(57)【要約】【課題】  車両内に組込み可能な、縦方向加速度センサのオフセット値の決定方法および装置を提供する。【解決手段】  車両内に組込み可能な縦方向加速度センサのオフセット値の決定方法および装置において、ブレーキが操作されている車両の停止中に、縦方向加速度センサの出力信号から、走行路面傾斜を表わす第１の傾斜変数（ａ１）が決定され、車両停止に続くブレーキの解放後に、縦方向加速度センサの出力信号から、走行路面傾斜並びに車両加速度を表わす第２の傾斜変数（ａ２）が決定され、両方の傾斜変数の関数として、縦方向加速度センサのオフセット値（ａｏｆｆｓｅｔ）が決定される。【選択図】  図１
2004168300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキが操作されている車両の停止中に、縦方向加速度センサの出力信号から、走行路面傾斜を表わす第１の傾斜変数（ａ１）が決定されること、
車両停止に続くブレーキの解放後に、縦方向加速度センサの出力信号から、走行路面傾斜並びに車両加速度を表わす第２の傾斜変数（ａ２）が決定されること、および
両方の傾斜変数の関数として、縦方向加速度センサのオフセット値（ａｏｆｆｓｅｔ）が決定されること、
からなる、車両内に組込み可能な縦方向加速度センサのオフセット値の決定方法。
【請求項２】
第１の傾斜変数（ａ１）および第２の傾斜変数（ａ２）の関数として、オフセット値（ａｏｆｆｓｅｔ）が決定されるかどうかが判定されることを特徴とする請求項１に記載の決定方法。
【請求項３】
第１の傾斜変数（ａ１）と第２の傾斜変数（ａ２）との間の差の絶対値が設定可能な限界値（ε）を下回っているとき、オフセット値（ａｏｆｆｓｅｔ）が決定されることを特徴とする請求項２に記載の決定方法。
【請求項４】
第１の傾斜変数（ａ１）がオフセット値（ａｏｆｆｓｅｔ）として使用されることを特徴とする請求項２に記載の決定方法。
【請求項５】
車両の転がり過程の間に第２の傾斜変数（ａ２）が決定され、この場合、車両の停止から、ブレーキによる減速過程およびエンジンによる加速過程が行われなかったことを特徴とする請求項１に記載の決定方法。
【請求項６】
ブレーキが操作されている車両の停止中に、縦方向加速度センサの出力信号から、走行路面傾斜を表わす第１の傾斜変数（ａ１）を決定し、且つ、車両停止に続くブレーキの解放後に、縦方向加速度センサの出力信号から、走行路面傾斜並びに車両加速度を表わす傾斜変数（ａ２）を決定する傾斜検出手段（３０１）と、
両方の傾斜変数の関数として、縦方向加速度センサのオフセット値（ａｏｆｆｓｅｔ）が決定されるオフセット値決定手段（３０３）と、
を含む、車両内に組込み可能な縦方向加速度センサのオフセット値の決定装置。
【請求項７】
第１の傾斜変数（ａ１）および第２の傾斜変数（ａ２）の関数として、オフセット値（ａｏｆｆｓｅｔ）が決定されるかどうかが判定されるように、オフセット値決定手段（３０３）が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の決定装置。
【請求項８】
第１の傾斜変数（ａ１）と第２の傾斜変数（ａ２）との間の差の絶対値が設定可能な限界値（ε）を下回っているとき、オフセット値（ａｏｆｆｓｅｔ）が決定されるように、オフセット値決定手段（３０３）が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の決定装置。
【請求項９】
第１の傾斜変数（ａ１）がオフセット値（ａｏｆｆｓｅｔ）として使用されるように、オフセット値決定手段（３０３）が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の決定装置。
【請求項１０】
車両の転がり過程の間に第２の傾斜変数（ａ２）が決定され、この場合、車両の停止から、ブレーキによる減速過程およびエンジンによる加速過程が行われなかったことを特徴とする請求項６に記載の決定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縦方向加速度センサのオフセット値の決定方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ドイツ特許公開第１００４１４４４号から、車両車輪ブレーキの制御方法および装置が既知である。この場合、少なくとも１つの運転状態において、ペダル操作量とは無関係に車両の少なくとも１つの車輪におけるブレーキ力が保持および／または上昇される。ここで、このような運転状態は、以後の車両の走行方向に走行路面勾配が存在するとき、および／またはサイドブレーキが操作されているときに存在する。この機能は「ヒルホルダ」の用語でも知られ且つ傾斜センサを含み、傾斜センサから、走行路面の勾配およびその方向が導かれる。傾斜センサのモニタ方法、特にそのオフセット値の決定方法は、ドイツ特許公開第１００４１４４４号からは読み取ることはできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
縦方向加速度センサのオフセット値の決定方法および装置を提供することが本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、車両内に組込み可能な縦方向加速度センサのオフセット値の決定方法において、ブレーキが操作されている車両の停止中に、縦方向加速度センサの出力信号から、走行路面傾斜を表わす第１の傾斜変数が決定され、車両停止に続くブレーキの解放後に、縦方向加速度センサの出力信号から、走行路面傾斜並びに車両加速度を表わす第２の傾斜変数が決定され、両方の傾斜変数の関数として、縦方向加速度センサのオフセット値が決定される。
【０００５】
また、本発明によれば、車両内に組込み可能な縦方向加速度センサのオフセット値の決定装置は、ブレーキが操作されている車両の停止中に、縦方向加速度センサの出力信号から、走行路面傾斜を表わす第１の傾斜変数を決定し、且つ、車両停止に続くブレーキの解放後に、縦方向加速度センサの出力信号から、走行路面傾斜並びに車両加速度を表わす傾斜変数を決定する傾斜検出手段と、両方の傾斜変数の関数として、縦方向加速度センサのオフセット値が決定されるオフセット値決定手段とを含む。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の利点は、オフセット値の決定が、本質的に、縦方向加速度センサの出力信号に基づくことにある。即ち、センサのモニタリングが、本質的にそれ自体の信号に基づいており、場合により使用される冗長なセンサの他の信号が提供される必要はない。これにより、本発明をきわめて簡単且つコスト的に有利に形成可能である。傾斜センサないし縦方向加速度センサのオフセット値は、車両（したがって、センサ）が水平位置（水平走行路面）に並びに加速のない状態にあるとき、その出力信号により形成されるセンサのそれぞれの値である。走行路面の縦方向傾斜も加速も存在しないので、理想的な場合に、この値は０に等しい。しかしながら、部品公差およびその他の影響があるときは、その結果として、この値は０とは異なっている。この０からのシフトがオフセット値と呼ばれる。用語「傾斜センサ」および「縦方向加速度センサ」は、本明細書においておよび特許請求の範囲において同じ意味に使用され、即ちそれは縦方向加速度のみならず走行路面の縦方向傾斜をも検出するセンサである。これは、加速の場合においては慣性力がセンサに作用し、傾斜走行路面の場合においては重力の成分がセンサに作用し、これらを区別することはできない。傾斜走行路面上における加速運動の場合、このとき傾斜センサの出力信号は、慣性力並びに（傾斜走行路面による）重力の接線方向成分からの和を表わしている。
【０００７】
有利な形態は、第１および第２の傾斜変数の関数として、オフセット値が決定されるかどうかが判定されることを特徴とする。これにより、縦方向加速度センサの出力信号のみによってオフセット値の決定が可能かどうかが特定される。
【０００８】
有利な形態は、第１の傾斜変数と第２の傾斜変数との間の差の絶対値が設定可能な限界値を下回っているとき、オフセット値が決定されることを特徴とする。
他の有利な形態は、第１の傾斜変数がオフセット値として使用されることを特徴とする。これにより、記憶されている第１の傾斜変数のみが参照され、即ちオフセット値の決定はきわめて簡単である。
【０００９】
有利な形態は、車両の転がり過程の間に第２の傾斜変数が決定され、この場合、車両の停止から、ブレーキによる減速過程およびエンジンによる加速過程が行われなかったことを特徴とする。
【００１０】
本発明による方法の有利な形態は本発明による装置の有利な形態としても示され、またその逆としても示されることは当然である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
自動車において、例えば走行路面の縦方向傾斜を決定するために縦方向加速度センサないし傾斜センサが使用される。車両が車両縦方向に角αだけ傾斜している走行路面上に存在するとき、車両縦方向に重力加速度ｇの成分 ｇ・ｓｉｎα が作用する。この成分は車両内に存在する縦方向加速度センサにより測定され、したがって、この出力信号から走行路面の傾斜角αを推測することができる。
【００１２】
しかしながら、縦方向加速度センサの出力信号は、しばしばオフセット公差を有している。これは、平らな走行路面（α＝０）上に停止している車両に対して、誤差として０とは異なる成分 ｇ・ｓｉｎα が決定されることを意味する。この公差（即ち、縦方向加速度信号のオフセット値）は、例えばセンサの劣化によりまたは温度降下により発生されていることがある。
【００１３】
本発明により、縦方向加速度センサのオフセット値の決定は簡単に可能である。このために、車両信号を介して、車両が（車両縦方向に）平らないしほぼ平らな走行路面上に存在するかどうかが決定される。
【００１４】
センサの校正（即ち、オフセット値の決定およびこれにより可能なその出力信号の補正）により、より高い許容公差によってコスト的に有利に製造可能なセンサを使用することが可能である。
【００１５】
即ち、傾斜走行路面により発生される車両傾斜のみならず、車両の積載荷重により発生される車両傾斜もまた本発明において考慮される。
オフセット値の決定は、次のステップで行われる。
【００１６】
初期状態：
車両は、車両縦方向に傾斜している走行路面上に停止して存在し、且つ少なくとも１つのブレーキ（例えば、サイドブレーキ）が操作されているものとする。走行路面の縦方向傾斜の関数として、車両に対して車両縦方向に勾配慣性力が作用する。この勾配慣性力はブレーキ力により補償されるので、これが車両を運動させることはない。
【００１７】
ステップ１：
車両の初期状態において、縦方向加速度センサの出力信号が評価される。この信号に対応する勾配ａ１が記憶される。出力信号がオフセット値を有しているとき、ａ１は、走行路面の真の物理的勾配を表わさず、オフセット値と走行路面勾配との和を表わしている。
【００１８】
ステップ２：
車両ブレーキが解放される。しかしながら、加速ペダルは操作されず、即ちエンジンから出力される駆動力は車両に作用していないものとする。勾配下降力はもはやブレーキ力によって補償されない。ここで、縦方向加速度センサの出力信号の評価により、２つのケースを区別することができる。
【００１９】
ケース１：車両は運動を開始せず、即ち縦方向加速度信号の変化は発生しない。この結果、走行路面は平らであるものとして検出される。
ケース２：車両が動き出し、即ち縦方向加速度信号の変化が発生する。この結果、走行路面は車両縦方向に傾斜しているものとして検出される。
【００２０】
ステップ３：
平らな走行路面が検出された場合（縦方向加速度センサの出力信号が変化しない）、センサのオフセット値を決定することができる。平らな走行路面が存在するので、センサの出力信号は０°の傾斜に対応しなければならない。しかしながら、出力信号が０°の傾斜を指示せず、例えば１°の傾斜を指示したとき、センサは、１°のオフセット値を有している。それ以後に測定される傾斜値はこの値だけ補正されなければならない。
【００２１】
図１に、縦方向加速度センサの出力信号の２つの測定時間線図が示されている。横座標に時間ｔが秒（ｓ）で目盛られ、縦座標に縦方向加速度センサの出力信号に対応する走行路面の縦方向傾斜（ａ）が目盛られている。
【００２２】
２つの曲線のうち、上方の曲線（符号１００で示されている）はほぼ平らな勾配における信号線図を示す。時点１０１（垂直線でマークされている）でブレーキが解放され、縦方向加速度センサの出力信号がきわめて僅かに値Δａ１だけ変化したとする。即ち、車両は平らまたはほぼ平らな走行路面上に存在している。したがって、この場合には、縦方向加速度センサの校正を行うことができる。下方の曲線１０２は、約５％の勾配における信号線図を示す。時点１０３においてブレーキが解放され、出力信号が本質的に値Δａ２だけ変化したとする。したがって、この場合には、縦方向加速度センサの校正は行われない。
【００２３】
その値を超えたときに校正（即ちオフセット値の決定）がもはや行われない変数Δａ（図１において、Δａは値Δａ１およびΔａ２をとる）の絶対値は、任意に選択可能であることは当然である。
【００２４】
この限界値が比較的大きく選択されたとき、オフセット値は確かにきわめて頻繁に決定されるが、これに対してはきわめて小さな精度を有しているにすぎない。この限界値がきわめて小さく選択されたとき、オフセット値は確かにきわめて稀に決定されるにすぎないが、これに対しては比較的大きな精度を有している。
【００２５】
本発明による方法の一実施態様のフローが図２に示されている。ステップ２００においてスタートしたのち、ステップ２０１において、車両が停止しているかどうか、即ち、ｖ＝０ が満たされているかどうか、および少なくとも１つの車両ブレーキが操作されているかどうかが問い合わされる。ｖは車両の縦方向速度である。回答が否定のとき（図２においては常に「ｎ」として表わされている）、フローはステップ２００に戻される。回答が肯定のとき（即ち、停止状態が存在し、図２においては常に「ｙ」として表わされている）、ステップ２０２において、縦方向加速度センサの出力信号が評価され、これは第１の傾斜変数ａ１を与える。それに続いてステップ２０３において、ブレーキが解放されたかどうかが検査される。回答が「ｎ」のとき、フローはステップ２０３の入口に戻される。回答が「ｙ」のとき、ブレーキの解放から所定の時間が経過したのち、ステップ２０４において第２の勾配変数ａ２が決定される。ステップ２０４に続いてステップ２０５において、縦方向加速度センサのオフセット値の決定が可能であるかどうかが特定される。このために、ａ１とａ２との差の絶対値が所定のしきい値εを下回っているかどうかが問い合わされる。この問い合わせは、｜ａ２−ａ１｜＜ε？ のように表わされる。
【００２６】
この問い合わせが満たされていないとき（即ち、差の絶対値がきわめて大きい）、フローは本方法のスタート時点であるステップ２００に戻され、このときは、オフセット値の決定のための転がり過程は適切ではない。しかしながら、ステップ２０３における問い合わせが満たされているとき、ステップ２０６において、縦方向加速度センサのオフセット値ａｏｆｆｓｅｔが、ａｏｆｆｓｅｔ＝ａ１ として決定される。決定された第１の傾斜変数はオフセット値を示す。これは一見しただけで理解され、即ち、
−  ブレーキの解放後、車両は転がらないかまたは動き出さず（その理由は、｜ａ２−ａ１｜＜ε であるからである）、
−  したがって、車両は平らまたはほぼ平らな走行路面上に存在する。平らな走行路面の傾斜角は、０°（またはほぼ０°）である。したがって傾斜変数ａ１は同様に０でなければならない。
−  しかしながら、０とは異なる傾斜変数ａ１が決定されたとき、これは正確でないことになり、即ち傾斜変数がオフセット値である。
【００２７】
それに続いて、フローは方法のステップ２０７において終了する。
本発明による装置が図３に示されている。ここで、ブロック３００は縦方向加速度センサを示し、縦方向加速度センサ３００は、その出力信号を傾斜検出手段３０１に供給する。ブロック３０２は、ブレーキの状態に関する情報を傾斜検出手段３０１に供給するブレーキ状態情報供給手段である。このために、ブレーキ状態情報供給手段３０２は、例えばブレーキ制御装置またはサイドブレーキの状態を指示する検出手段を含む。傾斜検出手段３０１の出力信号はオフセット値決定手段３０３に伝送され、オフセット値決定手段３０３において縦方向加速度センサのオフセット値が決定される。オフセット値決定手段３０３の出力信号は、例えばブレーキ制御装置３０４に伝送される。ブレーキ制御装置３０４は、例えばヒルホルダ機能を含む。一方で、ブレーキ制御装置３０４はブレーキ・アクチュエータ３０５を制御する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】縦方向加速度センサの出力信号の２つの測定曲線である。
【図２】本発明による方法の一実施態様における流れ図である。
【図３】本発明による装置の一実施態様における構成図である。
【符号の説明】
【００２９】
１００、１０２    縦方向加速度センサ出力信号曲線
１０１、１０３    時点
３００    縦方向加速度センサ
３０１    傾斜検出手段
３０２    ブレーキ状態情報供給手段
３０３    オフセット値決定手段
３０４    ブレーキ制御装置
３０５    ブレーキ・アクチュエータ
ａ、ａ１、ａ２    傾斜変数
ａｏｆｆｓｅｔ    オフセット値
ｖ    車両縦方向速度
Δａ１、Δａ２    変化値
ε    限界値
【図１】
2004168300.tif 000003
【図２】
2004168300.tif 000004
【図３】
2004168300.tif 000005