-
Technisches Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kraftfahrzeugsteuersysteme
und betrifft insbesondere ein Verfahren und ein System, die in einer
Fahrzeugumgebung zum Schätzen
einer Quergeschwindigkeit eines Fahrzeugs verwendet werden.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Fahrzeugdynamiksteuersysteme
werden vermehrt in Kraftfahrzeugen zum Verbessern von Fahrzeugsicherheit
und zum Erfüllen
von Regierungsbestimmungen verwendet. Beispiele für solche
Systeme umfassen aktive Sicherheitssysteme von Fahrzeugen wie elektronische
Stabilitätskontrolle
(ESC von electronic stability control) von Fahrzeugen, Fahrzeuge
einer umfassenden Sicherheit (CSV von comprehensive safety vehicle) und
Spurwechselassistenz für
Fahrzeuge. Damit diese Sicherheitssysteme effektiv arbeiten, sind
präzises
und rechtzeitiges Wissen über
die Dynamikzustände
des Fahrzeugs erforderlich. Ein wichtiger Fahrzeugdynamikzustand
ist die Quergeschwindigkeit des Fahrzeugs, die die Querdynamik eines
Kraftfahrzeugs wiederspiegelt. Bei der elektronischen Stabilitätskontrolle
(ESC) wird zum Beispiel die Quergeschwindigkeit des Fahrzeugs zum
Berechnen des so genannten „Fahrzeugseitenschlupf"-Winkels verwendet,
der neben dem Giergeschwindigkeitssignal ein wichtiges Attribut
der Querdynamik des Fahrzeugs ist. Bei der Seitenschlupfsteuerung
kann die Fahrzeugstabilitätskontrolle
insgesamt sowohl bei Untersteuer- als auch Übersteuersituationen effektiver
sein. Es ist auch leicht verständlich,
dass die Quergeschwindigkeit bei Systemen wie Spurwechselassistenz,
die praktisch die Querrichtung der Fahrzeugdynamik steuert, ausschlaggebend
ist.
-
Derzeit
gibt es keinen serienmäßigen Sensor
für Fahrzeuggeschwindigkeiten,
der kostengünstig
ist. Daher wird dieses Signal im Allgemeinen durch Schätzverfahren
unter Verwendung von für
gewöhnlich
erhältlichen
Sensoren wie Raddrehzahlsensoren, Beschleunigungsmessern, Giergeschwindigkeitssensoren
und anderen ähnlichen
Sensoren erhalten. Es gibt hauptsächlich zwei Kategorien von
Verfahren zum Schätzen
der Fahrzeugquergeschwindigkeit: verfahrensbasierte Beobachter-
oder Kalman-Filter-Theorien
mit einem vereinfachten Modell der Fahrzeugquerdynamik und verfahrensbasierte
Reifenkraftschätzung
zusammen mit Straßenbelagerkennung.
Während
viele Varianten der vorstehenden beiden Verfahren vorgeschlagen
werden, um bestimmte Schwierigkeiten anzugehen, bleiben die Haupthürden der
vorstehenden Verfahren nach wie vor bestehen. Bei den Grundverfahren
vom Beobachter-/Kalman-Filter-Typ hängen alle vorgeschlagenen Vorgehen von
einem Modell der Fahrzeugquerdynamik ab, beispielsweise dem so genannten
Fahrradmodell oder Kinematikmodell. Da kein Modell alle Betriebsbereiche
der Fahrzeugdynamik effektiv wiedergeben kann, können die Verfahren in dieser
Kategorie die Quergeschwindigkeit außerhalb der Wiedergabetreue
des verwendeten Modells nicht präzis
ermitteln. Bei der zweiten Kategorie von Verfahren, die auf der
Reifenkraft/dem Straßenbelag
beruht, besteht der Hauptnachteil darin, dass die Genauigkeit der
Schätzung
der Quergeschwindigkeit stark von der Genauigkeit sowohl der Reifenkraft-
als auch der Straßenbelagschätzungen
sowie von der Effizienz der verwendeten Routine für die numerische
Integration abhängt;
alle diese Faktoren sind an sich problematisch.
-
Demgemäß ist es
wünschenswert,
ein System und Verfahren zum präzisen
Schätzen
einer Fahrzeuggeschwindigkeit in allen Dynamikbereichen von Fahrzeugbetrieben
zu implementieren. Ferner ist es wünschenswert, ein solches System
und Verfahren unter Verwendung der zuvor beschriebenen üblicherweise
verfügbaren
Sensoren zu implementieren. Weiterhin gehen andere wünschenswerte
Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung aus der folgenden
eingehenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den
Begleitzeichnungen und dem vorstehenden technischen Gebiet und Hintergrund hervor.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Es
wird ein Verfahren zum Schätzen
der Quergeschwindigkeit eines Fahrzeugs vorgesehen. Das Verfahren
umfasst das Vorsehen mehrerer Schätzstrukturen, wobei jede Schätzstruktur
einem von mehreren Dynamikbereichen entspricht, in denen ein Fahrzeug
betrieben werden kann, das Ermitteln, in welchem der mehreren Dynamikbereiche
das Fahrzeug betrieben wird, um einen ersten Dynamikbereich zu erkennen,
und das Erzeugen einer Schätzung
der Quergeschwindigkeit des ersten Bereichs aus einer ersten Schätzstruktur,
die dem ersten Dynamikbereich entspricht.
-
Es
wird auch ein System zum Schätzen
der Quergeschwindigkeit eines Fahrzeugs vorgesehen. Ein Prozessor
weist mehrere Sensoren auf, die zum Empfangen mehrerer Betriebsparameter
eines Fahrzeugs ausgelegt sind, wobei der Prozessor einen rekonfigurierbaren
Schätzalgorithmus
implementiert, der mehrere Schätzstrukturen
vorsieht, wobei jede Schätzstruktur
einem von mehreren Dynamikbereichen entspricht, in denen ein Fahrzeug
betrieben werden kann, ermittelt, in welchem der mehreren Dynamikbereiche
das Fahrzeug betrieben wird, um einen ersten Dynamikbe reich zu erkennen,
und eine Schätzung
der Quergeschwindigkeit des ersten Bereichs aus einer ersten Schätzstruktur
erzeugt, die dem ersten Dynamikbereich entspricht.
-
Beschreibung der Zeichnungen
-
Die
vorliegende Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den folgenden
Zeichnungsfiguren beschrieben, bei denen gleiche Bezugszeichen gleiche
Elemente bezeichnen, und:
-
1 eine
Hardware-Anordnung für
eine beispielhafte Ausführungsform
des Systems und der Vorrichtung zum Schätzen der Quergeschwindigkeit
des Fahrzeugs ist;
-
2 ein
Blockdiagramm ist, das die Komponenten einer beispielhaften Implementierung
für das
Verfahren zum Schätzen
von Fahrzeugquergeschwindigkeit beschreibt; und
-
3 ein
Flussdiagramm ist, das weitere Details einer beispielhaften Verwirklichung
für die
Strategie des Ermittelns eines Fahrzeugdynamikbetriebsbereichs zu
einem bestimmten Zeitpunkt vorsieht.
-
Beschreibung einer beispielhaften
Ausführungsform
-
Die
folgende eingehende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur
und soll die Erfindung, ihre Anwendungen oder Einsatzmöglichkeiten
in keiner Weise beschränken.
Weiterhin besteht keine Absicht, durch eine ausdrückliche
oder implizierte Theorie, die vorstehend in dem technischen Gebiet,
dem Hintergrund und der Kurzzusammenfassung oder der folgenden eingehenden
Beschreibung dargelegt wird, gebunden zu sein.
-
Die
vorliegende Erfindung ist ein neuartiges Verfahren mit rekonfigurierbarer
Struktur zum Schätzen der
Quergeschwindigkeit eines Fahrzeugs. Das Verfahren nutzt eine Reihe
von rekonfigurierbaren Strukturen. Die rekonfigurierbaren Strukturen
nutzen mehr als ein einziges mathematisches Modell, da ein bestimmtes Modell
für einen
spezifischen Dynamikbereich in einem Fahrzeugbetrieb verwendet werden
kann und ein anderes bestimmtes Model für einen anderen Dynamikbereich
in dem Fahrzeugbetrieb verwendet werden kann. Das Verfahren legt
Bedingungen für
dynamisches Umschalten zwischen den verschiedenen Modellen fest.
Die Modelle sind rekonfigurierbar, da die Modelle von der Priorität her oder
durch einen anderen Faktor oder eine Reihe von Faktoren unterschiedlich
angeordnet werden können.
Zudem sieht die vorliegende Erfindung einen Rahmen zum Handhaben
von Parameterschwankungen und Sensorsignalgenauigkeit vor. Wie später näher beschrieben
wird, können
durch Modellieren von Parameterunsicherheit und Sensorsignalgenauigkeit „Rauschsignale" mit unterschiedlicher
Statistik, frühere
Erfahrung, historische Daten und andere Faktoren für eine bessere
Quergeschwindigkeitsschätzung
unter allen Fahrzeugdynamikbedingungen integriert werden.
-
1 zeigt
ein beispielhaftes System 10 zum Schätzen einer Quergeschwindigkeit
eines Fahrzeugs. Ein Prozessor/eine Steuervorrichtung 12 umfasst
einen Hauptprozessor (CPU) 14, der mit einer Speichervorrichtung 16 verbunden
ist, die einen Speicher, beispielsweise einen Arbeitsspeicher (RAM),
einen nicht flüchtigen
Festspeicher (NVROM) und möglicherweise
andere Massenspeichervorrichtungen, umfassen kann. Die CPU 14 ist
durch eine Eingabe/Ausgabe(I/O)-Schnittstelle 20 mit einem
von möglichen
mehreren Sensoren verbunden, die der CPU 14 Betriebsdaten von
einem Fahrzeug zu einem bestimmten Zeitpunkt, beispielsweise Fahrzeuggeschwindigkeit,
liefern. Diese Sensoren können
eine Trägheitssensorgruppe 24,
die Giergeschwindigkeits-, Querbeschleunigungs- und Längsbeschleunigungssignale
liefert, sowie einen Einschlagwinkelsensor 23 umfassen.
Ferner ist eine Quelle für
Fahrzeuggeschwindigkeit erforderlich. Dem Fachmann ist bekannt,
dass die Quelle entweder ein Bremsmodul sein kann, das Raddrehzahlsensoren 22 als
Haupteingaben zu einem Geschwindigkeitsmodul 25 aufweist,
wie in der Figur gezeigt wird, oder intern beruhend auf verfügbaren Sensorsignalen
berechnet werden kann. Wie sich versteht, kann das System 10 verschiedene
zusätzliche
Komponenten, beispielsweise zusätzliche
Sensoren 24, die in einer Anordnung konfiguriert sind, oder
zusätzliche
Speicher- oder Verarbeitungskomponenten für eine bestimmte Anwendung
umfassen. Zudem kann das dargestellte System 10 ein Teil
einer größeren Gesamtverarbeitungskomponente
eines Fahrzeugs sein. Das System 10 kann mit einer (nicht
gezeigten) Stromquelle des Fahrzeugs verbunden sein, beispielsweise
einer 12 V-Batterie.
Ein Ausgang des Systems 10 ist mit mindestens einer gesteuerten
Vorrichtung 26 verbunden, beispielsweise einem Aktuator
oder einem Motor. Zum Beispiel kann die gesteuerte Vorrichtung 26 eine
zusätzliche
gesteuerte Subkomponente des vorstehend erwähnten ESC-Systems sein.
-
Die
CPU 14 kann zum Ausführen
von Rechnerbefehlen, die in einem Speicher 16, einem Massenspeicher 18 gespeichert
oder in einem Computerprogrammerzeugnis, beispielsweise einer Digital
Versatile Disk (DVD) oder einer Compact Disk (CD), oder einer Entsprechung
ausgeführt
sein können,
konfiguriert sein. Die Rechnerbefehle können ausführbare Befehle umfassen, die
wie nachstehend weiter beschrieben Methodologien und Algorithmen
enthalten.
-
2 zeigt
ein Blockdiagramm eines beispielhaften Schätzverfahrens 30 für die Quergeschwindigkeit eines
Fahrzeugs, das durch das System 10 (1) implementiert
werden kann. Es werden eine Reihe von Betriebsparametern, die wie
in dem System 10 beschrieben durch Sensoren oder andere
Mittel erhalten werden können,
eingegeben. Die Parameter können
Giergeschwindigkeit 32, Radwinkel 34, Fahrzeuggeschwindigkeit 36,
Längsbeschleunigung
(Ax) 38 und Querbeschleunigung (Ay) 40 umfassen.
-
Block 42 zeigt
eine beispielhafte Umsetzung eines Gesamtmechanismus von rekonfigurierbarer
Struktur zur Schätzung
von Fahrzeugquergeschwindigkeit. Die Funktionalität des Gesamtmechanismus
von rekonfigurierbarer Struktur umfasst zunächst eine Ermittlung eines
Fahrzeugdynamikzustands, um zu entscheiden, welche von mehreren
Schätzstrukturen
(und in welcher Reihenfolge) zu verwenden ist. Dann wird das geeignetste
Modell zum Darstellen der Querdynamik des Fahrzeugs in jedem ermittelten
Dynamikbereich für
die Schätzung
der Fahrzeugquergeschwindigkeit verwendet. Zudem implementiert die
Funktionalität
auch einen Ablauf, der zum geeigneten Zeitpunkt zwischen den verschiedenen
Schätzstrukturen
und den zugehörigen
anfänglichen
Geschwindigkeitswerten wechselt. Schließlich werden alle Informationen
der ermittelten Dynamikbereiche und Schätzungen aus den verschiedenen
Modellen genutzt, um die endgültige
Schätzung
der Fahrzeugquergeschwindigkeit zu ermitteln.
-
Die
Strategie 44 stellt den ersten Schritt der Ermittlung eines
jeweiligen Fahrzeugbetriebsbereichs bei einem bestimmten Zeitpunkt
basierend auf den Eingaben der Parameter 32–40 dar.
In 3 wird eine beispielhafte Strategie näher gezeigt.
Unter Bezug auf 3 beginnt die Strategie 44 (Schritt 64)
wie bereits beschrieben durch das Erfassen von Sensorsignalen und
Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen (Schritt 66). Die
Fahr zeuggeschwindigkeit (Eingabe 36 in 2)
lässt sich
aus einem Fahrzeug geschwindigkeitsmodul erhalten, das selbst einen
Schätzalgorithmus
nutzen kann. Andere Sensorsignale können wie bereits beschrieben
von den verschiedenen Sensoren erhalten werden.
-
Dann
fragt die Strategie 44 ab, ob das Fahrzeug angehalten wurde
(Schritt 68). Wenn ja, dann ermittelt die Strategie 44,
dass der Betriebsbereich ein Bereich niedriger Quergeschwindigkeit
(Vy) ist. In einer Ausführungsform
ist diese Vy entsprechend auf Null gesetzt. In einer anderen Ausführungsform
ist der Wert Vy auf einen passend ermittelten niedrigen Wert gesetzt.
-
Wurde
das Fahrzeug nicht angehalten, fragt die Strategie 44 ab,
ob sich das Fahrzeug bei einer niedrigen Geschwindigkeit fortbewegt
und eine entsprechende niedrige Giergeschwindigkeit (Schritt 72)
aufweist. Wenn ja, ermittelt die Strategie 44, dass das
Fahrzeug wieder in dem Bereich niedriger Vy betrieben wird (wiederum
Schritt 70).
-
Wird
ermittelt, dass sich das Fahrzeug nicht bei einer niedrigen Geschwindigkeit
fortbewegt, fragt das Verfahren ab, ob sich das Fahrzeug in dem
vorstehend erwähnten
linearen Betriebsbereich befindet (Schritt 74). Dem Fachmann
ist bekannt, dass es Möglichkeiten
gibt, festzulegen oder zu ermitteln, ob ein Fahrzeug in dem „linearen
Bereich" betrieben
wird. Eine solche Ermittlung besteht darin zu testen, ob Fahrzeuggeschwindigkeit,
Giergeschwindigkeit, Querbeschleunigung alle innerhalb einiger vorbestimmter
Bereiche liegen. Weiterhin können
auch Signale, beispielsweise Gierbeschleunigung und ruckartige Querbewegung
(die Ableitung der Querbeschleunigung) kombiniert mit den vorstehend
erwähnten
Signalen verwendet werden, um die Ermittlung zu verfeinern, ob das
Fahrzeug in dem linearen Bereich betrieben wird. Wenn das Ergebnis
in Schritt 74 ja lautet, ermittelt die Strategie 44,
dass das Fahrzeug in dem linearen Be reich betrieben wird (Schritt 76).
In einer Ausführungsform
werden dann in den Schätzberechnungen
das Fahrradmodell und der Beobachter verwendet. Wenn das Verfahren 44 ermittelt,
dass das Fahrzeug nicht in dem linearen Bereich (Schritt 78) betrieben
wird, werden in einer Ausführungsform
ein Kinematikmodell und ein entsprechender Kalman-Filter in den
Schätzberechnungen
verwendet. Die Strategie 44 endet dann (Schritt 80).
-
Unter
erneutem Bezug auf 2 werden dadurch eine Reihe
von Schätzstrukturen
für verschiedene Bereiche
(z. B. 1 – n)
festgelegt (durch Bezugszeichen 46, 48 und 50 gezeigt).
Die verschiedenen Schätzstrukturen
können
ein mathematisches Modell, das am Besten das Verhalten des Fahrzeugs
in dem entsprechenden bestimmten Bereich darstellt, sowie zugehörige Verfahren
zum Schätzen
der Quergeschwindigkeit des Fahrzeugs enthalten. Angenommen zum
Beispiel die Blöcke 46, 48 und 50 stellen
den Bereich mit niedriger Vy, den linearen
Bereich bzw. den nicht linearen Bereich dar. Bei einem Bereich 46 mit
niedriger Vy bei Anhalten des Fahrzeugs
oder wenn die Giergeschwindigkeit sehr klein ist, beispielsweise
wenn sich das Fahrzeug in geradem Fahrbetrieb befindet, kann die
Quergeschwindigkeit als 0 festgelegt werden. Wenn ansonsten sowohl
die Fahrzeuggeschwindigkeit (Vx) als auch
die Giergeschwindigkeit (r) recht niedrig sind, kann die Quergeschwindigkeit
berechnet werden als: Vy = –rVx (1)
-
Bei
dem linearen Bereich 48 stellt das Fahrradmodell die Fahrzeugdynamik
recht präzis
dar und kann zum Schätzen
der Quergeschwindigkeit des Fahrzeugs verwendet werden. Das Fahrradmodell
lässt sich
ausdrücken
durch: V .y =
a11Vy + a12r + b1δ (2) r . = a21Vy +
a22r + b2δwobei
aij und bi aus der
Masse M des Fahrzeugs, der Trägheit
Iz, der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx, dem Abstand zwischen dem Fahrzeugschwerpunkt
(CG) zu den Vorder- und Hinterachsen L1,
L2 und wie nachstehend der Kurvensteifigkeit
Cf, Cr berechnet
werden und δ den
Einschlagwinkel des Fahrzeugs bezeichnet.
-
-
Bei
dem Fahrradmodell kann die Quergeschwindigkeitsschätzung V ^
y durch den folgenden linearen Beobachter
berechnet werden:
V ^y =
a11V ^y + a12ȓ + b1δ + k1(r – ȓ) (4) wobei k
1,
k
2 Beobachterzunahmen sind, die Auslegungsparameter
sind. Wiederum ist dem Fachmann bekannt, dass die Beobachterzunahmen
für bestimmte
Anwendungen beruhend auf Fahrzeugplattform und Fahrzeugdynamikbewegungszuständen ermittelt
werden können.
Weiterhin können
die vorstehenden Gleichungen in geeignete digitale Formen für Computerimplementierung
umgewandelt werden.
-
Wenden
wir uns nun dem linearen Bereich
50 zu, bei dem das Fahrzeug
für gewöhnlich an
der Grenze der Reifenhaftung betrieben wird. In diesem Bereich ist
das geeignetste Modell zum Darstellen der Fahrzeugdynamikbewegung
das nachstehend ausgedrückte
Kinematikmodell:
V .x =
rVy + Ax (5) V .y = –rVx +
Ay wobei A
x und
A
y die Längs-
und Querbeschleunigungen des Fahrzeugs sind und V
x,
V
y und r wie vorstehend Fahrzeuggeschwindigkeit,
Quergeschwindigkeit und Giergeschwindigkeit sind. Der Fachmann wird
erkennen, dass aufgrund unserer Strategie der Unterteilung des Fahrzeugdynamikbetriebs
in unterschiedliche Bereiche der Nachteil des Nichtbeobachtbarkeitsproblems
dieses Modells, wenn die Giergeschwindigkeit r nahe 0 liegt, behoben
wird. Als bekannte Differenz zwischen den Fahrzeugbeschleunigungssignalen
(A
x und A
y) und
den gemessenen Signalen (A
xm, und A
ym) bei Vorliegen von Umgebungsfaktoren wie
Strafen mit Querneigung können
zudem zum Implementieren des vorstehenden Kinematikmodells mit Messdaten
die Fahrzeugbeschleunigungen wie folgt berechnet werden:
Ax = Axm +
Nx (6) Ay = Aym +
Ny wobei N
x und
N
y "Rausch"-Signale sind, die
die Fehler zwischen Fahrzeugbeschleunigungen und deren Sensormessungen
darstellen. Weiterhin wird der Fachmann erkennen, dass eine andere
inhärente
Parameterveränderung
und Messrauschen ebenfalls modelliert werden können. Zum Beispiel kann die
aus einem anderen Schätzalgorithmus
erhaltene Fahrzeuglängsgeschwindigkeit
als Messsignal für
das Kinematikmodell verwendet werden. Somit kann die Rauscheigenschaft
dieser Messung aus der Erfahrung des Schätzalgorithmus der Längsgeschwindigkeit
ermittelt werden. Somit sind die Modellierung der Parameterveränderung
und das Messrauschen das Einsetzen von Erfahrung und früherem Wissen
des spezifischen Systems und der Signale in die vorstehend erwähnten Strukturen,
so dass eine bessere Quergeschwindigkeitsschätzung erhalten werden kann.
Bei dem kombinierten Modell (5, 6) kann die Quergeschwindigkeitsschätzung durch
die folgenden Kalman-Filter-Gleichungen berechnet werden. Seien
hierbei die Koeffizientenmatrixen der Gleichungen (5):
und Q die Kovarianzmatrix
von Vektor (N
x N
y),
R die Kovarianz des Fehlersignals für Fahrzeuggeschwindigkeit und
P die Kovarianzmatrix des Schätzungsvektors.
Dann können
die Kalman-Filter-Gleichungen zusammen mit den Gleichungen (5, 6,
7) wie folgt ausgedrückt
werden:
wobei
die Hochstellung "T" die Matrixtransponierte
bedeutet und "–1" die Matrixinverse
bedeutet. Wiederum ist dem Fachmann bekannt, dass die vorstehenden
Gleichungen in geeignete digitale Formen für Computerimplementierung umgewandelt
werden können
und Erfahrung und Wissen in die Ermittlung und das Feinabstimmen
der Parameter P und Q zweckmäßig integriert
werden können.
-
Der
Schätzblock 42 ermittelt
dann ein Informationsübertragungsschema
zwischen den (durch Bezugszeichen 52) gezeigten Schätzstrukturen.
Zum Beispiel kann sich die Reihenfolge (die eine Priorität wiedergeben
kann, mit der die Strukturen zum Durchführen von Schätzungen
in einem bestimmten Dynamikbereich ausgeführt werden) der Schätzstrukturen ändern, wenn
das Fahrzeug von einem Dynamikbereich in den nächsten wechselt. Das Informationsübertragungsschema
kann verschiedene Eingabefaktoren wiedergeben, beispielsweise die
vorstehend erwähnten
Fahrzeugparameter. Zudem kann das Übertragungsschema andere Eingabefaktoren
wiedergeben, beispielsweise Witterungsfaktoren, Straßenbedingungen
und dergleichen. Das Informationsübertragungsschema kann eine
zuletzt geschätzte
Quergeschwindigkeit des Fahrzeugs für einen ersten Dynamikbereich
als anfänglichen
Wert für
eine folgende Schätzung
der Quergeschwindigkeit des Fahrzeugs für einen zweiten Dynamikbereich
verwenden.
-
Unter
erneutem Bezug auf 2 ermittelt Block 60 eine
endgültige
Schätzung
der Fahrzeugquergeschwindigkeit, die dem Block 62 geliefert
wird, der verschiedene Fahrzeugsteuersysteme darstellt, beispielsweise
ESC-Systeme oder ähnliche
Systeme. Die endgültige
Schätzung
der Quergeschwindigkeit des Fahrzeugs kann auf verschiedene Weise
ablaufen. In einer Ausführungsform
kann ein Schätzverfahren
eine geordnete Anzahl an Schätzstrukturen
beruhend auf einem Dynamikbereich ausführen, wobei wie vorstehend
beschrieben die geschätzte
Quergeschwindigkeit für
den vorherigen Bereich als anfänglicher
Wert für
einen anschließenden
Dynamikbereich berücksichtigt
wird. Block 60 kann alle verfügbaren Informationen (einschließlich Schätzungen
aus jedem der zuvor festgelegten Dynamikbereiche) berücksichtigen,
um eine endgültige Schätzung zu
ermitteln. Die endgültige
Schätzung
kann aus einem bestimmten Dynamikbereich, beispielsweise Bereich
1 oder Bereich 2 (Blöcke 46 und 48),
kommen, oder es kann ein gewichtetes Mittel von Schätzungen
aus mehreren Dynamikbereichen erhalten werden, um die endgültige Schätzung zu
erbringen.
-
Zudem
kann das Verfahren an einem einzigen Punkt oder an verschiedenen
Punkten während
des Schätzverfahrens
ein mathematisches Modell berücksichtigen,
das Parameterveränderung
und Messrauschen darstellt. Hier kann wiederum wie vorstehend beschrieben
Fahrzeuglängsgeschwindigkeit,
die aus einem separaten Schätzalgorithmus
erhalten wird, als Messsignal für
den Kinematikmodellteil der Gesamtschätzung verwendet werden. Somit
kann die Rauscheigenschaft einer Quergeschwindigkeitsschätzung frühere Schätzungen
von Längsgeschwindigkeiten
als „Rauschen" in der Berechnung
der Quergeschwindigkeit berücksichtigen,
was von der Schätzung
der Quergeschwindigkeit subtrahiert werden kann, um ein genaueres Ergebnis
zu erzeugen. Analoge Modelliertechniken für Parameterveränderung
und Messrauschen können
in eine Ermittlung der endgültigen
Schätzung
integriert werden.
-
Die
Verwendung der vorstehenden Techniken sieht ein neuartiges Vorgehen
vor, das auf rekonfigurierbaren Schätzstrukturen von Fahrzeugquerdynamik
für verschiedene
Dynamikbereiche beruht. Das Verfahren kann Bedingungen angehen,
die frühere
Ansätze
nicht berücksichtigen,
beispielsweise nicht beobachtbare Modi der Fahrzeugquerdynamik,
Straßen
mit Steigung oder Gefälle,
Nick-/Wankbewegungen des Fahrzeugs, nicht lineare Dynamik des Fahrzeugs
und Änderungen
der Fahrzeugparameter (beispielsweise Kurvensteifigkeit). Der beschriebene
Ansatz kann jede Bedingung angehen und eine bessere Gesamtschätzung der
Quergeschwindigkeit unter realen Dynamikbedingungen vorsehen.
-
Während in
der vorstehenden eingehenden Beschreibung mindestens eine beispielhafte
Ausführungsform
darstellt wurde, versteht sich, dass es eine große Anzahl an Varianten gibt.
Es versteht sich ferner, dass die beispielhafte Ausführungsform
oder beispielhaften Ausführungsformen
lediglich Beispiele sind und nicht den Schutzumfang, die Anwendbarkeit
oder Konfiguration der Erfindung in irgendeiner Weise beschränken sollen.
Vielmehr bietet die vorstehende eingehende Beschreibung dem Fachmann
einen praktischen Anhaltspunkt zum Implementieren der beispielhaften
Ausführungsform
bzw. beispielhaften Ausführungsformen. Es
versteht sich, dass an der Funktion und Anordnung von Elementen
verschiedene Änderungen
vorgenommen werden können,
ohne vom Schutzumfang der Erfindung, der in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist,
und den rechtlichen Entsprechungen davon abzuweichen.
