EP4698413A1 - Verfahren zum erkennen eines seitenwindereignisses und steuerungsvorrichtung - Google Patents
Verfahren zum erkennen eines seitenwindereignisses und steuerungsvorrichtungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen eines Seitenwindereignisses bei einem Kraftfahrzeug, wobei mindestens ein Betriebsparameter gemessen wird, ein Mittelwert und eine Standardabweichung berechnet werden, ein Toleranzbereich berechnet wird und das Seitenwindereignis basierend darauf erkannt wird, dass der Betriebsparameter bei mindestens einem Messzeitpunkt außerhalb des Toleranzbereichs liegt. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine zugehörige Steuerungsvorrichtung.
Description
Verfahren zum Erkennen eines Seitenwindereignisses und Steuerungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen eines Seitenwindereignisses bei einem Kraftfahrzeug sowie eine zugehörige Steuerungsvorrichtung.
Seitenwindereignisse können bei Kraftfahrzeugen auftreten, wenn diese in Fahrt sind. Unter einem Seitenwindereignis wird dabei typischerweise insbesondere eine plötzlich auftretende starke Änderung eines Seitenwinds verstanden. Dies kann beispielsweise auf Brücken auftreten, oder wenn das Kraftfahrzeug in den Windschatten eines größeren Fahrzeugs oder aus diesem Windschatten wieder herausfährt. Derartige Seitenwindereignisse können dazu führen, dass das Kraftfahrzeug bezüglich seines Kurses eine plötzliche Veränderung erfährt, welche auch vom Fahrer wahrgenommen wird, welcher typischerweise mit abruptem Gegensteuern reagiert. Dies kann zu gefährlichen Situationen führen. Es wäre deshalb wünschenswert, automatisiert auf ein Seitenwindereignis reagieren zu können. Hierzu ist es erforderlich, ein Seitenwindereignis zuverlässig zu erkennen.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Erkennen eines Seitenwindereignisses bei einem Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches im Vergleich zu bekannten Ausführungen alternativ oder besser ausgeführt ist. Es ist des Weiteren eine Aufgabe der Erfindung, eine zugehörige Steuerungsvorrichtung bereitzustellen. Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren sowie eine Steuerungsvorrichtung gemäß den jeweiligen Hauptansprüchen erreicht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen können beispielsweise den jeweiligen Unteransprüchen entnommen werden. Der Inhalt der Ansprüche wird durch ausdrückliche Inbezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen eines Seitenwindereignisses bei einem Kraftfahrzeug. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
Messen mindestens eines Betriebsparameters des Kraftfahrzeugs,
Berechnen eines Mittelwerts und einer Standardabweichung des Betriebsparameters über einen vorbestimmten Zeitraum und/oder über eine vorbestimmte Anzahl von Messwerten,
Berechnen eines Toleranzbereichs basierend auf dem Mittelwert und der Standardabweichung, und
Erkennen eines Seitenwindereignisses basierend darauf, dass der Betriebsparameter bei mindestens einem Messzeitpunkt außerhalb des Toleranzbereichs liegt.
Durch das Vorsehen von Toleranzbereichen kann dynamisch auf unterschiedliche Situationen reagiert werden, in welchen sich das Fahrzeug befindet. Die Toleranzbereiche können insbesondere dynamisch angepasst werden, so dass Fehlerkennungen möglichst vermieden werden. Fährt ein Fahrzeug beispielsweise über einen gewissen Zeitraum über eine besonders holprige Straße, ist es nicht weiter verwunderlich, wenn gewisse Messwerte von Betriebsparametern einer stärkeren Schwankung unterliegen, als wenn das Fahrzeug über eine besonders ebene Straße fährt. Dementsprechend soll auch die Schwelle zum Erkennen eines Seitenwindereignisses erhöht werden. Dies vermeidet, dass Seitenwindereignisse fehlerhaft erkannt werden, was zu unerwünschten Eingriffen oder Warnungen führen könnte.
Unter einem Seitenwindereignis wird typischerweise eine starke Änderung eines Seitenwinds verstanden, welchem ein Kraftfahrzeug ausgesetzt ist. Dies kann sowohl eine deutliche Erhöhung wie auch eine deutliche Verringerung darstellen. Dies führt typischerweise zu einem unmittelbaren Einfluss auf den Kurs des Kraftfahrzeugs, welcher nicht durch eine Lenkbewegung versursacht ist und vom Fahrer beispielsweise durch starkes Gegensteuern kompensiert wird. Bei den Betriebsparametern kann es sich um unterschiedliche Parameter handeln, welche von Sensoren gemessen werden können. Einem Messen steht das Ermitteln eines Betriebsparameters in einem implementierten Modell gleich. Es kann ein Zeitraum vorgegeben werden, dessen Länge vorbestimmt sein kann und welcher insbesondere dynamisch angepasst werden kann. Bei jeder Berechnung von Mittelwert und/oder Standardabweichung wird somit ein vorbestimmter Zeitraum
jeweils in die Vergangenheit betrachtet. Ebenso kann eine bestimmte vorgegebene Anzahl von Messwerten betrachtet werden. Beispielsweise können Messwerte zu vorbestimmten Zeitpunkten und/oder in vorbestimmten Abständen gemessen werden. Zur Berechnung von Mittelwert und Standardabweichung kann auf die bekannten Formeln zurückgegriffen werden. Berechnungsvorschriften für den Toleranzbereich in Abhängigkeit von Mittelwert und Standardabweichung, welche sich für die hierin beschriebene Anwendung als besonders vorteilhaft erwiesen haben, werden weiter unten näher angegeben.
Insbesondere können die erwähnten Schritte des Verfahrens kontinuierlich wiederholt werden. Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass kontinuierlich gemessen wird und Mittelwert, Standardabweichung und Toleranzbereiche laufend aktualisiert werden. Dies kann beispielsweise jeweils zu vorbestimmten Zeitpunkten oder in vorbestimmten Zeitabständen erfolgen. Nach jedem neu erhaltenen Messwert eines Betriebsparameters kann dieser mit dem Toleranzbereich verglichen werden und es kann gegebenenfalls ein Seitenwindereignis erkannt werden.
Insbesondere kann jedem Betriebsparameter ein jeweils separater Toleranzbereich zugeordnet werden. Dieser kann somit für jeden Betriebsparameter spezifisch berechnet bzw. vorgegeben werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist der oder ein Betriebsparameter eine Gierrate des Kraftfahrzeugs. Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist der oder ein Betriebsparameter eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs. Gerade die Betriebsparameter Gierrate und Querbeschleunigung haben sich als besonders vorteilhaft bei der Ermittlung von Seitenwindereignissen erwiesen, da sich Seitenwindereignisse bei diesen Betriebsparametern unmittelbar und zuverlässig bemerkbar machen. Grundsätzlich können jedoch auch andere Betriebsparameter alternativ oder zusätzlich verwendet werden. Insbesondere können als Betriebsparameter Gierrate und Querbeschleunigung verwendet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung hat der Toleranzbereich eine obere Grenze, welche durch Addition der Standardabweichung multipliziert mit einem oberen Faktor zum Mittelwert berechnet wird. Gemäß einer vorteilhaften Ausführung hat der Toleranzbereich eine untere Grenze, welche durch Subtraktion der Standardabweichung multipliziert mit einem unteren Faktor vom Mittelwert berechnet wird. Bei den angegebenen Berechnungsvorschriften ist die übliche Regel „Punkt vor Strich“ zu beachten. Es wird also zunächst die Standardabweichung mit dem oberen bzw. unteren Faktor multipliziert, und dann wird der somit gewonnene Wert zum Mittelwert hinzuaddiert bzw. von diesem subtrahiert.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der untere Faktor und/oder der obere Faktor aus einer Tabelle entnommen werden, welche den unteren Faktor und/oder den oberen Faktor in Abhängigkeit von der Anzahl von Messwerten angibt, welche für die Berechnung der Standardabweichung verwendet wurden. Dadurch kann insbesondere der Tatsache Rechnung getragen werden, dass je nach Anzahl der verfügbaren Messwerte der Toleranzbereich größer oder kleiner sein sollte. Insbesondere kann damit auch der an sich erhöhten Ungenauigkeit bei einer geringen Anzahl von Messwerten Rechnung getragen werden.
Die Tabelle kann insbesondere den unteren und/oder den oberen Faktor derart angeben, dass die Rate der fehlerhaften Erkennung eines Seitenwindereignisses unterhalb eines vorgegebenen Werts liegt. Hierzu kann die Tabelle insbesondere den unteren und/oder den oberen Faktor entsprechend einer Studentschen t-Verteilung angeben. Diese Verteilung wurde insbesondere dafür entwickelt, dass auch bei einer geringen Anzahl von Messwerten ein Toleranzbereich vorgegeben werden kann, welcher zu einer definierten Rate falsch positiver Erkennungen führt. Diese Rate kann vorgegeben werden, und die Tabelle kann entsprechend mit Einträgen gefüllt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass das Seitenwindereignis erst dann erkannt wird, wenn der Betriebsparameter bei mindestens einer vorgegebenen Anzahl von mindestens zwei Messwerten außerhalb des
Toleranzbereichs liegt. Auch eine höhere Anzahl als zwei Messwerte kann hier verwendet werden. Damit kann sichergestellt werden, dass ein Seitenwindereignis erst dann erkannt wird, wenn der Betriebsparameter nicht nur bei einem einzigen Messwert, sondern bei mehreren Messwerten hintereinander außerhalb des Toleranzbereichs liegt, so dass eine einmalige, eventuell zufällige Überschreitung nicht bereits zum Erkennen eines Seitenwindereignisses führt.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Seitenwindereignis erst dann erkannt wird, wenn zunächst eine Querbeschleunigung außerhalb eines Toleranzbereichs liegt und erst in einem darauffolgenden vorgegebenen Zeitfenster eine Gierrate außerhalb eines Toleranzbereichs liegt. Diese Staffelung hat sich als besonders vorteilhaft zum zuverlässigen Erkennen eines Seitenwindereignisses bei gleichzeitig niedriger Fehlerrate erwiesen. Zunächst wird also die
Querbeschleunigung überwacht, und wenn diese außerhalb ihres Toleranzbereichs liegt, wird ein sich daran anschließendes Zeitfenster vorgegeben, in welchem die Gierrate überwacht wird. Liegt innerhalb dieses Zeitfensters die Gierrate außerhalb ihres Toleranzbereichs, so wird das Seitenwindereignis erkannt. Anderenfalls führt die Tatsache, dass die Querbeschleunigung außerhalb des Toleranzbereichs gelegen hat, nicht zu einem Erkennen eines Seitenwindereignisses.
Ansprechend auf das Erkennen eines Seitenwindereignisses kann das Verfahren insbesondere ferner folgenden Schritt aufweisen:
Korrigieren eines Fahrzeugkurses derart, dass der Kurs wieder demjenigen vor dem Seitenwindereignis entspricht.
Das Korrigieren kann beispielsweise mittels eines Bremseingriffs, eines Lenkeingriffs und/oder mittels eines Eingriffs von einem oder mehreren quermomentverteilenden Aktuatoren erfolgen. Dadurch kann das Fahrzeug wieder stabilisiert werden. Insbesondere kann das Korrigieren des Fahrzeugkurses unabhängig von einer eventuellen Reaktion eines Fahrzeuglenkers erfolgen, so dass dieser entlastet wird und ein menschliches Fehlverhalten vermieden wird. Insbesondere kann das hierin beschriebene Korrigieren so schnell erfolgen, dass
es erfolgt, bevor ein Fahrer reagiert und selbsttätig versucht, das Seitenwindereignis zu korrigieren.
Beispiele für Implementierungen quermomentverteilender Aktuatoren sind:
• Quermomentenverteilung an der Hinterachse über ein Getriebe, welches dem Differential der Hinterachse per Kupplungen Momente überlagert.
• TwinClutch-System bzw. Zweikupplungssystem, welches zwei Abtriebswellen einzeln per Kupplungen graduell entkoppeln kann.
• Torque-Vectoring über kombinierte Eingriffe an Bremse und Motor.
• Bei Einzelrad-Elektromotoren kann die Verteilung direkt über die Ansteuerung erfolgen.
• Eine Überlagerung von Differentialmomenten mittels Elektromotoren.
• Nutzung einer evtl, vorhandenen Hinterachs-Differentialsperre.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Steuerungsvorrichtung, welche dazu konfiguriert ist, ein Verfahren wie hierin beschrieben auszuführen. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium, auf welchem Programmcode gespeichert ist, bei dessen Ausführung ein Prozessor ein hierin beschriebenes Verfahren ausführt. Bezüglich des Verfahrens kann dabei jeweils auf alle hierin beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden.
Mit anderen Worten wird hierin insbesondere das Problemfeld einer Gierraten-ZGierwinkelregelung bei Kompensation externer Störeinflüsse wie Seitenwind betrachtet. Das Problem ist dabei insbesondere, dass der Einfluss von Störungen wie Seitenwind sehr groß werden kann, beispielsweise kann bei einem Seitenwindereignis ein Versatz des Fahrzeugs um mehr als einen halben Meter erfolgen. Gleichzeitig kann die Fahrzeugreaktion dabei so groß werden, dass der Fahrer überreagiert. Eine Kompensation dieser Störeinflüsse sollte deshalb bevorzugt durch starke Regeleingriffe innerhalb sehr kurzer Zeit nach Erkennen der Störung durchgeführt werden. Im Gegensatz zu typischen ESC-Eingriffen, die nur für eingeschränkte Fahrmanöver (Kurvenfahrt) erlaubt werden, sollte die Funktionalität insbesondere für Geradeausfahrt und leichte Kurvenfahrt, also in der
großen Mehrheit aller Situationen bei hohen Fahrgeschwindigkeiten, aktiv sein. Der Nutzfall „Seitenwindstörung“ an sich tritt eher selten auf. Zudem gibt es eine Vielzahl anderer Störeinflüsse wie beispielsweise Unebenheiten auf der Straße, Straßenneigung, Fahrereinflüsse oder dergleichen, die nicht zu einem Regeleingriff führen sollen. Dies stellt hohe Forderungen an die Robustheit der Erkennung, um fehlerhafte Eingriffe so weit zu vermeiden, dass deutlich weniger Fehleingriffe stattfinden als Nutzfälle auftreten. Dabei steht nur eine begrenzte Sensorik (typischerweise eine ESC-Sensorik) zur Verfügung.
Die hierin offenbarte Vorgehensweise kann insbesondere auch dann verwendet werden, wenn sie nicht auf Geradeausfahrt beschränkt ist. Sie kann also auch bei Kurvenfahrten angewandt werden.
Insbesondere kann ein stochastischer Ansatz zur Minimierung der Fehleingriffe verwendet werden. Hierbei werden insbesondere die stochastischen Kenngrößen der Gierrate und der Querbeschleunigung (Mittelwert, Standardabweichung) ausgewertet. Mit Hilfe der Student-Verteilung werden entsprechend einer vorher definierbaren Fehlerrate dynamische Aktivierungsschwellen festgelegt, oberhalb derer ein Event als „der Situation entsprechend außergewöhnlich stark und regelbedürftig“ bewertet wird. Durch die Kombination zweier Signale (Gierrate und Querbeschleunigung) wird die Fehlerwahrscheinlichkeit auf das Produkt beider Fehlerwahrscheinlichkeiten reduziert. Zusätzlich kann eine strenge Bedingung an die zeitliche Verschiebung beider Events gestellt werden. Die Aktivierungsschwellen können weiterhin durch bekannte externe Störungen (Fahrer lenkt, Fahrzeugbeschleunigung, Radstörungen, Momentenschwankungen, ... ), die ähnliche Muster erzeugen können, angehoben werden. Durch die Berücksichtigung insbesondere von Seitenwindänderungen und die stochastische Auswertung von Mittelwert und Standardabweichung kann die Funktion auch in stationärer Kurvenfahrt genutzt werden und ist nicht auf Geradeausfahrt beschränkt.
Das Regelziel ist typischerweise, im Gegensatz zur Gierrate, den Gierwinkel hochdynamisch zu korrigieren. Hierzu wird mittels eines Gierwinkelmodells die Gierwinkelabweichung seit Auftreten des ersten Anzeichens einer Störung ermittelt.
Wenn der Regelbedarf robust erkannt wird, findet eine Regelung in einer Kombination eines PID-Reglers und eines Dead-Beat-Reglers statt. Ein sehr hoher Arbeitspunkt mit einem konstanten und gierratenabhängigen Anteil kann für einen hochdynamischen Korrektureingriff sorgen. Die Regelung wird beendet, wenn der Fahrzeugwinkel den ursprünglichen Winkel erreicht hat, das Fahrzeug also in die ursprüngliche Richtung fährt. Die Seitenwinderkennung kann auch für Seitenwindkorrekturen mittels anderer Aktuatoren genutzt werden, beispielsweise über Lenkeingriffe oder quermomentenverteilende Aktuatoren.
Die bereits erwähnte Student-Verteilung kann insbesondere bei wenigen Messwerten angewendet werden. Derartige wenige Messwerte würden typischerweise eine niedrige Standardabweichung liefern. Die Student-Verteilung weitet diese wieder auf. Sie kann insbesondere tabelliert vorgegeben werden. Sie kann einen Faktor vorgeben, mit welchem die Standardabweichung korrigiert wird, um der Tatsache Rechnung zu tragen, dass es sich eben nur um wenige Messwerte handelt. Beispielsweise kann dieser Wert für einen Fehler von 33 % gegen 1 konvergieren (1 o), bei einem Fehler von 5 % kann er gegen 2 konvergieren (2 o), und bei einem Fehler von 1 % kann er gegen 3 konvergieren (3 o). Dies kann insbesondere als Konvergenz für eine sich erhöhende Anzahl von Messwerten verstanden werden. Für einen solchen Wert bleibt dann typischerweise das Integral über die Gauß-Verteilung außerhalb des Toleranzbereichs kleiner als der erlaubte Fehler.
Mit einer solchen tabellierten Student-Verteilung kann insbesondere jeweils ein Faktor angegeben werden, mit dem die Ungenauigkeit der Schätzung der statistischen Parameter berücksichtigt wird. Bei wenigen Werten ist die Standardabweichung weniger genau bekannt, somit wird typischerweise zur Sicherheit ein größerer Faktor verwendet. Die Student-Verteilung ist typischerweise in einer Tabelle implementiert, bei welcher der Fehler unterhalb einer definierbaren Grenze bleibt, und zwar unabhängig von der Anzahl der verfügbaren Samples. Durch die Auswahl der Parameter wird die Empfindlichkeit des Systems eingestellt, also die Grenze zwischen fehlerhafter Erkennung und fehlerhafter Nichterkennung gezogen. Der in der Student-Verteilung definierte Fehler entspricht dabei
typischerweise der „fehlerhaften Erkennung“, also einer Detektion eines Events, ohne dass ein Event tatsächlich vorliegt.
Weitere Merkmale und Vorteile wird der Fachmann dem nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel entnehmen. Dabei zeigen:
Fig. 1 : ein Kraftfahrzeug in einer typischen Verwendungssituation, und
Fig. 2: eine schematische Vorgehensweise bei der Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 1 zeigt ein erstes Kraftfahrzeug 10 und ein zweites Kraftfahrzeug 15. Diese fahren in gleicher Richtung auf einer Straße, wobei das erste Kraftfahrzeug 10 auf einer linken Spur und das zweite Kraftfahrzeug 15 auf einer rechten Spur fährt. Das erste Kraftfahrzeug 10 fährt schneller und ist dabei, das zweite Kraftfahrzeug 15 zu überholen.
Wie gezeigt sind beide Kraftfahrzeuge 10, 15 einem starken Seitenwind von rechts ausgesetzt. In der in Fig. 1 dargestellten Situation befindet sich das erste Kraftfahrzeug 10 noch weitgehend im Windschatten des zweiten Kraftfahrzeugs 15. Fährt das erste Kraftfahrzeug 10 jedoch weiter nach vorne, wird es aus dem Windschatten herausfahren und somit voll vom Seitenwind erfasst werden. Dies kann zu einem Seitenwindereignis führen, welcher das erste Kraftfahrzeug 10 aus der Spur bringen und/oder versetzen kann. Dies kann durch die in Fig. 2 schematisch dargestellte Vorgehensweise erkannt und kompensiert werden.
Ausgangspunkt ist dabei eine Sensorik, welche vorliegend aus einem Querbeschleunigungssensor 100 und einem Gierratensensor 105 besteht. Die beiden Sensoren 100, 105 messen kontinuierlich die Querbeschleunigung und die Gierrate zu jeweils vorgegebenen Zeiten bzw. in vorgegebenen Zeitabständen und melden die gemessenen Messwerte an ein erstes Funktionsmodul 110 und ein zweites Funktionsmodul 115. Das erste Funktionsmodul 110 wertet die gemessene Querbeschleunigung aus und berechnet immer basierend auf einer vorgegebenen Anzahl von zurückliegenden Messwerten einen Mittelwert und eine
Standardabweichung. Das gleiche erfolgt durch das zweite Funktionsmodul 115 mit der Gierrate. Abhängig von der Anzahl der zur Verfügung stehenden Messwerte entnehmen die beiden Funktionsmodule 110, 115 einen Faktor aus einer Tabelle 112. Mit diesem wird die jeweils berechnete Standardabweichung multipliziert. Um den berechneten Mittelwert herum wird dann ein jeweiliger Toleranzbereich gebildet, welcher sich von einer unteren Grenze bis zu einer oberen Grenze erstreckt. Die untere Grenze wird dabei gebildet aus dem Mittelwert abzüglich des Produkts aus Standardabweichung und Faktor, die obere Grenze wird gebildet aus dem Mittelwert zuzüglich des Produkts aus Standardabweichung und Faktor. Der Abstand der unteren Grenze und der oberen Grenze zum Mittelwert ist in diesem Fall also gleich. Alternativ könnten auch unterschiedliche Werte verwendet werden, beispielsweise dadurch, dass separat obere Faktoren und untere Faktoren angegeben werden. Diese können ebenfalls in der Tabelle 112 gespeichert sein.
Die Messwerte der Querbeschleunigung und der Gierrate sowie die berechneten Toleranzbereiche werden anschließend an ein Auswertungsmodul 120 weitergeleitet. Dieses überprüft, ob die Querbeschleunigung außerhalb ihres Toleranzbereichs liegt. Ist dies nicht der Fall, wird keine Aktion unternommen. Ist dies der Fall, wird ein Zeitfenster definiert, innerhalb welchem die Gierrate überwacht wird. Verlässt die Gierrate innerhalb dieses Zeitfensters ihren Toleranzbereich, so wird ein Seitenwindereignis erkannt. Diese Information wird an ein Korrekturmodul 130 weitergeleitet, welches einen geeigneten Lenk- und/oder Bremseingriff vornimmt, um das Kraftfahrzeug wieder zu stabilisieren. Dadurch kann in zuverlässiger Weise eine Erkennung eines Seitenwindereignisses sowie eine Reaktion darauf implementiert werden.
Erwähnte Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens können in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Sie können jedoch auch in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden, soweit dies technisch sinnvoll ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer seiner Ausführungen, beispielsweise mit einer bestimmten Zusammenstellung von Schritten, in der Weise ausgeführt werden, dass keine weiteren Schritte ausgeführt werden. Es können jedoch
grundsätzlich auch weitere Schritte ausgeführt werden, auch solche welche nicht erwähnt sind.
Es sei darauf hingewiesen, dass in den Ansprüchen und in der Beschreibung Merkmale in Kombination beschrieben sein können, beispielsweise um das Verständnis zu erleichtern, obwohl diese auch separat voneinander verwendet werden können. Der Fachmann erkennt, dass solche Merkmale auch unabhängig voneinander mit anderen Merkmalen oder Merkmalskombinationen kombiniert werden können.
Rückbezüge in Unteransprüchen können bevorzugte Kombinationen der jeweiligen Merkmale kennzeichnen, schließen jedoch andere Merkmalskombinationen nicht aus.
Bezugszeichenliste
10 erstes Kraftfahrzeug
15 zweites Kraftfahrzeug 100 Querbeschleunigungssensor
105 Gierratensensor
110 erstes Funktionsmodul
112 Tabelle
115 zweites Funktionsmodul 120 Auswertungsmodul
130 Korrekturmodul
Claims
1. Verfahren zum Erkennen eines Seitenwindereignisses bei einem Kraftfahrzeug (10), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Messen mindestens eines Betriebsparameters des Kraftfahrzeugs (10), Berechnen eines Mittelwerts und einer Standardabweichung des Betriebsparameters über einen vorbestimmten Zeitraum und/oder über eine vorbestimmte Anzahl von Messwerten,
Berechnen eines Toleranzbereichs basierend auf dem Mittelwert und der Standardabweichung, und
Erkennen eines Seitenwindereignisses basierend darauf, dass der Betriebsparameter bei mindestens einem Messzeitpunkt außerhalb des Toleranzbereichs liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Schritte kontinuierlich wiederholt werden.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der oder ein Betriebsparameter eine Gierrate des Kraftfahrzeugs ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der oder ein Betriebsparameter eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Toleranzbereich eine obere Grenze hat, welche durch Addition der Standardabweichung multipliziert mit einem oberen Faktor zum Mittelwert berechnet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Toleranzbereich eine untere Grenze hat, welche durch Subtraktion der Standardabweichung multipliziert mit einem unteren Faktor vom Mittelwert berechnet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei der untere Faktor und/oder der obere Faktor aus einer Tabelle entnommen werden, welche den unteren Faktor und/oder den oberen Faktor in Abhängigkeit von der Anzahl von Messwerten angibt, welche für die Berechnung der Standardabweichung verwendet wurden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Tabelle den unteren und/oder den oberen Faktor derart angibt, dass die Rate der fehlerhaften Erkennung eines Seitenwindereignisses unterhalb eines vorgegebenen Werts liegt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei die Tabelle den unteren und/oder den oberen Faktor entsprechend einer Studentschen t-Verteilung angibt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Seitenwindereignis erst dann erkannt wird, wenn der Betriebsparameter bei mindestens einer vorgegebenen Anzahl von mindestens zwei Messwerten außerhalb des Toleranzbereichs liegt.
11 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Seitenwindereignis erst dann erkannt wird, wenn zunächst eine Querbeschleunigung außerhalb eines Toleranzbereichs liegt und erst in einem darauffolgenden vorgegebenen Zeitfenster eine Gierrate außerhalb eines Toleranzbereichs liegt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches ferner, ansprechend auf das Erkennen eines Seitenwindereignisses, folgenden Schritt aufweist:
Korrigieren eines Fahrzeugkurses derart, dass der Kurs wieder demjenigen vor dem Seitenwindereignisses entspricht.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Korrigieren mittels eines Bremseingriffs, eines Lenkeingriffs und/oder mittels eines Eingriffs von einem oder mehreren quermomentverteilenden Aktuatoren erfolgt.
14. Steuerungsvorrichtung, welche dazu konfiguriert ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
15. Computerprogrammprodukt, welches bei der Ausführung auf einer Steuereinrichtung ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ausführt.
Applications Claiming Priority (2)
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Publications (1)
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| CN110949373B (zh) * | 2018-09-25 | 2021-04-20 | 长城汽车股份有限公司 | 车辆的控制方法、系统及车辆 |
| DE102018221265B4 (de) * | 2018-12-07 | 2023-02-09 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren und System zum Erfassen eines auf ein Fahrzeug einwirkenden Windes |
| JP7095661B2 (ja) * | 2019-07-15 | 2022-07-05 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用外乱対処システム |
| DE102019008214A1 (de) * | 2019-11-27 | 2020-08-20 | Daimler Ag | Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges |
| US11400940B2 (en) * | 2020-09-28 | 2022-08-02 | Ford Global Technologies, Llc | Crosswind risk determination |
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