CN111845767B - 对于车辆的转弯方向测定 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对于车辆(10)的转弯方向测定。用于对于车辆的转弯方向测定的方法带有：‑测定车辆(10)的横向加速度值(Q)；‑测定车辆(10)的偏航率值(G)和车辆(10)的转向角值(L)中的至少一个；‑测定摩擦值(R)；‑基于所测定的值测定转弯方向。此外，本发明涉及一种装置，尤其用于车辆(10)的控制器(12)，带有用于执行前面所提及的步骤的测定设备(14)。还公开了一种方法，在其中不是所有所测定的值(L,G,R,Q)都有助于所测定的转弯方向，假如其处于预定的值域中。

Description

对于车辆的转弯方向测定

技术领域

本发明涉及一种用于对于车辆的转弯方向测定(Kurvenrichtungsermittelung)的方法和装置。车辆可以是机动车且尤其可以是乘用车或载重汽车。

背景技术

关于车辆当前驶过的弯道的方向的认识对于极其不同的驾驶员辅助系统和尤其行驶动态调节系统例如电子稳定程序(ESP)是重要的。更精确地说重要的是当前是驶过右转弯还是左转弯，例如以便为了稳定驾驶员自主地使处于弯道内侧处的车轮制动。还可根据转弯方向来执行驾驶员自主的转向干预。

目前根据转向角来测定转弯方向，如转向角例如可从转向传动机构利用方向盘角度传感器或通常由转向伺服系统来获得的那样。同样已知利用横向加速度值，其例如可由横向加速度传感器来获得，如横向加速度传感器在ESP系统中被使用的那样。备选地，也可在计算上来测定横向加速度值，例如从当前的转向角和车辆速度。

在本发明中也可考虑前面所讨论的角度且设置其测定方式。

转弯方向可利用已知的方式根据本发明的认识然而不总是足够可靠地来确定。如此识别出，在一定的情况中虽然可经由方向盘传动机构(Lenkradgetriebe)来预设转向角，但是车辆仍可驶出或经历另一转弯方向，例如当其在平滑的车道地面(Fahrbahnuntergrund)上处于打滑时。横向加速度尤其在关键行驶情况中也不总能确保足够可靠的转弯方向测定。

文件US 9,260,096 B2公开了一种转向操纵测定，以便确定是否执行突然的转向操纵(Lenkmanoever)。转向操纵但是尤其在关键行驶情况中不总是被转化到相应的转弯方向中。类似的适用于文件CA 2396349 C，在其中观察转向角和车轮角。由此例如在方向快速变换或在平滑的行车道上滑动的情况中也不总能测定实际驶过的转弯方向。

发明内容

由此存在对于车辆改善转弯方向测定且尤其提高该测定的可靠性的需要。

该目的通过一种根据本发明的方法以及一种根据本发明的装置来实现。有利的改进方案在说明书中说明。应理解的是，全部的介绍的特征和说明也可适用于本发明，只要未另外说明或显而易见。

通常本发明设置成对于转弯方向测定利用大量值，即不仅仅转向角或横向加速度。取而代之，转弯方向应借助多个指示转弯方向或根据其变化的值来测定。这涉及横向加速度值以及偏航率值(Gierratenwert)和转向角值中的至少一个。另外，优选地还一起考虑摩擦值。这使能够一起考虑车道地面(或者换言之车辆地面(Fahrzeuguntergrund))的影响，尤其以如下方式，即根据此来确定所测定的值对于测定结果的影响。为了降低错误测定的风险，也可设置成确定如下值域，在其中所测定的值(尤其横向加速度值或者偏航率值和/或转向角值)不具有影响或不被考虑。

详细地提出一种用于对于车辆的转弯方向测定的方法，其带有：

-测定车辆的横向加速度；

-测定车辆的偏航率值和车辆的转向角值中的至少一个；

-测定(例如车辆或其轮在车辆地面上的)摩擦值；

-基于所测定的值测定转弯方向。

横向加速度值可以以传统的方式描述横向于车辆的行驶方向且尤其笔直行驶方向(Geradeaus-Fahrtrichtung)(即横向于车辆纵轴线)的加速度。在此可涉及离心加速度。可借助于前面所提到的变体中的一个、即例如借助于ESP系统或借助于横向加速度传感器来测定横向加速度值。

偏航率值可说明围绕竖直的车辆轴线(高度轴线)的加速度，其中，竖直的车辆轴线可平行于重力的轴线延伸(至少在笔直行驶或车辆停止期间)。偏航率值可经由为此设置的传感器来测定，如传感器例如在上面提到的文件US 9,260,096 B2中同样被使用的那样。这样的传感器例如应用在防打滑调节系统(ASR)中。

摩擦值可以以本身已知的方式计算机辅助地或基于模型地来测定。为此例如已知使用所测定的加速度值和尤其测得的横向加速度并且例如由此考虑差。参照申请人的文件DE 102016225352B4，在其中教导了这样的测定。

基于所测定的值测定转弯方向可包括，考虑用于测定转弯方向的所测定的值。如接下来还实施的那样，至少在此可将横向加速度值和偏航率值和/或转向角值中的至少一个相互比较并且尤其可由此来执行一致性检验(Konsistenzpruefung)。摩擦值可被用以使所测定的其他值中的至少一个和尤其偏航率值和/或横向加速度值适配且尤其标准化(例如通过从相应的值除以摩擦值形成商或比)。

所描绘的解决方案的优点首先是，提高了转弯方向测定时的可靠性，因为考虑了多个不同的参量，并且不仅仅从单个值(例如转向角)推导出转弯方向。后者尤其在关键的行驶情况中不能相应于实际。

另一优点从考虑摩擦值得出。这使能够即使在设置接下来所描绘的可选的死区范围(Totzonenbereich)的情况下尤其还可足够强地(例如更强加权地)来考虑横向加速度值和偏航率值。在带入摩擦值的情况下将这样的加速度值包括在内迄今常常无法可靠地实现。换言之，通过考虑摩擦值在转弯方向测定时提高精度，因为在摩擦较小的情况下按照期望较低的加速度值(例如由于谨慎的行驶方式)仍可用于转弯方向测定，例如因为其根据降低的摩擦值被更强地加权。

本发明的另外的认识在于，横向加速度值是对于实际存在的转弯方向的最可靠的指示物。反之，转向角不能总是(例如在行车道平滑或通常打滑的情况下)被转化成相应的转弯方向。同样，偏航率值在一定的行驶情况中不能够说明实际的转弯方向，例如在所谓的漂移行驶期间或通常当车辆在后轴附近撞击到障碍物且围绕其竖直的或竖向轴线旋转时，但是尽管如此弯道行驶仍继续。相应地，根据本发明应始终考虑横向加速度值。

根据一改进方案可设置成，除了摩擦值以外对于所测定的值中的至少一个(即对于横向加速度值、偏航率值和转向角值中的至少一个)设置至少一个值域，在其中所测定的值不有助于所测定的转弯方向。该值域可由此产生，即该值域中的值处于死区中并且/或者相应于死区范围。这样的死区可通过死区环节(Totzonenglied)或死区功能来提供。值域可以是这样的死区环节或前置于死区环节的换算环节(例如标准化环节(Normierungsglied))的输入值域。在该值域内的值可处于死区环节的死区中，尤其在利用相应的环节标准化或换算之后。

不有助于所测定的转弯方向通常可由此产生，即在所测定的值域中的值不被进一步考虑、被置于零并且/或者通常被在转弯方向测定中的考虑所排除。

值域通常可选择成使得其包括或描绘一个范围，该范围相应于从第一至第二转弯方向的过渡(Uebergang)。换言之，值域即可涉及过渡值域，在其中例如横向加速度、偏航率或转向角的值位于从第一转弯方向至第二转弯方向的过渡处。如接下来所阐述的那样，如果这些值按照转弯方向被正地或负地评估，过渡值域可以是接近和包括零的范围并且优选地还包括在零的范围中的一些值(例如为-5％至+5％，其中，百分数涉及相应最大可获得的正的和负的值)。由此可避免，在过渡范围中(在其中通常可存在鉴于所占据的转弯方向的不可靠性和/或通常提高的信号噪声)相应的值不以错误的方式被评估为对于相应的转弯方向的明确指示物。由此在转弯方向测定中提高可靠性。

就此而言，此外可设置成，值域的大小与摩擦值相关。摩擦值相应地可对此有影响，即尤其在前面所提到的过渡值域中以什么程度实际来考虑所测定的值。

就此而言例如可设置成，借助于摩擦值通过相应的所测定的值的标准化来提供(摩擦值的值域的)相关性(Abhaengigkeit)。例如，可将相应的值除以摩擦值(例如借助于标准化环节)。也可谈及借助于摩擦值使所测定的值缩放。

如果相应地标准化的值如根据另一实施形式同样可能的那样然后被输送给死区环节或死区功能，那么该变体尤其相关。该环节或该功能的死区(值)范围可以是恒定的并且/或者不可根据摩擦值改变。取而代之，摩擦值标准化通常可决定当前测定的值是否处于死区范围中。

由于摩擦值标准化，在平滑(Glaette)增加(也就是说摩擦值降低)的情况下所测定的值以提高的可能性不处于死区范围中，与之相反在摩擦值增加的情况下到达死区的可能性提高。该思想基于所测定的值在平滑提高的情况下预计表现得更小，例如因为驾驶员然后将预设较低的车辆速度且由此横向加速度值和偏航率值预计将表现得更小。通过考虑摩擦值即确保，即使在相应较小的有效信号(Nutzsignal)中可靠的转弯方向测定是可能的，其中，优选地此外还可保留(死区)值域，在其中不为了转弯方向测定的来考虑所测定的值，以便避免在左转弯和右转弯之间的过渡范围中的错误检测。

附加地或备选地可设置成，对于所测定的值根据摩擦值通过限定死区范围(和尤其其大小)来提供(值域大小与摩擦值的)相关性。死区范围可由前面所提及的死区环节或死区功能所包括。其可限定值域，在其中输入值作为输出值零或另一确定的值被发出(或被转换成该输出值)，其中，相应的输入值那么不再能有助于转弯方向测定。在此还适用的是，死区范围在摩擦值减小的情况下优选地变得更小而在值增加的情况下变得更大。

前面所提及的相关性中的两者即可导致，在平滑增加(也就是说摩擦值减小)的情况下该值域(在其中所测定的值保持不被考虑)表现得更小。同样可设置成，该值域随着摩擦值增加又增大。概括来说，即设置有另一实施形式，该值域(在其中所测定的值不有助于转弯方向)随着摩擦值减小而变小。

根据一改进方案，对于所测定的值中的至少两个(尤其对于横向加速度值以及偏航率值和转向角值中的至少一个另外的值)但是除了摩擦值以外在第一转弯方向中可获得正值二在第二转弯方向中可获得负值。转弯方向那么可从该至少两个所测定的值的符号(Vorzeichen)的比较来测定。即如果驶过左转弯，可获得带有不同于当驶过右转弯时的符号的值。在左转弯与右转弯之间的过渡范围处(其通常相应于笔直行驶)，那么可获得零的值。

尤其在该变体中前面所描绘的值域(在其中所测定的值不有助于所测定的转弯方向且其包括符号变换的范围(即笔直行驶))可以是令人感兴趣的，因为由于信号噪声或其他干扰因素不是每个符号变换实际指示变换的转弯方向。为了获得相应的负值或正值，传感器可提供相应的正的和负的输出信号或者例如说明了连续的值谱的输出信号可相应地被换算。为此，输出信号可在笔直行驶期间被识别且另外的信号值或信号范围然后可相应地正地或负地被缩放。

就此而言此外可设置成，在符号的一致性缺乏的情况中不测定转弯方向。例如那么可将转弯方向测定通常评估为失败且例如不被用于行驶动态的调节。备选地可使用先前存储的转弯方向测定结果，即例如具有关于当前时刻最近的时间戳(Zeitstempel)或在以前的测定循环中被测定的转弯方向。通常，该方法即也可包括存储所测定的转弯方向(优选地在补充时间戳的情况下)的步骤。

此外应强调的是，在该变体中优选地还设置成，在任何情况中测定横向加速度值且然后与偏航率值和转向角值中的至少一个的符号比较。

本发明此外涉及一种装置，尤其一种用于车辆的(电子和/或数字)控制器，带有测定设备(Ermittlungseinrichtung)，其设立成实施以下：

-测定车辆的横向加速度值；

-测定车辆的偏航率值和车辆的转向角值中的至少一个；

-测定摩擦值；

-基于所测定的值测定转弯方向。

该装置和尤其测定设备通常可包括微处理器且设立用于处理数字信息。测定设备可以是在装置上且尤其其可能的微处理器上来实施的软件部件。该装置和尤其测定设备可由此测定值，即其与车辆的通讯系统相连接或可连接，尤其与通讯总线。关于此，以本身已知的方式相应的值可由其他系统(例如ESP系统或ASR系统)来要求。为了测定摩擦值，测定设备可如前面所提及的那样借助于基于模型的方式估计和/或从测定该摩擦值的其他单元查询摩擦值，例如从ASR系统。在测定转弯方向之后，该装置通常可设立成将测定结果例如经由前面所提到的通讯总线传输到行驶动态调节系统或供其使用。

本发明还涉及一种用于对于车辆的转弯方向测定的方法，其带有：

-测定车辆的横向加速度值；

-测定车辆的偏航率值和车辆的转向角值中的至少一个；

-基于所测定的值测定转弯方向，其中，对于所测定的值中的至少一个存在至少一个值域，在其中所测定的值不有助于所测定的转弯方向。

如上面所提及的那样，通过相应的值域使能够在所测定的值在右转弯和左转弯之间的过渡范围中例如在任何符号变换时防止直接的错误检测。因此提高测定结果的稳健性。

附图说明

接下来根据所附的示意图来阐述本发明。相同类型的或起相同作用的特征在其中可设有相同的附图标记。

图1示出了一种车辆，其包括根据本发明的实施例的装置；

图2是在流程图的意义中的图示，在其中示出了用于实现根据本发明的方法的各个功能块，其中，图2的方法可利用图1中的装置来实施。

具体实施方式

在图1中示出了车辆10，其包括根据本发明的一实施例的示意性表示的装置，其中，该装置实施图2中的根据本发明的方法。该装置实现为控制器12且包括未更详细示出的测定设备14，其被实施为控制器的软件部件。另外示出了横向加速度传感器16和偏航率传感器18。这些传感器类型可在市场上获得且例如安装在常用的ESP和ASR系统中。同样示出转向角传感器20。在此可涉及转向传动机构中的传感器，其例如测定转向传动机构的齿条的当前的偏移(Auslenkung)。所提到的全部传感器16、18、20将其测定结果经由未特别示出的通讯总线(例如CAN总线)提供到控制器12处且/或相应测定的信号可经由该通讯总线通过控制器12调取。

在图2中示出了根据本发明的方法的功能图连同所执行的步骤，该方法可利用图1中的控制器12实施。表示型式在此相应于根据已知的调节-或编程软件解决方案优选地自动地可转化成程序编码的功能块的定义。其可由控制器12实施且例如提供测定设备14。在图2内说明了各个步骤，其在经历功能图表的情况下按照方法来执行。所示出的步骤顺序和接下来通常所描绘的顺序但是不应理解为强制性的时间顺序，而是仅应理解为示例性的。尤其不排除措施和步骤中的至少一些还以相反的顺序来实施和/或至少部分地还彼此并行。

在步骤S1中由测定设备14测定横向加速度值Q、偏航率值G、摩擦值R和转向角值L。摩擦值R在此根据在通用说明部分中所描绘的方式由测定单元14来计算或估计。

在步骤S2中借助于微分环节(Differenzialglied)22(其是标准化环节以及换算环节的示例)来形成标准化的值且更精确地说形成标准化的偏航率值G/R和标准化的横向加速度值Q/R。在步骤S3中将转向角值以及摩擦值标准化的值G/R和Q/R相应输送给死区环节24。

其以已知的方式限定成使得其相应包括示意性表示的死区或死区范围26，在其中使相应的输入值等同于零的输出值。确定的其他值也是可能的，其那么在进一步的过程中导致在转弯方向测定期间停止考虑。

死区26在所示出的示例中固定地限定且处于零的范围周围。该思想基于，在所示出的示例中转向角值L、偏航率值G和横向加速度值Q相应限定成使得其在笔直行驶时呈现值零并且在第一转弯方向中(在此向左)呈现正值而在第二转弯方向中(在此向右)呈现负值。在零的范围周围因此存在一定的检测不可靠性，因为不是每个轻微的偏差(Ausschlag)或符号变换直接指示转弯方向或相应所测得的大小的实际改变，而是也可由于信号噪音而出现。在左转弯与右转弯之间的过渡区域周围设置相应的死区因此应改善转弯方向测定的稳健性。

如前面在概述部分中所描绘的那样，但是通过偏航率值G和横向加速度值Q的摩擦值标准化来保证对于较小的摩擦值(在其中由于偏谨慎的行驶方式按照期望仅较小的相应的值(也就是说较小的有效信号)供使用)其由于死区范围不被不必要地强地过滤出或者至少不强到使得不再能进行有意义的转弯方向测定。在平滑的情况下，这些值G、Q通过摩擦值标准化被更高地加权。

但是同样可设置成根据摩擦值来限定死区范围26本身且使其尤其(至少对于偏航率和/或横向加速度)在摩擦值减小的情况下变小、尤其成比例地变小。反之对于转向角值L，这可停止(ausbleiben)，因为尽管可能一如既往谨慎的行驶方式其即使在摩擦值较小的情况下(也就是说在平滑较高的情况下)也可具有可足够评估的有效信号。

概括来说，即根据死区范围26和/或所执行的摩擦值标准化的限定存在至少偏航率值G和横向加速度值Q的值域，其根据死区范围26和/或摩擦值标准化的限定处于相应的死区范围26中或与该死区范围对应。该值域中的值因此通常被置于零或不同于另外的考虑在转弯方向测定期间被排除。

在步骤S4中，死区环节24的输出值在经历可选的乘法器(Multiplexer)28之后相应被输送给缩放环节(Skalierungsglied)30。在那里，相应的转向角值L、偏航率值G和横向加速度值Q(其不同于零(也就是说其处于相应的死区范围26之外))被置于+1或-1，也就是说缩放到相应的二进制值刻度(Werteskala)-1；+1上。值+1在此指示相应的转向角值L以及相应的偏航率值G或横向加速度值Q指示左转弯。反之，值-1指示相应的值L、G、Q指示右转弯。

相应的值L、G、Q与所指示的左或右转弯(或值+1/-1)的关联可经由所存储的表格式的信息或值域实现。例如，缩放环节30对于不同于零的详细的方向盘角度值L可基于这些信息测定该值是处于左转弯值域中还是处于右转弯值域中且然后相应地将该值置于-1或+1。

相应的输出值在步骤S5中被输送给分析单元40。其对于转向角值L、偏航率值G和横向加速度值Q现在相应存在-1或+1的值。分析单元40然后执行一致性检验。如果所有值是+1而或至少横向加速度值Q以及转向角值L和偏航率值G中的一个，分析单元40确定存在左转弯。反之如果所有值是-1而或至少横向加速度值Q以及转向角值L和偏航率值G中的一个，分析单元40确定存在右转弯。该测定结果K在步骤S6中被发出且例如借助于所提及的通讯总线被提供给ESP系统。

优选地，该测定结果在可选的另外的步骤S7中还被存储。如果分析单元40确定不存在前面所描绘的情况(也就是说不存在根据前面所描绘的情况值与+1或-1相符)，弯道测定可被评估为失败。取而代之，可再次发出或使用以前存储的且尤其最近的结果值K。这通过在图2的右端处的虚线箭头来表示。

附图标记清单

10车辆

12控制器

14测定设备

16横向加速度传感器

18偏航率传感器

20转向角传感器

22除法环节

24死区环节

26死区范围

28乘法器

30缩放环节

40分析单元

K测定结果

L方向盘角度值

G偏航率值

R摩擦值

Q横向加速度值。

Claims (9)

1.一种用于对于车辆(10)的转弯方向测定的方法，其带有：

-测定所述车辆(10)的横向加速度值(Q)；

-测定所述车辆(10)的偏航率值(G)和所述车辆(10)的转向角值(L)中的至少一个；

-测定摩擦值(R)；

-基于所测定的值测定所述转弯方向，

其中，为了转弯方向的测定，在摩擦值(R)减小的情况下更强地来加权所述偏航率值(G)和所述横向加速度值(Q)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，除了所述摩擦值(R)以外对于所测定的值中的至少一个存在至少一个值域，在其中所测定的值不有助于所测定的转弯方向。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述值域的大小与所述摩擦值(R)相关。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，通过所测定的值的标准化借助于所述摩擦值(R)来提供相关性。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，通过对于所测定的值限定死区范围(26)根据所述摩擦值(R)来提供相关性。

6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述值域随着摩擦值(R)减小而变小。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，除了所述摩擦值(R)以外对于所测定的值中的至少两个在第一转弯方向中能够获得正值而在第二转弯方向中能够获得负值，且其中，所述转弯方向由至少两个所测定的值的符号的比较来测定。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在符号缺少一致性的情况下不测定转弯方向或者使用以前存储的转弯方向测定结果。

9.一种用于车辆(10)的控制器(12)，带有测定设备(14)，其设立成实施以下：

-测定所述车辆(10)的横向加速度值(Q)；

-测定所述车辆(10)的偏航率值(G)和所述车辆(10)的转向角值(L)中的至少一个；

-测定摩擦值(R)；

-基于所测定的值测定转弯方向，

其中，所述测定设备(14)此外设立成为了转弯方向的测定在摩擦值(R)减小的情况下更强地来加权所述偏航率值(G)和所述横向加速度值(Q)。