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Dokumentenidentifikation DE102006023573A1 22.11.2007
Titel Verfahren zur Ermittlung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs und Fahrsystem zur Steuerung der Längsbewegung des Fahrzeugs
Anmelder DaimlerChrysler AG, 70327 Stuttgart, DE
Erfinder Puchinger, Walter, Dipl. Ing., 73547 Lorch, DE
DE-Anmeldedatum 19.05.2006
DE-Aktenzeichen 102006023573
Offenlegungstag 22.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.11.2007
IPC-Hauptklasse G01P 3/00(2006.01)A, F, I, 20060519, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B60W 30/08(2006.01)A, L, I, 20060519, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs, bei dem, basierend auf einer Raddrehzahlerfassung, ein Geschwindigkeitssignal (v) erzeugt wird und bei dem die zeitliche Änderung des Geschwindigkeitssignals (v) ermittelt wird und das Geschwindigkeitssignal (v) korrigiert wird, wenn seine zeitliche Änderung einer Verzögerung entspricht, die größer ist als ein vorgegebener Verzögerungsgrenzwert (ag). Die Korrektur erfolgt vorzugsweise derart, dass die zeitliche Änderung des Geschwindigkeitssignals (v) dem Verzögerungsgrenzwert (ag) entspricht.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs sowie ein Fahrsystem zur Steuerung der Längsbewegung des Fahrzeugs, in das das Verfahren implementiert ist.

Bei Fahrzeugen wird die Fahrgeschwindigkeit üblicherweise durch eine Raddrehzahlerfassung ermittelt.

Nachteilig ist hierbei, dass die Raddrehzahl in Situationen, in denen Schlupf auftritt, beispielsweise beim Bremsen, insbesondere bei einer Vollbremsung oder Bremsung auf einer Straße mit niedrigem Reibungskoeffizienten, kein genaues Maß für die Fahrgeschwindigkeit ist.

Die genaue Kenntnis der eigenen Fahrgeschwindigkeit ist aber Voraussetzung für die korrekte Funktionsweise vieler Fahrsysteme.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das eine genaue Ermittlung der Fahrgeschwindigkeit ermöglicht. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein auf dem Verfahren beruhendes Fahrsystem für Fahrzeuge anzugeben.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß wird bei einem Verfahren zur Ermittlung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs, ein Geschwindigkeitssignal erzeugt, die zeitliche Änderung des Geschwindigkeitssignal ermittelt und das Geschwindigkeitssignal korrigiert, wenn die ermittelte zeitliche Änderung des Geschwindigkeitssignals einer Verzögerung entspricht, die größer ist als ein vorgegebener Verzögerungsgrenzwert.

Die Erzeugung des Geschwindigkeitssignals basiert dabei vorzugsweise auf einer Raddrehzahlerfassung und/oder auf einer Getriebeausgangsdrehzahlerfassung. Der Verzögerungsgrenzwert ist vorzugsweise ein Wert, der die erwartete Verzögerungsfähigkeit des Fahrzeugs repräsentiert. Wenn die aus dem Geschwindigkeitssignal resultierende gemessene Verzögerung des Fahrzeugs größer ist als der Grenzverzögerungswert, d.h. wenn die gemessene Verzögerung im Widerspruch zu der erwarteten Verzögerungsfähigkeit des Fahrzeugs steht, dann ist dies ein klares Indiz dafür, dass das Geschwindigkeitssignal fehlerhaft ist und einer Korrektur bedarf.

Die Korrektur des Geschwindigkeitssignals wird vorzugsweise derart vorgenommen, dass die zeitliche Abnahme des korrigierten Geschwindigkeitssignals einer Verzögerung gemäß dem Verzögerungsgrenzwert entspricht.

Vorzugsweise wird das Geschwindigkeitssignal nicht korrigiert, wenn die zeitliche Änderung des Geschwindigkeitssignals einer Verzögerung entspricht, die kleiner ist als der vorgegebene Verzögerungsgrenzwert.

Der Verzögerungsgrenzwert kann als fester Wert vorgegeben werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird er aber in Abhängigkeit des Fahrzeugtyps und/oder in Abhängigkeit der Einsatzgebiets des Fahrzeugs vorgegeben. Damit kann der Tatsache Rechnung getragen werden, dass die Verzögerungsfähigkeit eines Fahrzeugs vom Fahrzeugtyp und dem Einsatzgebiet abhängig ist. Beispielsweise kann somit die Art des Fahrzeugs, sein Beladung, die Lage seines Schwerpunkts, die Art seines Bremssystems und seiner Bereifung, die Umgebungstemperatur und/oder der Fahrbahnzustand bei der Bestimmung des Verzögerungsgrenzwert berücksichtigt werden.

Vorzugsweise wird das Geschwindigkeitssignal zusätzlich auch dann korrigiert wird, wenn seine zeitliche Änderung einer Beschleunigung entspricht, die größer ist als ein vorgegebener Beschleunigungsgrenzwert. Damit lassen sich auch Messfehler korrigieren, die der erwarteten Beschleunigungsfähigkeit des Fahrzeugs widersprechen.

Das Verfahren eignet sich bestens für den Einsatz in Fahrsystemen, mit denen Längsbewegung eines Fahrzeugs in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs gesteuert wird. Solche Fahrsysteme sind beispielsweise Systeme, die die Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs bezüglich eines Objekts im Umfeld des Fahrzeugs erfassen und die basierend auf der erfassten Relativgeschwindigkeit und der eigenen Fahrgeschwindigkeit entscheiden, ob es sich bei dem Objekt um ein sich annäherndes Objekt, um ein sich entfernendes Objekt oder um ein stehendes Objekt handelt, und in Abhängigkeit dieser Entscheidung einen die Längsbewegung steuernden Eingriff vornehmen.

Vorzugsweise umfasst ein derartiges Fahrsystem Objekterkennungsmittel zur Erkennung von Objekten vor dem Fahrzeug und ist eingerichtet, die Längsbewegung des Fahrzeugs derart zu steuern, dass eine Kollision mit einem erkannten Objekt verhindert wird oder die Folgen einer solchen Kollision zumindest gemindert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Figur näher beschrieben. Die Figur zeigt ein Zeitdiagramm eines beispielhaften Geschwindigkeitssignals.

Gemäß der Figur wird die Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs zyklisch gemessen. Die Messung basiert dabei auf einer Raddrehzahlerfassung und man erhält für jeden Messzyklus k einen Geschwindigkeitswert vk. Die Messung kann aber auch auf einer Erfassung der Getriebeausgangsdrehzahl eines im Antriebsstrang des Fahrzeugs vorgesehenen Getriebes basieren, da die Getriebeausgangsdrehzahl mit der Raddrehzahl der angetriebenen Räder des Fahrzeugs korreliert ist.

Wenn zwischen einem Rad und der Fahrbahn, auf der das Fahrzeug fährt, Schlupf auftritt, entspricht die Raddrehzahl des Rades nicht mehr der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs. Beispielsweise würde man bei einer Radblockierung einen Geschwindigkeitswert von 0 km/h erhalten, wenn man die Raddrehzahl des blockierten Rades der Geschwindigkeitsbestimmung zugrunde legt, obwohl sich das Fahrzeug aufgrund des Schlupfes tatsächlich weiter bewegt.

Um einen solchen Fehler zu erkennen, wird im aktuellen Zyklus k geprüft, ob der aktuell ermittelte Geschwindigkeitswert vk des Geschwindigkeitssignals v unterhalb der Geraden g liegt. Diese Gerade g repräsentiert den Verlauf der Fahrgeschwindigkeit im Zeitintervall tk–1 bis tk, für den Fall, dass das Fahrzeug ausgehend von dem im vorangehenden Messzyklus k – 1 ermittelten Geschwindigkeitswert vk–1 mit einer einem vorgegebenen Verzögerungsgrenzwert ag entsprechenden Verzögerung verzögert wird. Das heißt, die Steigung der Geraden g ist gleich dem vorgegebenen Verzögerungsgrenzwert ag.

Liegt der aktuell ermittelte Geschwindigkeitswert vk oberhalb der Geraden g, dann wird dieser Wert vk als Geschwindigkeitswert beibehalten. Liegt er hingegen, wie anhand des Punktes v'k gezeigt, unterhalb der Geraden g, wird er korrigiert. Die Korrektur wird daher, wie durch den punktiert dargestellten Pfeil &Dgr;v angedeutet, derart vorgenommen, dass der korrigierte Geschwindigkeitswert v*k auf der Geraden g liegt. Das Geschwindigkeitssignal v wird somit basierend auf seiner zeitlichen Änderung derart korrigiert, dass seine Abnahme dem vorgegebenen Verzögerungsgrenzwert ag entspricht.

Dieser Verzögerungsgrenzwert ag repräsentiert die mit dem Fahrzeug maximal erzielbare Verzögerung. Höhere Verzögerungen werden als unplausibel betrachtet und bedingen die oben beschriebene Korrektur des Geschwindigkeitssignals v auf den gerade noch plausiblen Geschwindigkeitswert v*k.

Der Verzögerungsgrenzwert ag kann als fester Wert vorgegeben werden. Vorteilhafterweise wird er aber in Abhängigkeit des Fahrzeugtyps und/oder in Abhängigkeit des Einsatzgebiets des Fahrzeugs vorgegeben, da die Verzögerungsfähigkeit des Fahrzeugs hiervon abhängig ist. Beispielsweise können somit die Art des Fahrzeugs (PKW, LKW, Fahrzeug mit oder ohne Anhänger oder Auflieger), die Beladung des Fahrzeugs, die Lage seines Schwerpunkts sowie die Art seines Bremssystems und seiner Bereifung bei der Bestimmung des Verzögerungsgrenzwerts ag berücksichtigt werden. Weiterhin können auch Umgebungsparameter, wie z.B. die Umgebungstemperatur oder der Fahrbahnzustand, berücksichtigt, wenn das Fahrzeug mit einer entsprechenden Sensorik ausgestattet ist.

Das Verfahren eignet sich bestens für den Einsatz in Fahrzeugen, die mit Fahrsystemen zur Steuerung der Längsbewegung des Fahrzeugs ausgestattet sind, insbesondere mit Fahrsystemen, die die Längsbewegung durch einen Bremseingriff steuern.

Ein herkömmliches Abstandsregelsystem ist ein Beispiel für solches Fahrsystem. Ein solches Abstandsregelsystem erkennt mit Objekterkennungsmitteln, insbesondere mit einem Abstandssensor, beispielsweise mit einem Radarsystem, Objekte vor dem Fahrzeug regelt und den Abstand zu einem Objekt, falls dieses als vorausfahrendes Fahrzeug identifiziert worden ist. Die Identifizierung eines Objekts als vorausfahrendes, entgegenkommendes oder stehendes Objekt basiert dabei auf der Ermittlung der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt und der Ermittlung der Geschwindigkeit des Objekts anhand der Relativgeschwindigkeit und der eigenen Fahrgeschwindigkeit. Wenn die ermittelte Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs fehlerhaft ist, dann kann ein Objekt fälschlicherweise als stehendes oder entgegenkommendes Objekt identifiziert werden und die Reaktion auf das Objekt fehlerhaft sein oder für den Fahrer unplausibel sein und möglicherweise zu einer Verkehrsgefährdung führen.

Üblicherweise werden solche die Längsbewegung steuernde Fahrsysteme deaktiviert, wenn die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs einen bestimmten Grenzwert unterschreitet oder bis zum Stillstand abgebremst wird. Wenn die Geschwindigkeitsermittlung fehlerhaft ist, dann werden die Systeme zum falschen Zeitpunkt deaktiviert und reagieren nicht so, wie erwartet wird. Die Deaktivierung zum falschen Zeitpunkt kann im Extremfall bedeuten, dass ein vom System eingeleiteter Bremseingriff, der zur Vermeidung einer Kollision oder Minderung von Kollisionsfolgen weiterhin aufrecht erhalten werden müsste, unterbrochen oder reduziert werden könnte, weil das System fälschlicherweise davon ausgeht, dass das Fahrzeug bereits zum Stillstand gekommen ist oder ausreichend stark abgebremst worden ist. Eine kurzzeitige Systemdeaktivierung oder Systemteildeaktivierung aufgrund eines vereinzelten fehlerhaften Geschwindigkeitswertes kann weiterhin bedeuten, dass das System auch nach einer Systemreaktivierung zeitweilig nicht verfügbar ist, da es zunächst initialisiert werden muss.

Alle diese Probleme lassen sich vermeiden oder zumindest reduzieren, wenn das Geschwindigkeitssignal v entsprechend dem beschriebenen Verfahren korrigiert wird.

Die Korrektur des Geschwindigkeitssignals ist im vorliegenden Beispiel zwar für den Fall beschrieben, dass das Geschwindigkeitssignal v mit einer unplausibel hohen Verzögerung abnimmt, es ist jedoch selbstverständlich denkbar, die Korrektur in entsprechender Weise auch bei einer unplausiblen hohen Beschleunigung vorzunehmen.


Anspruch[de]
Verfahren zur Ermittlung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs, bei dem ein Geschwindigkeitssignal (v) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das die zeitliche Änderung des Geschwindigkeitssignals (v) ermittelt wird und dass das Geschwindigkeitssignal (v) korrigiert wird, wenn seine zeitliche Änderung einer Verzögerung entspricht, die größer ist als ein vorgegebener Verzögerungsgrenzwert (ag). Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur derart vorgenommen wird, dass die zeitliche Abnahme des korrigierten Geschwindigkeitssignals (v) einer Verzögerung entspricht, die gleich dem Verzögerungsgrenzwert (ag) ist. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Geschwindigkeitssignal (v) basierend auf einer Raddrehzahlerfassung und/oder Getriebeausgangsdrehzahlerfassung erzeugt wird. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzögerungsgrenzwert (ag) als ein die Verzögerungsfähigkeit des Fahrzeugs charakterisierender Wert definiert ist. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Geschwindigkeitssignal (v) nicht korrigiert wird, wenn die zeitliche Änderung des Geschwindigkeitssignals (v) einer Verzögerung entspricht, die kleiner ist als der Verzögerungsgrenzwert (ag). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzögerungsgrenzwert (ag) ein vorgegebener fester Wert ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzögerungsgrenzwert (ag) in Abhängigkeit des Fahrzeugtyps und/oder in Abhängigkeit der Einsatzgebiets des Fahrzeugs vorgegeben wird. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Geschwindigkeitssignal (v) korrigiert wird, wenn seine zeitliche Änderung einer Beschleunigung entspricht, die größer ist als ein vorgegebener Beschleunigungsgrenzwert. Fahrsystem zur Steuerung der Längsbewegung des Fahrzeugs in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, in das das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche implementiert ist. Fahrsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Objekterkennungsmittel zur Erkennung von Objekten vor dem Fahrzeug vorgesehen sind und dass das Fahrsystem eingerichtet ist, die Längsbewegung des Fahrzeugs derart zu steuern, dass eine Kollision mit einem erkannten Objekt verhindert wird oder die Folgen einer solchen Kollision zumindest gemindert werden.






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