[发明专利]用于确定车辆的倾斜位置的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定车辆尤其机动车的倾斜位置的方法以及一种用于实施所述方法的装置。

背景技术

车辆的倾斜位置一般通过摆动角φ来描述。从现有技术中知道，借助于摆动比率传感器来首先测量车辆的摆动比率W并且通过对于所述摆动比率的随后的积分来确定所述摆动角φ。但是如此确定的数值仅仅代表着一个值Δφ，所述摆动角在积分阶段中以该值为幅度发生了变化。与此相反，不知道在积分开始时的起始值φ₀（偏移）。因此，所计算的摆动角φ拥有偏移误差。另外，所有出现的误差合计，因为相应地将所述摆动角的变化相加成为当前的数值。所述摆动比率由此并非长期稳定。因此，根据流行的方法来适当地确定所述摆动角φ的做法要求其它的用于进行摆动角确定的方法，比如在使用偏转比率和车辆纵向速度的情况下采用的基于模型的方案，用于由此对偏移-误差进行补偿。

一般来说，为了确定所述摆动角φ，不仅使用摆动比率传感器而且使用偏转比率传感器。所述摆动角φ而后一方面按照已经提到的积分方法来确定并且另一方面在考虑到偏转比率的情况下在模型基础上来计算。但是，这两种用于确定摆动角φ的方法在其精度方面具有一定的限制。由车辆系统最终使用的摆动角φ因此通过这两种方法的组合来求得。这种用于确定所述摆动角φ的方法要求两个转速传感器并且因此比较昂贵。

发明内容

因此，本发明的任务是，提供一种方法和一种装置，利用所述方法或者说所述装置可以以更为简单的方式来确定车辆的倾斜位置。

该任务按照本发明通过在独立权利要求中所提到的特征得到解决。本发明的其它的设计方案是从属权利要求的主题。

按照本发明来建议，借助于转速传感器来检测具有摆动比率份额及偏转比率份额的转速ω，所述传感器的测量轴线相对于所述车辆的纵轴线倾斜了俯仰角β。最后从所述转速信号中计算所述摆动角φ。这样做的优点是，仅仅需要一个唯一的转速传感器，并且可以容易并且成本低廉地确定所述摆动角φ。

所述传感器的测量轴线优选处于车辆坐标系的x-z平面中，其中x方向通过车辆的纵轴线来确定并且z方向通过车辆的竖轴线来确定。所述传感器因而不仅测量摆动比率份额而且测量偏转比率份额，但是不测量俯仰比率份额。

所述转速传感器的测量信号ω在这种情况下是由摆动比率W和偏转比率G构成的混合信号并且可以以如下方法来表达：

。

前面提到的偏仰角β是围绕着车辆的横轴线的角度并且因而同样处于车辆坐标系的x-z平面中。

按照本发明，所述测量轴线不是精确地沿着车辆的纵轴线（x轴）或者车辆的竖轴线（z轴）定向。换句话说，所述角度β可以不是精确地为+-0°、+-90°或者+-180°。

没有必要是，所述传感器的测量轴线与车辆的纵轴线相交。也就是说所述传感器也可以布置在所述纵轴线的侧面。

在摆动角确定的范围内，优选在使用偏转比率模型的情况下计算车辆的偏转比率G，所述偏转比率模型取决于摆动角φ。也就是说，所述偏转比率G从其它的传感器信号中在模型基础上来计算并且不是直接借助于偏转比率传感器来测量。通过这种方式，可以对所测量的转速ω的偏转比率份额（方程式（1））进行估算，并且可以推断出所测量的转速ω中的摆动比率份额。所述摆动比率最后可以用于确定所述摆动角。

偏转比率-模型的一种特别简单的实施方式根据车辆的纵向速度v和横向加速度ay来求得所述偏转比率G。为此比如可以使用以下模型：

其中g代表着重力加速度。横向加速度ay和纵向速度v可以以已知的方式用传感器来测量或者通过其它的方法来检测。

尤其对于二轮车辆来说，横向加速度ay一般比较小并且在大多数的行驶情况中几乎可以设置到数值零。在这种情况下，还仅仅必须检测所述纵向速度v。但是，通过对于所述横向加速度的考虑可以改进所述方法的精度。

如果现在将按方程式（2）的偏转比率代入方程式（1），则可以求解出所述摆动比率W。通过关于时间对所述摆动比率进行的积分，最后可以确定所述摆动角。

按照本发明的一种优选的实施方式，以迭代的方法来计算所述摆动比率，其中为所述摆动角φ首先预先给定起始值并且而后在迭代的过程中始终重新求得所述摆动角φ。在迭代地求取所述摆动角φ时，在每个迭代的步骤中相应地将前一个迭代步骤的摆动角φ_n作为起点用于确定新的数值φ_n+1。