2001-01-04
Anticipated expiration: 2019-05-01
Also published as: DE19919860C2; WO2000066416A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abgleich eines Lenkwinkelsignals, bei dem ein Meßsignal, das den Lenkwinkel repräsentiert, zumindest unter bestimmten Bedingungen zu einem Summensignal über eine Zeitdauer bzw. die Länge einer Wegstrecke aufsummiert wird, während das Fahrzeug fährt, wobei das auf die Zeitdauer bzw. die Länge der Wegstrecke normierte Summensignal als Offset des Meßsignals verwendet wird, wobei weiterhin ein Meßsignal die Istgierrate des Fahrzeugs repräsentiert, wobei dieses die Istgierrate des Fahrzeugs repräsentierende Meßsignal einem ersten Abgleich unterzogen wird, bei dem das Fahrzeug zumindest im wesentlichen still steht und einem zweiten Abgleich, nach dem das Fahrzeug angefahren ist. Die Zeitdauer bzw. die Länge der Wegstrecke, über die das den Lenkwinkel repräsentierende Meßsignal aufsummiert wird, wird abhängig von dem Betrag der Differenz des ersten Abgleichs des die Istgierrate des Fahrzeugs repräsentierenden Meßsignals von dem zweiten Abgleich des die Istgierrate des Fahrzeugs repräsentierenden Meßsignals festgelegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abgleich eines Lenkwinkelsignals nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein den Lenkwinkel eines Fahrzeugs repräsentierendes Signal kann beispielsweise ein Meßsignal sein, das den Lenkradwinkel erfaßt. Durch Sensoreinbautoleranzen und/oder Toleranzen in der Lenkung und der Spur des Fahrzeugs, die beispielsweise durch das Anfahren eines Bordsteins verursacht sein können, kann es vorkommen, daß der am Lenkrad gemessene Lenkwinkel von dem tatsächlichen Lenkwinkel am Rad abweicht. Es ist bekannt, einen Abgleich eines Lenkwinkelsignals vorzunehmen, indem ein Offset des Lenkwinkels bestimmt wird. Dabei wird die Abweichung des gemessenen Lenkwinkelsignals von der Nullage ermittelt und das Meßsignal anschließend um diesen Offset korrigiert. Bei diesem Abgleich des Lenkwinkelsignals wird davon ausgegangen, daß bei längeren Fahrstrecken der tatsächliche Lenkwinkel im Mittel Null ist. Das Meßsignal wird also, wenn bestimmte Kriterien für diesen Abgleich erfüllt sind, auf sich selbst abgeglichen. Es wird das Meßsignal gemittelt, wobei das gemittelte Signal als Offset verwendet wird. Das Meßsignal wird bei der Mittelung tiefpaßgefiltert, wobei die Zeitkonstante der Tiefpaßfilterung so gewählt wird, daß nach einer bestimmten Wegstrecke der Abgleich vollständig durchgeführt ist. Dabei wird die Filterzeitkonstante (bzw. die Wegstrecke für das Tiefpaßfilter) üblicherweise abhängig von der Querbeschleunigung des Fahrzeugs festgelegt. Die Abhängigkeit von der Querbeschleunigung kann beispielsweise darin bestehen, daß die auftretenden Querbeschleunigungen über der Wegstrecke aufintegriert werden, wobei bei dieser Integration nur Querbeschleunigungen berücksichtigt werden, die kleiner sind als ein vorgegebener Grenzwert. Bei der Mittelwertbildung kann dann entsprechend dem aufintegrierten Wert bestimmt werden, ob die Fahrt größere Geradeausfahrtanteile enthält. In diesem Fall kann die Filterzeitkonstante bzw. die Wegstrecke für den Tiefpaßfilter entsprechend herabgesetzt werden bis die Bestimmung des Offsets des Meßsignals des Lenkwinkels abgeschlossen ist. Wenn aufgrund des aufintegrierten Wertes geschlossen werden muß, daß in größerem Umfang Kurvenfahrtanteile enthalten sind, wird die Filterzeitkonstante bzw. die Wegstrecke für das Tiefpaßfilter entsprechend größer gewählt.

Weiterhin ist es bekannt, aus einem Meßsignal die Istgierrate des Fahrzeugs abzuleiten. Diese abgeleitete Istgierrate kann mit einer Sollgierrate aufgrund eines Modells verglichen werden, wobei dabei Parameter zur Ableitung der Istgierrate so festgelegt werden, daß die Abweichung zwischen der abgeleiteten Istgierrate und der Sollgierrate verschwindet. Dieses die Istgierrate des Fahrzeugs repräsentierende Meßsignal wird also in einem Abgleichvorgang so angepaßt, daß die Istgierrate einer aufgrund eines Modells abgeleiteten Sollgierrate entspricht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Abgleich eines Lenkwinkelsignals vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß nach Anspruch 1 gelöst, wonach das die Istgierrate des Fahrzeugs repräsentierende Meßsignal einem ersten Abgleich unterzogen wird, bei dem das Fahrzeug zumindest im wesentlichen still steht oder bei dem bei Fahrtantritt ein Schnellabgleich durchgeführt wird. Weiterhin wird dieses Fahrzeug einem zweiten Abgleich unterzogen, nachdem das Fahrzeug angefahren ist, wobei dieser Abgleich gegenüber dem ersten Abgleich länger andauert. Die Zeitdauer bzw. die Länge der Wegstrecke, über die das den Lenkwinkel repräsentierende Meßsignal gemittelt wird, wird abhängig von dem Betrag der Differenz des ersten Abgleichs des die Istgierrate des Fahrzeugs repräsentierenden Meßsignals von dem zweiten Abgleich des die Istgierrate des Fahrzeugs repräsentierenden Meßsignals festgelegt.

Der Abgleich des die Istgierrate des Fahrzeugs repräsentierenden Signals kann im Fahrzeugstillstand vergleichsweise genau bestimmt werden. Wenn bei dem anschließenden zweiten Abgleich das die Istgierrate des Fahrzeugs repräsentierende Signal nochmals korrigiert wird, kann dies nur durch eine Temperaturdrift des Gierratensensors oder durch eine Kompensation eines noch nicht abgeglichenen Meßsignals, das den Lenkwinkel repräsentiert, und das in die aufgrund des Modells ermittelte Sollgierrate eingeht, bedingt sein. Die Abweichung der Istgierrate von der Sollgierrate wird dadurch zwar ausgeglichen, aber das Fahrzeug verhält sich dann unsymmetrisch. Dies bedeutet beispielsweise, daß die Eingriffe eines Systems zur Steuerung bzw. Regelung der Fahrdynamik durch einen Eingriff in wenigstens eine Radbremse eines Fahrzeugs in einer Kurvenrichtung entsprechend heftiger sind als in der anderen.

Da der zweite Abgleich des die Istgierrate repräsentierenden Signals von der Sollgierrate mit einer deutlich kürzeren Zeitkonstante erfolgt als der Abgleich des Lenkwinkelsignals, kann also durch die Auswertung einer Differenz des ersten Abgleichs des die Istgierrate repräsentierenden Signals von dem zweiten Abgleich des die Istgierrate repräsentierenden Signals erkannt werden, wie groß der Anteil im zweiten Abgleich des die Istgierrate repräsentierenden Signals ist, der auf eine dabei erfolgende Kompensation des Lenkwinkelsignals zurückgeht. Dies kann also vorteilhaft bei dem Abgleich des Lenkwinkelsignals berücksichtigt werden, um möglichst schnell ein verläßliches Lenkwinkelsignal zu erhalten.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 2 besteht die Abhängigkeit der Festlegung der Zeitdauer bzw. der Länge der Wegstrecke von dem Betrag der Differenz darin, daß die Zeitdauer bzw. die Länge der Wegstrecke verkürzt wird, wenn der Betrag der Differenz größer ist als ein bestimmter Schwellwert.

Dadurch wird vorteilhaft erreicht, daß eine Verkürzung der Zeitdauer bzw. der Länge der Wegstrecke zum Abgleich des Lenkwinkelsignals erst dann eintritt, wenn erkannt wurde, daß das Meßsignal, das den Lenkwinkel repräsentiert, vergleichsweise deutlich abgeglichen werden muß. Daraus kann dann abgeleitet werden, daß eventuelle Unsicherheiten beim Abgleich des Lenkwinkelsignals aufgrund der Fahrbedingungen, die beispielsweise in dem Auftreten von Querbeschleunigungen liegen können, weniger Bedeutung haben.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 3 erfolgt die Verkürzung der Zeitdauer bzw. der Länge der Wegstrecke abhängig von dem Betrag der Differenz.

Dadurch wird vorteilhaft erreicht, daß die Verkürzung der Zeitdauer bzw. der Länge der Wegstrecke abhängig davon erfolgt, wie ausgeprägt sich ein Abgleich des den Lenkwinkel repräsentierenden Meßsignals als notwendig erweist.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 4 wird die Zeitdauer bzw. die Länge der Wegstrecke, während der die Meßsignale gemittelt werden, abhängig von den auftretenden Querbeschleunigungen des Fahrzeugs festgelegt.

Die Querbeschleunigungen können in an sich bekannter Weise anhand verschiedener Meßsignale abgeleitet werden. Dies kann beispielsweise das Signal eines Querbeschleunigungssensors beinhalten, das Lenkwinkelsignal, die Fahrzeuggeschwindigkeit sowie Raddrehzahlsignale. Aus Auswertung dieser Signale können nach verschiedenen Berechnungsverfahren ein die Querbeschleunigung repräsentierendes Signal ermittelt werden, so daß also Fehlinterpretationen aufgrund eines unter Umständen noch nicht abgeglichenen Sensorsignals vermieden werden können.

Diese Maßnahme erweist sich deswegen als vorteilhaft, weil nicht nur berücksichtigt wird, wie stark ein Abgleich des Lenkwinkelsignals notwendig ist, sondern weil weiterhin die Fahrbedingungen berücksichtigt werden. Beispielsweise kann eine Zeitdauer bzw. eine Länge der Wegstrecke aufgrund der Querbeschleunigungen ermittelt werden. Eine weitere Zeitdauer bzw. eine weitere Länge der Wegstrecke kann aufgrund der Differenz des ersten Abgleich der Istgierrate von der Sollgierrate zu einem zweiten Abgleich der Istgierrate von der Sollgierrate bestimmt werden. Bei dem Verfahren nach Anspruch 4 kann dann beispielsweise der Mittelwert der einen Zeitdauer sowie der weiteren Zeitdauer bzw. der einen Länge der Wegstrecke und der weiteren Länge der Wegstrecke gebildet werden.

Weiterhin ist es vorteilhaft, bei der Mittelwertbildung der Meßsignale des Lenkwinkels keine Meßwerte zu berücksichtigen, wenn eine Steuerung bzw. Regelung durch einen Eingriff eines Antiblockiersystems, einer Antriebsschlupffregelung und/oder eines Systems zur Steuerung bzw. Regelung der Fahrdynamik durch einen Eingriff in wenigstens eine Radbremse erfolgt. Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, nur Meßsignale zu berücksichtigen, wenn folgende Kriterien erfüllt sind:

- die Querbeschleunigung ist kleiner als ein Grenzwert,
- der Lenkwinkel ist kleiner als ein Grenzwert,
- die Querneigung des Fahrzeugs ist kleiner als ein Grenzwert,
- die Gierrate ist kleiner als ein Grenzwert,
- die Fahrzeuggeschwindigkeit ist größer als ein Grenzwert,
- es wurde eine Vorwärtsfahrt erkannt oder zumindest keine Rückwärtsfahrt und/oder
- die Summe der entlang der zurückgelegten Wegstrecke aufsummierten Querbeschleunigungen ist kleiner als eine vorgegebene Grenze.

Es zeigt sich, daß mit der beschriebenen Vorgehensweise die Geschwindigkeit des Abgleichs eines Lenkwinkelsignals unter den entsprechenden Bedingungen erheblich gesteigert werden kann. Insbesondere bei Systemen zur Steuerung bzw. Regelung der Fahrdynamik durch einen Eingriff in wenigstens eine Radbremse eines Fahrzeugs sind verläßliche Meßsignale wichtig zur optimalen Einstellung der Empfindlichkeit derartiger Systeme.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung näher dargestellt. Es zeigt dabei im einzelnen:

Fig. 1 eine Darstellung eines Ablaufdiagramms des Verfahrens,

Fig. 2 ein erstes Diagramm zur Bestimmung einer Wegstrecke der Tiefpaßfilterung sowie

Fig. 3 ein weiteres Diagramm zur Bestimmung einer Wegstrecke der Tiefpaßfilterung.

Im Schritt 101 wird zunächst geprüft, ob die Differenz des ersten Abgleichs der Istgierrate zur Sollgierrate, der beim Fahrzeugstillstand vorgenommen wurde, zu einem zweiten Abgleich, der im Fahrbetrieb vorgenommen wurde, größer ist als ein Grenzwert.

Ist dies nicht der Fall, wird erkannt, daß keine Notwendigkeit besteht, eine schnelle Korrektur des Meßsignals vorzunehmen, das den Lenkwinkel repräsentiert. Es erfolgt dann ein Übergang zu dem Schritt 102, in dem eine entsprechende Zeitkonstante des Filters bzw. eine Wegstrecke des Tiefpaßfilters des den Lenkwinkel repräsentierenden Meßsignals konventionell vorgenommen wird zur Mittelwertbildung und einem damit verbundenen Abgleich des Lenkwinkelsignals. Diese Zeitkonstante bzw. diese Wegstrecke kann beispielsweise abhängig von den Fahrbedingungen bestimmt werden, indem die während der Wegstrecke auftretenden Querbeschleunigungen berücksichtigt werden. Dies kann erfolgen, indem die Querbeschleunigungen entlang der zurückgelegten Fahrstrecke aufintegriert werden. Wenn dieses Integral eine gewisse Grenze nicht überschreitet, kann geschlossen werden, daß überwiegende Geradeausfahrt vorliegt oder daß zumindest das Verhältnis von Rechts- und Linkskurven ausgeglichen ist. Die Zeitkonstante bzw. die Wegstrecke können dann entsprechend kürzer gewählt werden. Bei einem größeren Wert des Integrals sind die Zeitkonstante bzw. die Wegstrecke entsprechend größer zu wählen.

Andernfalls erfolgt ein Übergang zu dem Schritt 103, in dem abhängig von der Differenz des ersten Abgleichs der Istgierrate zur Sollgierrate zum zweiten Abgleich der Istgierrate von der Sollgierrate eine Verkürzung der Zeitkonstante bzw. der Wegstrecke der Tiefpaßfilterung festgelegt wird.

Im Schritt 104 kann dann eine Anpassung der Zeitkonstante bzw. der Tiefpaßfilterung erfolgen, indem zusätzlich noch die auftretenden Querbeschleunigungen berücksichtigt werden. Es kann beispielsweise zunächst entsprechend der Vorgehensweise, die im Zusammenhang mit Schritt 102 beschrieben wurde, eine Zeitkonstante bzw. eine Wegstrecke ermittelt werden. Es ist dann beispielsweise möglich, im Schritt 104 einen Mittelwert zu bilden aus der im Schritt 103 ermittelten Zeitkonstante bzw. Wegstrecke sowie aus der entsprechend der Vorgehensweise im Schritt 102 ermittelten Zeitkonstante bzw. Wegstrecke. Bei dieser Mittelwertbildung können auch entsprechende Gewichtungen der beiden Kriterien vorgenommen werden.

Ebenso ist es beispielsweise auch möglich, anstelle der Anpassung der Zeitkonstanten bzw. der Wegstrecke an die Differenz diese auf einen festen Wert zu setzen, wenn in dem Schritt 101 festgestellt wurde, daß die Differenz größer ist als der Grenzwert. Ebenso kann die Festlegung der Zeitkonstanten bzw. der Wegstrecke auch nur nach der im Schritt 103 beschriebenen Vorgehensweise vorgenommen werden.

Fig. 2 zeigt ein erstes Diagramm zur Bestimmung einer Wegstrecke der Tiefpaßfilterung. Dabei ist die Wegstrecke, nach der der Abgleich des Lenkwinkelsignals als abgeschlossen betrachtet werden kann, aufgetragen über dem Integral der Querbeschleunigung längs des Weges. Die Zahlenangaben auf der x-Achse können beispielsweise diese Größe in m²/s² darstellen. Die auf der y-Achse angegebene Wegstrecke ist in km angegeben. Entsprechend diesem Diagramm kann beispielsweise die Bestimmung der Wegstrecke bzw. der Zeitkonstanten in dem Schritt 102 erfolgen.

Fig. 3 betrifft ein weiteres Diagramm zur Bestimmung einer Wegstrecke der Tiefpaßfilterung. Dabei ist die Differenz des ersten Abgleich der Istgierrate von dem zweiten Abgleich der Istgierrate auf der x-Achse aufgetragen in der Einheit °/s. Auf der y-Achse ist wiederum die Wegstrecke aufgetragen, nach der der Abgleich des Lenkwinkelsignals als abgeschlossen betrachtet wird. Es ist zu sehen, daß sich diese Strecke mit zunehmender Differenz deutlich verkürzt. Anhand dieses Diagramms kann beispielsweise die Wegstrecke oder entsprechend auch eine Zeitkonstante im Schritt 103 bestimmt werden.

Claims

1. Verfahren zum Abgleich eines Lenkwinkelsignals, bei dem ein Meßsignal, das den Lenkwinkel repräsentiert, zumindest unter bestimmten Bedingungen zu einem gemittelten Signal über eine Zeitdauer bzw. die Länge einer Wegstrecke aufsummiert wird, während das Fahrzeug fährt, wobei das gemittelte Signal als Offset des Meßsignals verwendet wird, wobei weiterhin ein Meßsignal die Istgierrate des Fahrzeugs repräsentiert, wobei dieses die Istgierrate des Fahrzeugs repräsentierende Meßsignal in einem Abgleichvorgang so angepaßt wird, daß die Istgierrate einer aufgrund eines Modells abgeleiteten Sollgierrate entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß das die Istgierrate repräsentierende Meßsignal einem ersten Abgleich unterzogen wird, bei dem das Fahrzeug zumindest im wesentlichen still steht oder bei dem bei Fahrtantritt ein Schnellabgleich durchgeführt wird, und einem zweiten Abgleich, nachdem das Fahrzeug angefahren ist, wobei dieser Abgleich gegenüber dem ersten Abgleich länger andauert, wobei die Zeitdauer bzw. die Länge der Wegstrecke, über die das den Lenkwinkel repräsentierende Meßsignal gemittelt wird, abhängig von dem Betrag der Differenz des ersten Abgleichs des die Istgierrate des Fahrzeugs repräsentierenden Meßsignals von dem zweiten Abgleich des die Istgierrate des Fahrzeugs repräsentierenden Meßsignals festgelegt wird (101, 103).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abhängigkeit der Festlegung der Zeitdauer bzw. der Länge der Wegstrecke von dem Betrag der Differenz darin besteht, daß die Zeitdauer bzw. die Länge der Wegstrecke verkürzt wird, wenn der Betrag der Differenz größer ist als ein bestimmter Schwellwert (101, 103).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkürzung der Zeitdauer bzw. der Länge der Wegstrecke abhängig von dem Betrag der Differenz erfolgt (103).

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer bzw. die Länge der Wegstrecke, während der die Meßsignale aufsummiert werden, abhängig von den auftretenden Querbeschleunigungen des Fahrzeugs festgelegt wird (104).