CN107636421A - 用于运行惯性传感器和具有这种惯性传感器的车辆的方法以及这种车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行车辆的、尤其机动车的惯性传感器(2)的方法，其中，该惯性传感器的至少一个测量参量的测量数据在车辆的运行中被检测并且被检查误差值以校准该惯性传感器。其被设置为，在车辆的运行中通过基准传感器来检测与惯性传感器的测量参量相关联的其他测量参量的测量数据，并且将该测量数据与惯性传感器的测量数据比较，以便根据惯性传感器的测量数据与基准传感器的测量数据的偏差来检测所述误差值。

Description

用于运行惯性传感器和具有这种惯性传感器的车辆的方法以 及这种车辆

技术领域

本发明涉及一种用于运行车辆的、尤其机动车的惯性传感器的方法，其中，惯性传感器的测量参量的测量数据在车辆的运行中被检测并且被检查误差值以进行校准。

本发明还涉及一种用于运行车辆、尤其机动车的方法，该车辆具有至少一个惯性传感器，其中，根据惯性传感器的至少一个测量参量的测量数据，触发车辆的功能，尤其是安全功能/安全设备，如气囊或者制动系统。

本发明还涉及一种车辆，尤其是机动车，该车辆具有至少一个惯性传感器和尤其根据惯性传感器的至少一个测量参量的测量数据可触发的设备，该设备尤其是安全设备，如气囊或者制动系统，制动系统尤其是ESP。

背景技术

从公开文件DE 101 62 689 A1已经已知的是，通过冗余地设置惯性传感装置来核准惯性传感装置的测量数据。由此能够识别和补偿测量误差。为了校准惯性传感器，在此已知的是，经过惯性传感器在基准坐标系中的长时间测量来获取测量值误差或者偏置值，该测量值误差或者偏置值然后能够被考虑用于校准该惯性传感器。因为几乎不能够保证惯性传感器的100％正确的安装位置，所以对该惯性传感器进行这种校准是必要的，然而也导致相应的成本，因为通常需要长的时间段以用于监控测量数据，并且仅在特定的情况中才可以有效的测量。

发明内容

根据本发明的具有权利要求1的特征的方法具有的优点在于，对惯性传感器的校准能够以较小的成本并且相比于至今更精准地执行。对此，根据本发明的方法被设置为，在车辆的运行中通过基准传感器来检测与惯性传感器的测量参量相关联的其它测量参量的测量数据，并且将该测量数据与惯性传感器的测量数据比较，以便根据惯性传感器的测量数据与基准传感器的测量数据的偏差来检测误差值。由此，对于惯性传感器的测量数据的比较，不使用冗余系统的测量数据，而是使用基准传感器的测量数据，该基准传感器检测与惯性传感器的测量参量不同的测量参量。基准传感器就此而言不是指通过惯性测量来检测加速度和/或转动速率的惯性传感器，而是指尤其检测相对运动作为测量参量的传感器。作为相对运动在此选择与惯性传感器的测量参量相关联的相对运动，从而从基准传感器的所获取的测量参量能够计算或确定比较参量，通过该比较参量能够核准惯性传感器的测量数据。

按照本发明的一个优选的改型方案在此设置为，转速传感器被设置为基准传感器，该转速传感器检测车辆的车轮转速。转速传感器通常已经被设置在车辆、尤其机动车中，从而这不意味着更多成本。只不过在机动车的运行中顺带评估转速传感器的测量数据。当然，在此重要的是，惯性传感器的和基准传感器的测量数据在相同的时间被检测，以便实现有效的比较。

优选地，从所检测的转速中获取或计算车辆的加速度。然后，这个加速度能够与由惯性传感器所检测的加速度(测量参量)进行比较。如果所计算的加速度偏离于由惯性传感器所获取的加速度，则相应地校准惯性传感器，例如通过以下方式：除了由该惯性传感器所检测的测量数据，也考虑基准传感器的测量数据，尤其是以惯性传感器的测量数据与基准传感器的测量数据的偏置值的形式。

此外优选地设置为，加速度备选地根据车辆的转向角来计算，从而转向角传感器被设置为或使用为基准传感器。由此，根据车辆的车轮转速不仅计算加速度的大小，而且计算车辆的加速度的方向，从而实现通过惯性传感器所检测的加速度与所计算的加速度的优化比较。

根据本发明的具有权利要求5的特征的用于运行车辆的方法的特征在于，惯性传感器通过根据本发明的方法来校准。由此得到已经提到的优点。从以上说明以及从权利要求中得到其它特征和优点。

根据本发明的具有权利要求6的特征的车辆的特征在于，设置有基准传感器以及控制器，基准传感器被设置用于检测与惯性传感器的测量参量相关联的其它测量参量，其中，该控制器根据惯性传感器的测量数据与基准传感器的测量数据的偏差来校准该惯性传感器。由此得到已经提到的优点。

按照本发明的一个有利的改型方案设置为，惯性传感器被固定地构建在车辆中。因此，该惯性传感器是车辆的固定的组成部分，例如车辆的安全系统的惯性传感器。

作为备选方案优选地设置为，该惯性传感器是被布置在车辆中的移动计算机的、尤其平板计算机或移动电话的组成部分。通过无线的或者连线缆的通信连接，该移动计算机能够在信号技术上联接到车辆，以便检测基准传感器的数据，从而借助于该移动计算机的惯性传感器能够获取该移动计算机在车辆中的安装位置。对此，移动计算机有利地设有相应的程序，该程序执行根据本发明的方法。

附图说明

在下文中借助于实施例更加详细地阐释本发明。其中：

图1以简化示意图示出了具有惯性传感器的机动车，

图2示出了简化的计算模型。

具体实施方式

图1以简化示意图示出了机动车1以及惯性传感器2，该机动车具有基准坐标系(COG)，该惯性传感器在三个空间方向x、y、z上检测加速度并且就此而言具有惯性传感器坐标系L，该惯性传感器坐标系取决于惯性传感器2的安装位置而偏离于与机动车坐标系COG平行定向的基准坐标系R。此外，所述机动车1的车轮中的至少一个配设至少一个转速传感器，该转速传感器形成基准传感器3。优选地，总共设置两个转速传感器。该惯性传感器2例如直接地或者通过控制器与安全设备4例如气囊装置进行连接，以便根据由惯性传感器所检测的测量数据在需要时触发安全设备4。

惯性传感器2检测至少三个测量参量，也即在三个空间方向x、y和z上的加速度。为了可靠地保证安全设备4的触发，必须考虑惯性传感器2的实际安装位置，以便能够校准该惯性传感器，从而使该惯性传感器的坐标系L对应于基准坐标系R。对此建议了下述的方法：

实质上，该方法基于惯性传感器2的测量参量的测量数据(也即在不同的空间方向x、y和z上所测量的加速度)与来自基准坐标系R的关联数据的比较。为此，在本文中检测转速传感器的测量参量的测量数据。所检测的转速在此不直接对应于通过惯性传感器2所检测到的在x方向上的加速度，而是该转速与在机动车1的x方向上的纵向加速度关联。由此可以从转速中、也即从基准传感器3的测量参量的测量数据中计算加速度值，并且将该加速度值与惯性传感器2的加速度值或测量参量比较，以便获取测量数据彼此的偏差，该偏差然后在校准该惯性传感器2时能够被补偿或被平衡。首先，假定惯性传感器2的z轴与车辆竖轴线一致。然而，同样能够考虑将所述方法扩展到三维的空间上。为了计算惯性传感器2的安装角，获取来自惯性传感器的已经现存的加速度值(在x方向和y方向上的测量参量的测量数据)并且获取基准传感器3的关联数据。在此，问题情况能够被抽象到在图2中所示的模型上。在此适用下述的参数：

a^L _x＝通过惯性传感器2所检测的在x方向上的加速度，

a^L _y＝通过惯性传感器2所检测的在y方向上的加速度，

a^RL＝惯性传感器2所检测的值与基准坐标系的偏差，

a^R _x＝基准坐标系中在x方向上的加速度，

a^R _y＝基准坐标系中在y方向上的加速度，

IVM＝车辆逆模型，

a_WSS＝基于由转速传感器所检测的转速的加速度计算。

虚线围绕的区域能够在此如下说明：

其中，offsetx表示在x方向上的偏差，并且offsety表示在y方向上的偏差。此外适用：

对于一系列的测量值，通过定义并考虑相应的误差项：

而产生以下类型的系统方程式：

Y＝φ·θ+ε_Corr-x

在此，θ包含所寻找的参数α，该参数代表惯性传感器2的安装角。这种类型的计算能够被使用作为离线方法，以便能够借助于现存的测量来估计安装角。对于在持续运行中的实施，该计算递归地进行。在此，这里所描述的方法动用递归的最小二乘法。

步骤1：参数更新(P(t))

步骤2：计算放大

步骤3：计算误差

步骤4：估计新的参数向量

由此，安装角被连续地重新估计。然后，后续的核准给出了关于是否能够信任所估计的角或者是否该估计方法还不具有足够的品质的信息。

利用该方法可能的是，惯性传感器2自学习地、尤其是在没有附加的硬件(如果访问在机动车中通常总是存在的转速传感器3)或者手动输入参数的情况下，确定惯性传感器2相关于机动车坐标系的实际的安装位置。由此能够以简单的方式校准该惯性传感器2。惯性传感器2尤其是固定地集成到车辆中的惯性传感器，例如作为安全系统的、尤其是车辆的ESP制动系统的组成部分。作为备选方案按照另一个在这里未示出的实施例，惯性传感器也可以是移动计算机的惯性传感器，该惯性传感器以保持方式被布置在机动车中，其中然后在执行以上说明的方法时，以简单的方式来确定移动计算机在机动车中的安装位置。

Claims (8)

1.一种用于运行车辆的、尤其机动车的惯性传感器(2)的方法，其中，所述惯性传感器的至少一个测量参量的测量数据在所述车辆的运行中被检测并且被检查误差值以校准所述惯性传感器，

其特征在于，

在所述车辆的运行中通过基准传感器来检测与所述惯性传感器的所述测量参量相关联的其他测量参量的测量数据，并且将该测量数据与所述惯性传感器的测量数据比较，以便根据所述惯性传感器的测量数据与所述基准传感器的测量数据的偏差来检测所述误差值。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，转速传感器被设置为基准传感器，所述转速传感器检测所述车辆的车轮的转速。

3.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，从所检测的转速中获取/计算所述车辆的加速度。

4.按照前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，根据所述车辆的转向角来计算所述加速度。

5.一种用于运行车辆、尤其机动车的方法，所述车辆具有至少一个惯性传感器，其中，根据所述惯性传感器的至少一个测量参量的测量数据，触发所述车辆的安全设备，尤其是气囊，其特征在于，所述惯性传感器通过按照前述权利要求1至4中任一项所述的方法来校准。

6.一种车辆，尤其是机动车(1)，具有至少一个惯性传感器(2)并且尤其具有至少一个通过所述惯性传感器(2)能够触发的安全设备(4)，

其特征在于，

基准传感器(3)，所述基准传感器(3)检测与所述惯性传感器的测量参量相关联的其他测量参量，和

控制器(5)，所述控制器(5)执行按照权利要求5所述的方法。

7.按照权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述惯性传感器(2)固定地构建在所述车辆中。

8.按照权利要求所述的车辆，其特征在于，所述惯性传感器(2)是被布置在所述车辆中的移动计算机的组成部分。