Messeinrichtungen, die beispielsweise Beschleunigungssensoren und Drehratensensoren aufweisen, liefern Eingangsgrößen für elektronische Systeme moderner Radfahrzeuge (Straßenkraft- fahrzeuge, geländegängige Radfahrzeuge und andere spurunge- bundene Radfahrzeuge). Solche elektronischen Systeme sind z.

B. ein Antiblockiersystem (ABS), ein elektronisches Stabili- tätsprogramm (ESP), ein Navigationssystem, Adaptive Cruise Control (ACC), ein Schutzsystem gegen ein Überschlagen des Fahrzeugs (roll-over-protection), Systeme zur Stabilisierung von Wankbewegungen in Personen-und Nutzkraftfahrzeugen sowie in Anhängen, ein Steuerungssystem zur Steuerung von Airbags, Hill-Holder-Systeme, Scheinwerfer-Richtungssteuerung (Light- Angle-Control), Lenksysteme mit Kraftunterstützung, Steue- rungssysteme zur Steuerung von Federung und/oder Dämpfung des Fahrzeugs, Systeme zur Steuerung der Kraftübertragung im An- triebsstrang des Fahrzeugs, Motor-Steuerungssysteme, Anzeige- systeme zum Anzeigen eines Füllstandes von Treibstoff und an- deren Flüssigkeiten, Systeme zur Detektion eines Beladungszu- standes des Fahrzeuges und/oder falscher Reifendrücke, Tür- verriegelungssysteme, Diebstahlsicherungssysteme, Systeme zur Steuerung aerodynamischer Eigenschaften des Fahrzeuges, Un- falldaten-Speichersysteme und Erkennungs-und/oder Warnsyste- me zur Anzeige und/oder Warnung bei starken Neigungswinkeln eines geländegängigen Fahrzeuges. Die Erfindung betrifft ins- besondere eine Kombination der Messeinrichtung mit zumindest einem dieser Systeme oder mit einer beliebigen Kombination der genannten Systeme.

Insbesondere Beschleunigungssensoren liefern für die genann- ten Systeme wesentliche Informationen. In vielen Fällen wird die tatsächliche (wirkliche) Längs-und/oder Querbeschleuni- gung des Fahrzeuges benötigt. Beschleunigungssensoren messen dagegen abhängig von der Orientierung des Fahrzeuges eine aufgrund der Erdanziehungskraft verfälschte Messgröße.

Die DE 196 03 430 AI beschreibt eine Schaltungsanordnung zum Ermitteln von Achslasten bei einem Kraftfahrzeug mit Daten, die von Sensoren geliefert werden, und mit einer die Sensor- daten verarbeitenden Auswerteschaltung. Bei einem Ausfüh- rungsbeispiel der Schaltungsanordnung wird im Rahmen eines in einem Steuerrechner abzuarbeitenden Programms ein Beschleuni- gungssignal um die Erdanziehungskomponente korrigiert. Dabei wird eine von einem Geländesteigungssensor gemessene Gelände- steigung verwendet.

Aus der DE 198 44 913 AI ist eine Vorrichtung zur Überwachung eines in einem Fahrzeug angeordneten Querbeschleunigungssen- sors bekannt, mit dem eine erste Querbeschleunigungsgröße er- fasst wird. Mit Hilfe von Bestimmungsmitteln wird eine zweite Querbeschleunigungsgröße direkt in Abhängigkeit von Radge- schwindigkeitsgrößen, die mit entsprechenden Erfassungsmit- teln erfasst werden, bestimmt. In Überwachungsmitteln wird zur Überwachung des Querbeschleunigungssensors ein Vergleich der gefilterten Querbeschleunigungsgröße mit der zweiten Querbeschleunigungsgröße durchgeführt.

In dieser Beschreibung wird die um die Erdanziehungskraft verfälschte Beschleunigungsgröße als effektive Beschleuni- gungsgröße bezeichnet. Im Stillstand des Fahrzeuges misst der Beschleunigungssensor lediglich die Auswirkungen der Erdan- ziehungskraft. Die wirkliche Beschleunigung kommt in der ge- messenen Größe daher nicht vor. Bei Fahrten auf geneigter Fahrbahn (in Längs-und/oder Querrichtung geneigt) wird je- doch die benötigte wirkliche Beschleunigung nicht direkt ge-

messen. Es stehen daher fehlerbehaftete Messgrößen am Ausgang eines Beschleunigungssensors zur Verfügung. Dies ist umso nachteiliger, als gerade auf geneigter Fahrbahn sicherheits- kritische Fahrsituationen auftreten können, in denen die mit der wirklichen Beschleunigung zu versorgenden Systeme zuver- lässig funktionieren müssen. Ähnliche fehlerbehaftete Mess- größen liefern Beschleunigungssensoren, die in einem Fahr- zeugaufbau angeordnet sind, der sich während der Fahrt z. B. während einer Beschleunigungsphase des Fahrzeugs gegenüber dem Fahrwerk neigt (seitliche Wankbewegung und/oder Nickbewe- gung in Längsrichtung des Fahrzeuges). Ein Wankwinkel von fünf Grad führt bereits zu einem Fehler von annähernd 1 m/s2 in der Querbeschleunigung des Fahrzeuges.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anord- nung und ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit der zuverlässige Messwerte der Fahrzeugbewegung bereitge- stellt werden können.

Es wird folgendes vorgeschlagen : Eine Anordnung zur Überwa- chung einer in einem Radfahrzeug angeordneten Messeinrich- tung, mit - der Messeinrichtung, wobei die Messeinrichtung ausges- taltet ist, drei jeweils quer zueinander gerichtete Linearbe- schleunigungen des Radfahrzeuges und drei Drehraten, jeweils einer Drehbewegung oder einer Komponente einer Drehbewegung um eine Achse des Radfahrzeuges, zu messen, wobei die drei Achsen jeweils quer zueinander verlaufen, -einer Orientierungs-Bestimmungseinrichtung, die ausges- taltet ist, aus den drei Drehraten eine Orientierung des Rad- fahrzeuges in einem fahrzeugexternen Koordinatensystem zu bestimmen, und - einer Überwachungseinrichtung, die ausgestaltet ist, un- ter Verwendung einer Ausgangsgröße der Orientierungs- Bestimmungseinrichtung und unter Verwendung einer Vergleichs- größe eine Überwachung zumindest einer der gemessenen Linear- beschleunigungen durchzuführen.

Ferner wird folgendes Verfahren zur Überwachung einer in ei- nem Radfahrzeug angeordneten Messeinrichtung vorgeschlagen, wobei die Messeinrichtung ausgestaltet ist, drei jeweils quer zueinander gerichtete Linearbeschleunigungen des Radfahrzeu- ges und drei Drehraten, jeweils einer Drehbewegung oder einer Komponente einer Drehbewegung um eine Achse des Radfahrzeu- ges, zu messen und wobei die drei Achsen jeweils quer zuein- ander verlaufen : - Aus den drei Drehraten werden zumindest Komponenten ei- ner Orientierung des Radfahrzeuges in einem fahrzeugexternen Koordinatensystem bestimmt und - unter Verwendung zumindest der Komponenten der Orientie- rung und unter Verwendung einer Vergleichsgröße wird eine Ü- berwachung zumindest einer der gemessenen Linearbeschleuni- gungen durchgeführt.

Gemäß der Erfindung wird eine Messeinrichtung überwacht, die drei nicht redundante Drehraten und drei nicht redundante Li- nearbeschleunigungen misst. Die Messeinrichtung kann z. B. für jede Messgröße einen separaten Sensor aufweisen. Es gibt jedoch auch Sensoren, die gleichzeitig zwei der genannten Messgrößen messen. In jedem Fall liefert die Messeinrichtung die für eine Bereitstellung zuverlässiger Messwerte erforder- lichen Messgrößen. Durch die Bestimmung der Orientierung des Fahrzeuges, die insbesondere durch die genannte Orientie- rungs-Bestimmungseinrichtung aus den drei Drehraten durchge- führt wird, können die effektiven Beschleunigungswerte in die wirklichen Beschleunigungswerte umgerechnet werden.

Außerdem findet eine Überwachung zumindest einer der gemesse- nen Linearbeschleunigungen unter Verwendung einer Ausgangs- größe der Orientierungs-Bestimmungseinrichtung und unter Ver- wendung einer Vergleichsgröße statt. Mit anderen Worten : Zu- mindest eine Komponente der bestimmten Orientierung, die aus den Drehraten ermittelt wurde, wird zusammen mit der Ver- gleichsgröße zur Überwachung zumindest einer der Lineare-

schleunigungen verwendet. Wird bei der Überwachung festge- stellt, dass die Linearbeschleunigung z. B. aufgrund eines Sensorfehlers nicht zuverlässig ist, kann eine geeignete Maß- nahme ergriffen werden. Beispielsweise kann entschieden wer- den, ob die gemessene Linearbeschleunigung noch zur Weiter- leitung an die genannten Systeme geeignet ist/oder ob die Vergleichsgröße verwendet werden kann. Insbesondere kann ein System, das die Linearbeschleunigung als Eingangsgröße benö- tigt, darüber informiert werden, dass die Linearbeschleuni- gung möglicherweise fehlerhaft ist, oder das System kann zu- mindest vorübergehend abgeschaltet werden.

Insbesondere erlaubt es die erfindungsgemäße Kombination, so- wohl Neigungen in Längsrichtung des Fahrzeuges als auch in Querrichtung des Fahrzeuges zu bestimmen und die daraus er- mittelten Informationen zur Überwachung und/oder zur Bestim- mung der wirklichen Linearbeschleunigung zu verwenden.

Insbesondere wird die Fahrgeschwindigkeit des Radfahrzeuges bestimmt und wird die Vergleichsgröße unter Berücksichtigung der Fahrgeschwindigkeit ermittelt. Besonders gut eignen sich hierfür Informationen über die Drehgeschwindigkeit zumindest eines Rades des Radfahrzeuges, insbesondere die Drehzahlen von nicht angetriebenen Rädern des Fahrzeuges. Auf der Rad- drehung beruhende Informationen erlauben auch bei stark ge- neigter Fahrbahn bzw. Untergrund eine zuverlässige Bestimmung der Fahrgeschwindigkeit. Die Fahrgeschwindigkeit kann jedoch alternativ oder zusätzlich auf andere Weise bestimmt werden.

Die Messeinrichtung kann insbesondere für jeden der Sensoren zur Bestimmung zumindest einer Drehrate oder einer Linearbe- schleunigung einen Controller (z. B. in einem ASIC) aufwei- sen, der eine Ausgabe der Messsignale in analoger und/oder digitaler Form steuert. Weiterhin kann der Controller eine erste Überprüfung der Signale des Sensors dadurch durchfüh- ren, dass er durch Übertragung von Testsignalen zu dem Sensor die Erzeugung von Sensorsignalen anregt, die Sensorsignale

auswertet und durch die Auswertung die Sensorsignale über- prüft.

Es wird außerdem eine Recheneinrichtung vorgeschlagen, die insbesondere in einer gemeinsamen bautechnischen Einheit zu- sammen mit der Messeinrichtung angeordnet ist. Die Rechenein- richtung bereitet die Signale der Sensoren der Messeinrich- tung auf (filtert die Signale insbesondere in einem ersten Filterprozess) und führt eine Plausibilitätsprüfung der Sig- nale durch. Bei der Plausibilitätsprüfung werden die Messgrö- ßen beispielsweise nach der Zeit abgeleitet. Die Messgrößen und/oder ihre Ableitungen können dann mit Grenzwerten vergli- chen werden, wobei die Grenzwerte insbesondere von der Fahr- situation des Fahrzeugs abhängig sein können. Ferner können die zuvor beschriebenen Controller die Recheneinrichtung ü- berwachen und umgekehrt. Weiterhin wird die zuvor beschriebe- ne Überwachung der Messeinrichtung, auf die noch näher einge- gangen wird, insbesondere von der Recheneinrichtung durchge- führt. Dabei können Signale von Einrichtungen verwendet wer- den, die nicht Teil der Messeinrichtung sind. Insbesondere werden auf diese Weise Referenzwerte für alle von der Mess- einrichtung gemessenen Drehraten und Linearbeschleunigungen ermittelt und zur Überwachung der Messwerte verwendet. Auch hierauf wird noch näher eingegangen. Bevorzugtermaßen werden die so überwachten Messwerte als Eingangsgrößen für die Be- rechnung weiterer Größen verwendet, z. B. von Größen wie Hö- henstände bzw. Federwege von Rädern des Fahrzeuges gegenüber einem Fahrzeugaufbau, Achslasten und/oder Radlasten. Die Re- cheneinrichtung weist in diesem Fall eine Schnittstelle auf, über die die berechneten Werte der weiteren Größen an andere Einrichtungen und/oder Systeme übertragen werden können.

Weiterhin kann alternativ oder zusätzlich zu der Überwachung der zumindest einen Linearbeschleunigung zumindest eine der von der Messeinrichtung gemessenen Drehraten überwacht wer- den. Ein entsprechender Referenzwert oder Vergleichswert kann beispielsweise aus den von der Messeinrichtung gemessenen Be-

schleunigungswerten und zumindest einer zusätzlichen Größe ermittelt werden, wobei die zusätzliche Größe nicht aus Mess- werten der Messeinrichtung ermittelt wird.

Beispielsweise kann : - ein Referenzwert für die von der Messeinrichtung gemes- sene Giergeschwindigkeit aus der von der Messeinrich- tung gemessenen Querbeschleunigung ermittelt werden und umgekehrt. Dabei wird zumindest der Lenkradwinkel oder der Lenkwinkel zumindest eines lenkbaren Rades verwen- det ; - ein Referenzwert für die von der Messeinrichtung gemes- sene Giergeschwindigkeit aus der von der Messeinrich- tung gemessenen Querbeschleunigung ermittelt werden und umgekehrt. Dabei wird zumindest die Fahrgeschwindigkeit in Längsrichtung des Fahrzeuges verwendet ; - ein Referenzwert für die von der Messeinrichtung gemes- sene Giergeschwindigkeit unter Verwendung des Lenkrad- winkels oder des Lenkwinkels eines lenkbaren Rades und unter Verwendung der Fahrgeschwindigkeit in Längsrich- tung des Fahrzeuges ermittelt werden ; - ein Referenzwert für die Längsbeschleunigung (Beschleu- nigung in Längsrichtung des Fahrzeuges) aus der Längs- geschwindigkeit ermittelt werden, wobei ein Korrektur- term verwendet wird, der unter Verwendung der Gierge- schwindigkeit berechnet wird ; - ein Referenzwert für die Giergeschwindigkeit aus zumin- dest einer Drehzahl eines Rades des Fahrzeuges ermit- telt werden. Dabei kann optional der Lenkradwinkel oder der Lenkwinkel zumindest eines lenkbaren Rades verwen- det werden ; - ein Referenzwert für die Wankgeschwindigkeit aus der Querbeschleunigung unter zusätzlicher Verwendung der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und der Giergeschwindig- keit ermittelt werden ; - ein Referenzwert für die Nickgeschwindigkeit aus der Längsbeschleunigung unter zusätzlicher Verwendung der

Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und der Giergeschwindig- keit ermittelt werden ; - ein Referenzwert für die Wankgeschwindigkeit aus der Querbeschleunigung unter Verwendung eines Fahrzeugmo- dells berechnet werden, das die Relativbewegung von ei- nem Fahrzeugaufbau und einem Fahrgestell näherungsweise beschreibt ; - ein Referenzwert für die Nickgeschwindigkeit aus der Längsbeschleunigung unter Verwendung eines Fahrzeugmo- dells berechnet werden, das die Relativbewegung von ei- nem Fahrzeugaufbau und einem Fahrgestell näherungsweise beschreibt ; und/oder - Referenzwerte für die Vertikalbeschleunigung, die Wank- geschwindigkeit und die Nickgeschwindigkeit unter Ver- wendung von Signalen von Höhenstandssensoren an Rädern des Fahrzeuges ermittelt werden.

Bei entsprechenden Weiterbildungen der vorgeschlagenen Anord- nung weist diese eine Fahrgeschwindigkeits- Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung einer Fahrgeschwindig- keit des Radfahrzeuges auf, die mit der Überwachungseinrich- tung verbunden ist, wobei die Überwachungseinrichtung ausges- taltet ist, die Vergleichsgröße unter Verwendung der Fahrge- schwindigkeit zu ermitteln. Insbesondere ist die Fahr- geschwindigkeits-Bestimmungseinrichtung ausgestaltet, die Fahrgeschwindigkeit unter Verwendung einer für eine Drehge- schwindigkeit eines Rades des Radfahrzeuges charakteristi- schen Größe zu bestimmen. Auch kann die Fahrgeschwindigkeits- Bestimmungseinrichtung mit einer Lenkwinkel- Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung eines Lenkwinkels zu- mindest eines lenkbaren Rades des Radfahrzeuges verbunden sein, wobei die Fahrgeschwindigkeits-Bestimmungseinrichtung ausgestaltet ist, die Fahrgeschwindigkeit unter Verwendung des Lenkwinkels zu bestimmen. Weiterhin kann die Fahr- geschwindigkeits-Bestimmungseinrichtung mit der Messeinrich- tung verbunden sein und derart ausgestaltet sein, dass die

Fahrgeschwindigkeit unter Verwendung zumindest einer der drei Drehraten bestimmt wird.

Vorzugsweise weist die Messeinrichtung Beschleunigungssenso- ren zur Messung der drei Linearbeschleunigungen und Drehra- tensensoren zur Messung der drei Drehraten auf, wobei die Be- schleunigungssensoren und die Drehratensensoren Teile einer vorgefertigten, zum Einbau in das Radfahrzeug ausgestalteten gerätetechnischen Einheit sind. Es handelt sich bei dieser Einheit um eine spezielle Ausführungsform einer IMU (Inertial Measurement Unit).

Weiterhin wird bevorzugt, dass die drei Linearbeschleunigun- gen von der Messeinrichtung als drei linear voneinander unab- hängige Messgrößen messbar sind. Vorzugsweise bilden die Richtungen der jeweils von den Beschleunigungssensoren er- fassten Beschleunigungen bzw. Beschleunigungskomponenten die Achsen eines dreidimensionalen rechtwinkligen Koordinatensys- tems. Insbesondere kann die Messeinrichtung derart ausgestal- tet sein, dass zumindest die für die Messung der drei Linear- beschleunigungen verwendeten Sensoren nicht redundante Mess- größen liefern.

Entsprechendes wird für die Ausrichtung der drei Achsen be- vorzugt, um die Drehbewegungen ausgeführt werden, deren Dreh- raten die Messeinrichtung misst. Mit anderen Worten : Die Messeinrichtung ist derart ausgestaltet, dass die drei Achsen jeweils paarweise senkrecht zueinander verlaufen.

Insbesondere kann die Überwachung der zumindest einen gemes- senen Linearbeschleunigung unter Verwendung der Orientierung und unter Verwendung einer Vergleichsbeschleunigung durchge- führt werden. Dabei wird die Vergleichsbeschleunigung ohne Verwendung der von der Messeinrichtung gemessenen, zu überwa- chenden Linearbeschleunigung ermittelt. Es ist jedoch auch möglich, die zu überwachende Linearbeschleunigung in eine an-

dere Größe umzurechnen und mit einer entsprechenden Ver- gleichsgröße zu vergleichen.

Insbesondere kann die Vergleichsgröße unter Verwendung einer relativen Position eines Fahrzeugaufbaus, an dem die Messein- richtung befestigt ist oder zu befestigen ist, und eines Fahrwerks ermittelt werden. Die relative Position des Fahr- zeugaufbaus und des Fahrwerks wird beispielsweise mit soge- nannten Höhenstandssensoren gemessen, die den momentanen Hö- henstand des Fahrzeugaufbaus über einem bezüglich eines Rades festliegenden Bezugspunkt messen. Der Höhenstand entspricht dem momentanen Federweg bei einer gefederten Aufhängung des Fahrzeugaufbaus.

Die Orientierungs-Bestimmungseinrichtung bestimmt die Orien- tierung des Fahrzeuges insbesondere durch Integration eines Gleichungssystems mit drei Gleichungen. Hierauf wird noch nä- her eingegangen. Auch kann die Orientierungsbestimmung durch Quaternionen erfolgen (siehe z. B. WO 01/57474 Al). Für die Integration kann lediglich die Veränderung der Position ge- genüber einer Bezugsposition ermittelt werden. Daher wird vorgeschlagen, dass die Orientierungs-Bestimmungseinrichtung einen Stillstand des Radfahrzeuges detektiert und bei dem Stillstand unter Verwendung zumindest einer der von der Mess- einrichtung gemessenen Linearbeschleunigungen Werte für eine insbesondere zukünftige Ermittlung der Orientierung bestimmt.

Dabei ist es möglich, unter Verwendung der gemessenen effek- tiven Beschleunigung in Quer-und Längsrichtung des Fahrzeu- ges den Wankwinkel und den Nickwinkel absolut zu bestimmen und somit die Position relativ zu dem Koordinatensystem der Erde festzulegen. Der Gierwinkel (Winkel um die Vertikale) wird bei Fahrzeugstillstand beispielsweise auf Null gesetzt.

Weiterhin wird als Alternative oder zusätzliche Möglichkeit vorgeschlagen, eine Geradeausfahrt des Radfahrzeuges auf ei- nem ebenen Untergrund zu detektieren und in dieser Fahrsitua- tion unter Verwendung zumindest einer der von der Messein-

richtung gemessenen Linearbeschleunigungen Werte für eine insbesondere zukünftige Ermittlung der Orientierung zu bestimmen. Mit anderen Worten : es ist auch bei Geradeausfahrt auf ebenem Untergrund ein Abgleich des Wankwinkels und des Nickwinkels möglich.

Weiterhin wird als zusätzliche Möglichkeit vorgeschlagen, insbesondere in Fahrsituationen, in denen das Fahrzeug als stabil rollend (d. h. frei von Wank-und/oder Nickbewegungen) erkannt werden kann, Werte aus mindestens einer der gemesse- nen Beschleunigungskomponenten zu bestimmen, um damit in ei- nem kurzen Zeitintervall (beispielsweise mit einer Länge von wenigen Zehntelsekunden bis wenigen Sekunden, z. B. 2 Sekun- den) einen Abgleich der Wank-bzw. der Nickwinkelbestimmung aus den Drehratensignalen durchzuführen. Diese Möglichkeit kann insbesondere dann genutzt werden, wenn das Fahrzeug über einen längeren Zeitraum nicht zum Stillstand kommt oder nicht auf ebenem Untergrund geradeaus fährt.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei wird Bezug auf die beigefügte schematische Zeichnung genommen und eine bevorzugte Ausführungsform be- schrieben. Gleiche Bezugszeichen in der Zeichnung bezeichnen gleiche, funktionsgleiche oder äquivalente Einheiten oder Einrichtungen. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen : Fig. 1 eine Anordnung zur Überwachung einer in einem Rad- fahrzeug angeordneten Messeinrichtung, Fig. 2 ein Beispiel für eine Vergleichsgrößeneinrichtung, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Er- findung Teil der Fig. 1 dargestellten Anordnung sein kann, Fig. 3 ein Beispiel gemäß einer bevorzugten Ausführungs- form der Erfindung für eine Kombination der in Fig.

2 dargestellten Vergleichsgrößeneinrichtung mit Sensoren oder Einrichtungen zum Liefern von Infor- mationen an die Vergleichsgrößeneinrichtung,

Fig. 4 ein Beispiel gemäß einer bevorzugten Ausführungs- form der Erfindung für eine Kombination der in Fig.

1 dargestellten Orientierungs- Bestimmungseinrichtung mit weiteren Einrichtungen, um in bestimmten Fahrsituationen Ausgangswerte für die Orientierung des Fahrzeuges zu bestimmen, Fig. 5 ein Beispiel gemäß einer bevorzugten Ausführungs- form der Erfindung für eine Ausgestaltung der in Fig. 1 dargestellten Überwachungseinrichtung mit weiteren damit verbundenen Einrichtungen, Fig. 6 eine Darstellung eines Straßenkraftfahrzeuges zur Erläuterung von Abmessungen und Winkeln und Fig. 7 ein Beispiel für eine Ausgestaltung der in Fig. 1 dargestellten Messeinrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung weist eine Messeinrich- tung 1, eine Filtereinrichtung 5, eine Orientierungs- Bestimmungseinrichtung 7, eine Vergleichsgrößeneinrichtung 8 und eine Überwachungseinrichtung 9 auf. Die Messeinrichtung 1 weist wiederum eine Beschleunigungs-Messeinrichtung 3 und ei- ne Drehraten-Messeinrichtung 4 auf. Die Messeinrichtung 1 ist insbesondere eine vorgefertigte bauliche Einheit, wobei die entsprechenden Messsensoren zur Messung der Beschleunigungen und Drehraten relativ zueinander positionsfest in der Einheit angeordnet sind. Anders als in Fig. 1 dargestellt kann die bautechnische Einheit weitere der in dieser Beschreibung ge- nannten Einrichtungen und Einheiten aufweisen, insbesondere die Filtereinrichtung 5, die Orientierungs- Bestimmungseinrichtung 7 und/oder die Überwachungseinrichtung 9. Die bautechnische Einheit ist vorzugsweise dazu bestimmt, an oder in der Nähe des Schwerpunktes eines Kraftfahrzeuges befestigt zu werden, wobei eine bestimmte Ausrichtung in dem Kraftfahrzeug angestrebt wird.

Insbesondere weist die Beschleunigungs-Messeinrichtung 3 drei Linear-Beschleunigungssensoren 31,32, 33 auf (Fig. 7), die derart angeordnet sind, dass jeweils einer der Beschleuni-

gungssensoren eine Beschleunigung oder Beschleunigungskompo- nente des Fahrzeuges in Richtung der Achsen eines kartesi- schen Koordinatensystems misst, wobei die x-Achse nach vorne in Längsrichtung des Fahrzeuges weist, die y-Achse quer zur Längsachse gerichtet ist und die z-Achse (bei horizontal aus- gerichtetem Fahrzeug) senkrecht nach oben weist. Ein derarti- ges Koordinatensystem ist schematisch in Fig. 6 dargestellt.

Diese Figur zeigt ein Straßenkraftfahrzeug 20 mit zwei lenk- baren Vorderrädern 21, 22 und zwei nicht lenkbaren Hinterrä- dern 23,24. Die Vorderräder sind in dem dargestellten Zu- stand nach links eingeschlagen und weisen gegen die x-Achse einen Lenkwinkel von öL (linkes Vorderrad 21) bzw. ÖR (rech- tes Vorderrad 22) auf. Die Vorderräder 21,22 haben einen Ab- stand su, die Hinterräder 23,24 einen Abstand sR voneinan- der. rR bezeichnet den Radius der Hinterräder 23,24. In Längsrichtung etwa in der Mitte eines Fahrzeugaufbaus 25 ist die Messeinrichtung 1 angeordnet. Sie hat in Längsrichtung einen Abstand 1F von der Achse der Vorderräder 21,22 und ei- nen Abstand 1R von der Achse der Hinterräder 23,24.

Die Erfindung ist nicht auf Radfahrzeuge mit Vorderradlenkung beschränkt. Vielmehr können z. B. zusätzlich auch die Hinter- räder lenkbar sein.

Wieder unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist die Beschleunigungs- Messeinrichtung 3 über die Filtereinrichtung 5 mit der Über- wachungseinrichtung 9 verbunden. Die Drehraten- Messeinrichtung 4 ist über die Filtereinrichtung 5 mit der Orientierungs-Bestimmungseinrichtung 7 verbunden, die wieder- um mit der Überwachungseinrichtung 9 verbunden ist. Außerdem ist die Vergleichsgrößeneinrichtung 8 mit der Überwachungs- einrichtung 9 verbunden.

Die in Fig. 1 dargestellte Filtereinrichtung 5 steht stell- vertretend für weitere Filtereinrichtungen, die zusätzlich bei den in Fig. 1 bis Fig. 5 dargestellten Anordnungen oder bei abgewandelten Anordnungen vorgesehen sein können. Die von

den Filtereinrichtungen durchgeführte Filterung von Messsig- nalen und/oder daraus abgeleiteten Signalen dient insbesonde- re der Eliminierung von etwaig vorhandenem Rauschen und der Eliminierung von hochfrequenten Schwankungen der Messsignale, beispielsweise auf Grund von Vibrationen des Fahrzeugaufbaus.

Die Filtereinrichtungen können insbesondere zumindest ein Tiefpassfilter und/oder zumindest ein Bandpassfilter aufwei- sen.

Die in Fig. 1 dargestellte Filtereinrichtung 5 filtert die von den Beschleunigungs-Messsensoren der Beschleunigungs- Messeinrichtung 3 gemessenen Beschleunigungssignale und die von den Drehraten-Messsensoren der Drehraten-Messeinrichtung 4 gemessenen Drehratensignale, bevor diese zu der Überwa- chungseinrichtung 9 bzw. zu der Orientierungs- Bestimmungseinrichtung 7 übertragen werden. Unter Verwendung einer über einen Ausgang 6 der Vergleichsgrößeneinrichtung 8 empfangenen Vergleichsgröße führt die Überwachungseinrichtung 9 eine Überwachung zumindest einer der drei gemessenen Be- schleunigungsgrößen von der Beschleunigungs-Messeinrichtung 3 durch. Dabei verwendet die Überwachungseinrichtung 9, wie noch näher an einem Ausführungsbeispiel beschrieben wird, zu- mindest zwei Winkel (den Wankwinkel und den Nickwinkel des Fahrzeugs), die (neben dem Gierwinkel) ein Maß für die Orien- tierung des Fahrzeugs in einem erdfesten Koordinatensystem sind.

Wie Fig. 2 zeigt, kann die Vergleichsgrößeneinrichtung 8 eine Fahrgeschwindigkeits-Bestimmungseinrichtung 11 aufweisen, die mit einer Informationseinrichtung 15 und mit der Überwa- chungseinrichtung 9 verbunden ist. Von der Informationsein- richtung 15 empfängt die Fahrgeschwindigkeits- Bestimmungseinrichtung 11 Informationen wie zumindest einen Lenkwinkel eines lenkbaren Rades und Raddrehzahlen, insbeson- dere der nicht angetriebenen Räder des Fahrzeuges. Sie be- rechnet daraus die momentane Fahrgeschwindigkeit und übermit- telt entsprechende Signale über den Ausgang 6 an die Überwa-

chungseinrichtung 9. Die von der Informationseinrichtung 15 zu der Fahrgeschwindigkeits-Bestimmungseinrichtung 11 über- tragenen Informationen können jedoch auch anderer Art sein und z. B. an Stelle der Raddrehzahlen Informationen über eine auf andere Weise ermittelte Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeu- ges enthalten. Stehen neben den Raddrehzahlen und dem Lenk- winkel Informationen über Antriebsmomente und/oder Bremsmo- mente (und/oder äquivalente Größen, z. B. Bremskräfte) zur Verfügung, kann eine Schlupfkorrektur durchgeführt werden.

Die auf Basis der Raddrehzahlen bestimmte Fahrgeschwindigkeit kann in diesem Fall auch beim Auftreten eines Schlupfes zwi- schen den Rädern und dem Untergrund des Fahrzeuges verwendet werden.

Fig. 3 zeigt eine dem Fall von Fig. 2 entsprechende Anord- nung, bei der die Informationseinrichtung 15 durch eine Dreh- geschwindigkeits-Ermittlungseinrichtung 17 zur Ermittlung der Drehgeschwindigkeit zumindest eines Rades des Fahrzeuges und durch eine Lenkwinkel-Ermittlungseinrichtung 18 zur Ermitt- lung eines Lenkwinkels zumindest eines lenkbaren Rades aus- gestaltet ist. Außerdem ist die Fahrgeschwindigkeits- Bestimmungseinrichtung 11 über die Filtereinrichtung 5 mit der Drehraten-Messeinrichtung 4 verbunden und empfängt von dieser Informationen über mindestens eine der drei Drehraten (insbesondere die Gierrate) und berechnet unter Verwendung der zumindest einen Drehrate die Fahrgeschwindigkeit.

Die Anordnung gemäß Fig. 4 dient der Ermittlung von Startwer- ten für die Bestimmung der Fahrzeugorientierung in der Orien- tierungs-Bestimmungseinrichtung 7. Die Beschleunigungs- Messeinrichtung 3 und die Drehraten-Messeinrichtung 4 sind über die Filtereinrichtung 5 mit der Orientierungs- Bestimmungseinrichtung 7 verbunden. Weiterhin ist die Orien- tierungs-Bestimmungseinrichtung 7 mit der Fahrgeschwindig- keits-Bestimmungseinrichtung 11 und der Informationseinrich- tung 15 verbunden.

Wenn die Orientierungs-Bestimmungseinrichtung 7 feststellt, dass die Fahrgeschwindigkeit Null ist, ermittelt sie, wie an- hand eines Beispiels noch näher beschrieben wird, die Orien- tierung des Fahrzeuges und bestimmt daraus Startwerte für ei- ne zukünftige Berechnung der Orientierung während der Fahrt des Fahrzeuges. Alternativ oder zusätzlich kann die in Fig. 4 gezeigte Anordnung zur Bestimmung der Startwerte während ei- ner Geradeausfahrt bei konstanter Fahrgeschwindigkeit auf e- benem Untergrund eingesetzt werden.

Einen möglichen Aufbau der Überwachungseinrichtung 9 zeigt Fig. 5. Demgemäss weist die Überwachungseinrichtung 9 eine Beschleunigungs-Ermittlungseinrichtung 13, eine damit verbun- dene Orientierungs-Korrektureinrichtung 14 und eine Ver- gleichseinrichtung 12 auf, die ebenfalls mit der Orientie- rungs-Korrektureinrichtung 14 verbunden ist. Die Beschleuni- gungs-Ermittlungseinrichtung 13 ist mit der Fahrgeschwindig- keits-Bestimmungseinrichtung 11 verbunden. Die Orientierungs- Korrektureinrichtung 14 ist mit der Orientierungs- Bestimmungseinrichtung 7 verbunden. Die Vergleichseinrichtung 12 ist über die Filtereinrichtung 5 mit der Beschleunigungs- Messeinrichtung 3 verbunden.

Bei einer bestimmten Ausführungsform der in Fig. 5 darge- stellten Anordnung ist die Beschleunigungs- Ermittlungseinrichtung 13 über die Filtereinrichtung 5 mit der Drehraten-Messeinrichtung 4 verbunden, um bei der Berech- nung der Fahrzeug-Beschleunigung in Längsrichtung und in Querrichtung die gemessene Gierrate verwenden zu können. Es ist jedoch auch möglich, die Gierrate auf andere Weise zu bestimmen und bei der Berechnung der Beschleunigung zu ver- wenden. Z. B. kann die Gierrate aus der Fahrzeuggeschwindig- keit in Längsrichtung und dem Lenkwinkel bestimmt werden.

Alternativ zu dem in Fig. 5 gezeigten Aufbau können bei- spielsweise die Vergleichseinrichtung 12 und die Orientie- rungs-Korrektureinrichtung 14 miteinander vertauscht sein.

Beim Betrieb der Überwachungseinrichtung 9 empfängt diese Fahrgeschwindigkeitswerte von der Fahrgeschwindigkeits- Bestimmungseinrichtung 11, berechnet daraus in der Beschleu- nigungs-Ermittlungseinrichtung 13 Beschleunigungswerte ohne Verwendung von Informationen von der Beschleunigungs- Messeinrichtung 3 oder (ggf. mit Ausnahme der Gierrate) von der Drehraten-Messeinrichtung 4 und überträgt die ermittelten Beschleunigungswerte zu der Orientierungs- Korrektureinrichtung 14. Dort werden die ermittelten wirkli- chen Beschleunigungswerte des Fahrzeuges in effektive Be- schleunigungswerte umgerechnet, wobei zumindest Komponenten der von der Orientierungs-Bestimmungseinrichtung 7 ermittel- ten Fahrzeugorientierung verwendet werden. In der Ver- gleichseinrichtung 12 werden dann die so ermittelten Refe- renzwerte für die effektive Beschleunigung mit den von der Beschleunigungs-Messeinrichtung 3 gemessenen Werten vergli- chen.

Insbesondere wenn das Fahrzeug über einen längeren Zeitraum hinweg nicht zum Stillstand kommt und das Fahrzeug in dem Zeitraum auch nicht geradeaus auf ebenem Untergrund fährt, wird in einem kurzen Zeitintervall von z. B. 1 bis 3 Sekunden Länge, in dem erkannt wird, dass das Fahrzeug stabil (d. h. insbesondere bei guter Haftreibung der Räder) rollt, ein Ab- gleich der Fahrzeugorientierungsbestimmung auf folgende Weise vorgenommen : die von der Beschleunigungs- Ermittlungseinrichtung 13 ermittelten Beschleunigungswerte werden von den durch die Filtereinrichtung 5 gefilterten Messwerten der Beschleunigungs-Messeinrichtung 3 subtrahiert.

Diese Differenzen werden zum Abgleich der Fahrzeugorientie- rung so behandelt wie die von der Filtereinrichtung 5 gefil- terten Messwerte der Beschleunigungs-Messeinrichtung 3 im Falle des stehenden Fahrzeuges.

Es wird nun ein konkretes Ausführungsbeispiel für die Überwa- chung näher beschrieben.

Zur Bestimmung der Fahrzeugorientierung wird aus den gefil- terten, von der Drehraten-Messeinrichtung gemessenen Drehra- ten die momentane Orientierung des Fahrzeuges berechnet und zwar durch Ermittlung des Wankwinkels (Winkel einer Drehbewe- gung um die x-Achse), des Nickwinkels (Winkel einer Drehbewe- gung um die y-Achse) und des Gierwinkels (Winkel einer Dreh- bewegung um die z-Achse). Der Wankwinkel, der Nickwinkel und der Gierwinkel sind insbesondere die gemäß der Deutschen In- dustrienorm (DIN) 70000 definierten Winkel.

Die Winkel werden insbesondere durch Integration des folgen- den Gleichungssystems ermittelt : <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> # = #x + (#y sin # + #z cos#)tan #<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> # = #y cos # - #z sin #<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> p ysin+zcos)/cosS wobei 9 der Wankwinkel ist, 6 der Nickwinkel ist, t der Gier- winkel ist und X die gemessene Drehrate um die im Index der jeweiligen Größe angegebene Koordinatenachse des fahrzeugei- genen Koordinatensystems ist.

Alternativ werden die Winkel beispielsweise gemäß dem oben genannten Verfahren der Quaternionen aus mehr als drei Diffe- rentialgleichungen bestimmt.

Zum Abgleich der Winkelwerte wird zunächst optional eine Kon- sistenzprüfung durchgeführt, bei der geprüft wird, ob die Summe der Quadrate der drei gemessenen Linearbeschleunigungen in einer definierten Bandbreite um das Quadrat der Gravitati- onskonstante g der Erdanziehung liegt. Für die Praxis reicht es aus, g = 9,81 m/s2 zu setzen und eine Toleranzschwelle für eine maximale Abweichung vorzugeben. Die Toleranzschwelle hängt insbesondere von der Qualität der Signale der Beschleu- nigungssensoren ab. Dabei können insbesondere nach der Filte-

rung durch die Filtereinrichtung 5 nochmals gefilterte Be- schleunigungssignale verwendet werden. Wird der Konsistenz- test nicht bestanden, wird auf einen Fehler bei der Messung der Beschleunigungswerte geschlossen und es können entspre- chende Maßnahmen ergriffen werden (z. B. Sperrung der Syste- me, die zumindest einen der gemessenen Beschleunigungswerte als Eingangsgröße verwenden). Zunächst kann jedoch auch le- diglich ein Fehler vermerkt werden und der Konsistenztest wiederholt werden.

Nach erfolgreichem Konsistenztest oder wenn ein Konsistenz- test nicht durchgeführt wird, werden der Wankwinkel und der Nickwinkel gemäß den folgenden Beziehungen berechnet : <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> # = arcsin(#ax#/g)<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> =arctan (/a'\) wobei (...) einen zeitlichen Mittelwert über ein Zeitintervall bedeutet, während dem das Fahrzeug stillsteht, und wobei ax, ay3a, die von der Messeinrichtung gemessenen effektiven Be- schleunigungswerte in Richtung der x-Achse, y-Achse bzw. z- Achse des fahrzeugeigenen Koordinatensystems sind. Der Gier- winkel wird beispielsweise durch das Einschalten der Zündung eines Kraftfahrzeuges nach einer Betriebspause auf Null ge- setzt. Er bleibt während dem Fahrzeugstillstand unverändert.

Der Fahrzeugstillstand kann beispielsweise durch eines der folgenden Kriterien oder durch Kombination der beiden folgen- den Kriterien festgestellt werden : - Alle gemessenen Drehzahlen der Räder des Fahrzeuges sind Null.

- Die auf andere Weise als durch Auswertung der Drehzahlen von Rädern ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit ist Null.

Zusätzlich können folgende Kriterien festgestellt werden :

- An allen angetriebenen Rädern ist das angreifende An- triebsmoment Null.

- Eine Fahrzeugbremse zum Bremsen einer Fahrbewegung des Fahrzeuges ist aktiv.

Vorzugsweise werden alle diese Kriterien gleichzeitig für die Bestimmung des Fahrzeugstillstandes herangezogen.

Weiterhin wird während der Fahrt des Fahrzeuges überprüft, ob das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit geradeaus auf e- benem Untergrund fährt. Diese Fahrsituation wird durch Prü- fung der folgenden Kriterien erkannt : - Der Lenkwinkel aller lenkbaren Räder des Fahrzeuges ist Null. Alternativ kann beispielsweise der Lenkradwinkel daraufhin geprüft werden, ob er Null ist.

- Alle drei von der Drehraten-Messeinrichtung gemessenen Drehraten sind Null.

- Der Wert der von der Beschleunigungs-Messeinrichtung ge- messenen Querbeschleunigung (y-Richtung) verändert sich nicht.

Sind diese Kriterien erfüllt, werden der Wankwinkel und der Nickwinkel gemäß den zuvor angegebenen Beziehungen neu be- rechnet.

Die bei Fahrzeugstillstand und/oder bei der Fahrt mit kon- stanter Geschwindigkeit geradeaus auf ebener Fahrbahn ermit- telten Werte für den Wankwinkel und den Nickwinkel werden als Startwerte für die bei der Integration des zuvor angegebenen Gleichungssystems mit drei Gleichungen verwendet. Folglich ist es möglich, den Wankwinkel und den Nickwinkel bezüglich des erdfesten Koordinatensystems anzugeben. Dies erlaubt es, die gemessenen effektiven Beschleunigungswerte in wirkliche Beschleunigungswerte umzurechnen und/oder eine entsprechende

Umrechnung für die Überwachung der gemessenen Werte durchzu- führen, wie noch näher erläutert wird.

Es wird nun beschrieben, wie aus der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges (in Längsrichtung und quer zur Längsrichtung, d. h. die x-Komponente und die y-Komponente der Fahrgeschwindig- keit des fahrzeugeigenen Koordinatensystems) Referenzwerte für die gemessene Querbeschleunigung und die gemessene Längs- beschleunigung ermittelt werden können.

Hierfür gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, die abhängig von den Eigenschaften des Fahrzeuges und von den sonstigen Voraussetzungen einzeln oder in Kombination genutzt werden können.

Wenn die Vorderräder eines Fahrzeuges nicht angetrieben sind, werden bevorzugtermaßen die Raddrehzahlen der Vorderräder ge- mäß den folgenden Beziehungen zur Bestimmung der Fahrzeug- längsgeschwindigkeit (Index x) und zur Bestimmung der Fahr- zeugquergeschwindigkeit (Index y) herangezogen : wobei v die jeweilige Komponente der Fahrzeuggeschwindigkeit in x-Richtung bzw. y-Richtung ist, rF der Radius der Vorder- räder, n die jeweilige Raddrehzahl ist (wobei der erste Index F"Vorderrad", der zweite Index L"links"bedeutet und der zweite Index R"rechts"bedeutet), 5 der Lenkwinkel des je- weiligen Rades ist (wobei der Index L"links"bedeutet und der Index R"rechts"bedeutet), 1F der anhand von Fig. 6 be- schriebene Abstand der Messeinrichtung in x-Richtung von der Vorderachse des Fahrzeuges ist und xz die Gierrate des Fahr- werks ist. Die Gierrate des Fahrwerks kann beispielsweise aus folgender Beziehung berechnet werden :

wobei sF der anhand von Fig. 6 erläuterte Abstand der beiden Vorderräder ist. Optional wird der so berechnete Wert der Gierrate mit den von der Drehraten-Messeinrichtung berechne- ten Werten der Gierrate verglichen. Liegt die Abweichung zwi- schen diesen beiden Größen über einem Grenzwert, so wird ent- schieden, dass die Raddrehzahlen zumindest zeitweise nicht für die Berechnung der Fahrgeschwindigkeit verwendet werden können. Ein Grund hierfür ist beispielsweise ein zu großer Schlupf zwischen den Rädern und dem Untergrund. Stehen keine weiteren Möglichkeiten zur Bestimmung der Fahrgeschwindigkeit zur Verfügung, wird die Überwachung der gemessenen Beschleu- nigungswerte unterbrochen. Jedoch kann alternativ zu der Un- terbrechung eine Schlupfkorrektur durchgeführt werden, so dass die korrigierte Fahrgeschwindigkeit verwendet werden kann.

Die Überwachung kann ebenfalls unterbrochen werden, wenn ein Antiblockiersystem (ABS) oder ein anderes System vorhanden ist, das die Haftung zumindest eines der Räder mit dem Unter- grund detektieren kann. Meldet ein solches System mangelnde Haftung oder zumindest die Möglichkeit, dass die Haftung kurzzeitig unterbrochen ist, wird die aus den Raddrehzahlen gewonnene Information bei einer Ausführungsform nicht für die Überwachung verwendet. Entsprechendes kann auch für die fol- gende Möglichkeit der Bestimmung der Fahrgeschwindigkeit bei nicht angetriebenen Hinterrädern gelten. Die Überwachung kann jedoch fortgesetzt werden, wenn weitere Informationen zur Be- stimmung der Fahrgeschwindigkeit zur Verfügung stehen. Zum Beispiel kann aus Informationen über Rad-Antriebsmomente und Bremsmomente ein Wert für die Fahrgeschwindigkeit ermittelt werden.

Sind die Hinterräder des Fahrzeuges nicht angetrieben, so werden folgende Beziehungen zur Bestimmung der Fahrgeschwin- digkeit verwendet : wobei rR der anhand von Fig. 6 erläuterte Radius der Hinter- räder ist, n die jeweilige Raddrehzahl ist (wobei der erste Index R"Hinterrad", der zweite Index L"links"bedeutet und der zweite Index R"rechts"bedeutet) und wobei 1R der anhand von Fig. 6 erläuterte Abstand der Messeinrichtung 1 in Längs- richtung von der Hinterachse des Fahrzeuges ist. Die Messein- richtung ist am Schwerpunkt des Fahrzeuges angeordnet. Für die Gierrate des Fahrwerks wird ein Wert gemäß der folgenden Beziehung berechnet : Im Übrigen kann genauso wie bei der zuvor beschriebenen Ver- fahrensweise zur Bestimmung der Fahrgeschwindigkeit verfahren werden.

Optional werden vorzugsweise noch Schräglaufkorrekturen gemäß einem Ein-Spur-Modell an der Fahrgeschwindigkeit vorgenommen, insbesondere wenn Informationen über die Antriebsmomente und Bremsmomente der Vorderräder verfügbar sind. Weiterhin wird für die Schräglaufkorrekturen die Gierbeschleunigung benö- tigt, die durch Bildung der zeitlichen Ableitung der von der Drehraten-Messeinrichtung gemessenen Gierrate bestimmt wird.

Bei der Bildung der Ableitung kann eine weitere Filterung er- folgen.

Bei einer weiteren Möglichkeit, die Fahrzeuggeschwindigkeit zu bestimmen, werden keine Informationen über die Drehge-

schwindigkeit der Räder verwendet, sondern wird die Fahrzeug- quergeschwindigkeit nach folgender Beziehung berechnet : vy=vXtan5-@zlF wobei 5 ein mittlerer Lenkwinkel (insbesondere der arithmeti- sche Mittelwert aus dem Lenkwinkel des rechten und des linkes Vorderrades) und xz der von der Drehraten-Messeinrichtung ge- messene Wert der Gierrate ist. Für die Beziehung wird die Fahrgeschwindigkeit vx in Längsrichtung (x-Richtung) aus ei- ner anderen Informationsquelle verwendet.

Aus der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit des Fahrzeuges werden nun gemäß den folgenden Beziehungen die wirkliche Längsbeschleunigung und die wirkliche Querbeschleu- nigung des Fahrzeuges berechnet : ay = #y + #zvx Dabei sind #x und #y die ersten zeitlichen Ableitungen der Fahrgeschwindigkeit in x-Richtung bzw. y-Richtung. Bei der Bildung der zeitlichen Ableitungen wird eine weitere Filte- rung durchgeführt. Für die in diesen Beziehungen vorkommenden Gierraten des Fahrwerks werden insbesondere die gefilterten Messsignale der Drehraten-Messeinrichtung verwendet.

Aus der so ermittelten wirklichen Längsbeschleunigung und der wirklichen Querbeschleunigung werden mit Hilfe des momentanen Wankwinkels und des momentanen Nickwinkels Referenzwerte für die effektive Längsbeschleunigung a (R) und für die effektive Querbeschleunigung gemäß den folgenden Beziehungen be- rechnet : ax(R) = ax - g sin #

=a +gsmpcos0 Anschließend werden die Vergleichswerte mit den gefilterten Signalen der von der Beschleunigungs-Messeinrichtung gemesse- nen Längsbeschleunigung und Querbeschleunigung (in x-Richtung und in y-Richtung) verglichen. Übersteigt der Betrag der Dif- ferenz zwischen dem Vergleichswert und dem Messwert in zumin- dest einer der beiden Richtungen einen vorgegebenen Grenz- wert, so wird eine Maßnahme ergriffen. Insbesondere wird der Wert eines Fehlerzähler heraufgesetzt. Dabei kann der Betrag, um den der Wert erhöht wird, optional abhängig von der Nei- gung des Fahrzeuges (Wankwinkel und/oder Nickwinkel) sowie abhängig von der Längsgeschwindigkeit und/oder anderen Größen sein. Tritt über ein Zeitintervall vorgegebener Länge kein Fehler auf (d. h. wird der vorgegebene Grenzwert nicht über- schritten), wird der Wert des Fehlerzählers um einen vorgege- benen Betrag herabgesetzt. Dabei kann der Wert des Fehlerzäh- lers nicht kleiner als Null werden. Zum Beispiel wird ein Vorhandensein eines Fehlers festgestellt, wenn der Wert des Fehlerzählers einen vorgegebenen Grenzwert erreicht oder ü- berschreitet. Insbesondere kann der Grenzwert abhängig sein von bestimmten Fahrsituationen und/oder Größen, die diese Fahrsituationen charakterisieren.

Zur Überwachung der in z-Richtung von der Beschleunigungs- Messeinrichtung gemessenen Beschleunigung wird folgende Vor- gehensweise vorgeschlagen : Es wird unter Verwendung zumindest einer relativen Position in z-Richtung des fahrzeugeigenen Koordinatensystems zwischen einem Fahrwerk und einem Fahr- zeugaufbau des Fahrzeuges ein Vergleich des Messwertes oder einer daraus abgeleiteten Größe mit einer Vergleichsgröße durchgeführt. Vorzugsweise wird die relative Position gemes- sen, insbesondere mit zumindest einem Höhenstandssensor.

Bei einer konkreten Ausführungsform wird hierzu der Höhen- stand (siehe oben) aller vier Räder des Fahrzeuges verwendet. Zunächst wird die Größe zum gemäß folgender Gleichung berech- net : wobei die (erste) Größe zM ein gewichtetes Mittel der Höhen- stände h (wobei die doppelten Indizes wie bei den Raddrehzah- len aufzufassen sind) darstellt und wobei p ein spezifisch für das jeweilige Fahrzeug oder den Fahrzeugtyp gewählter Pa- rameter ist. Nun wird die Größe zweimal nach der Zeit diffe- renziert und optional dabei gefiltert. Weiterhin wird optio- nal eine zweite Größe aM gemäß der folgenden Gleichung be- rechnet : aM = -#2ZM - ##M wobei Q und r spezifisch für das Fahrzeug oder den Fahrzeug- typ gewählte Parameter sind. Die zweite Ableitung der ersten Größe zM und die zweite Größe aM werden mit der folgenden Vergleichsgröße verglichen, die aus der von der Messeinrich- tung gemessenen Beschleunigung in z-Richtung (fahrzeugeigenes Koordinatensystem) berechnet wird : q = az-gcosç7cosS wobei a (R) eine wirkliche Beschleunigung ist, die gemessene Beschleunigung az hingegen eine effektive Beschleunigung ist.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, zur Überwachung der in z- Richtung von der Beschleunigungs-Messeinrichtung gemessenen Beschleunigung die in x-Richtung und y-Richtung gemessenen Beschleunigungen zu verwenden. Bei Vernachlässigung der z- Komponente des Fahrzeuggeschwindigkeitsvektors gilt die Rela- tion (az - vy#x + vx#y)2 = g2 - (ax - #x + vy#z)2 - (ay - #y - vx#z)2

wobei axnAyrAz die gemessenen effektiven Beschleunigungen sind und c-yz die Wank-, Nick-bzw. Gierrate bedeuten.

Die in die obige Relation eingehende Fahrzeuglängsgeschwin- digkeit wird auf die zuvor beschriebene Weise ermittelt. Die Fahrzeugquergeschwindigkeit vy kann beispielsweise wie zuvor beschrieben ermittelt werden. Insbesondere können Informatio- nen über die Drehgeschwindigkeit der nicht angetriebenen Rä- der verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Fahrzeugquergeschwindigkeit auf die ebenfalls bereits be- schriebene Weise ermittelt werden, wobei zum Beispiel außer der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit ein mittlerer Lenkwinkel und der von der Drehraten-Messeinrichtung gemessene Wert der Gierrate verwendet werden.

Insbesondere werden bei dem Vergleich ein Zeitintervall und ein Grenzwert definiert. Ist der Betrag der berechneten ef- fektiven Beschleunigung a2 größer als der Grenzwert und ist weder der Betrag der zweiten zeitlichen Ableitung der ersten Größe zMnoch der Betrag der zweiten Größe aM größer als der Grenzwert, so wird auf einen Fehler geschlossen (z. B. ein Wert eines Fehlerzählers um eins erhöht).

Gemäß einem weiteren Aspekt kann aus den Messwerten der Mess- einrichtung die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt werden. Diese Verfahrensweise ist insbesondere dann von Vor- teil, wenn alle Räder des Fahrzeuges angetrieben werden und/oder wenn aus den Drehzahlen nicht angetriebener Räder in bestimmten Fahrsituationen nicht zuverlässig die Fahrge- schwindigkeit bestimmt werden kann (z. B. bei schleuderndem Fahrzeug). Eine derartige Situation kann beispielsweise da- durch erkannt werden, dass große Abweichungen zwischen den insbesondere gefilterten Signalen der Sensoren für die Längs- beschleunigung und die Querbeschleunigung einerseits und den oben beschriebenen Referenzwerten andererseits auftreten.

Die Fahrgeschwindigkeitskomponente VX in x-Richtung und die

die Fahrgeschwindigkeitskomponente vy in y-Richtung können dann durch Integration des folgenden Gleichungssystems be- stimmt werden : <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> #x = ax + #zvy<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> Vy = ay-02vX Dabei sind die Beschleunigungen ax bzw. ay in x-Richtung bzw. in y-Richtung und die Gierrate æ insbesondere die von der Messeinrichtung gemessenen Größen. Der Betrag der Fahrge- schwindigkeit kann dann aus den Fahrgeschwindigkeitskomponen- ten berechnet werden. Auch kann das Vorzeichen der Fahrge- schwindigkeit bestimmt werden, da die Information über das Vorzeichen aus den gemessenen Größen bekannt ist.

Insbesondere kann diese Verfahrensweise der Bestimmung der Fahrgeschwindigkeit vorübergehend angewendet werden. In die- sem Fall beginnt die Integration vorzugsweise zu einem Zeit- punkt, zu dem die Fahrsituation noch eine Bestimmung der Fahrgeschwindigkeit auf andere Weise, z. B. auf Basis der Raddrehzahlen erlaubt. Diese Fahrgeschwindigkeitswerte können dann als Anfangswerte für die Integration verwendet werden.

Alternativ können die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Fahr- zeugorientierung simultan durch ein adaptives Kalman-Filter bestimmt werden, in das die x-Komponente und die y-Komponente des Vektors der Fahrzeuggeschwindigkeit sowie der Wank-und Nickwinkel eingehen. Zusätzlich gehen die drei Komponenten der Beschleunigung, insbesondere die vier Raddrehzahlen und der Lenkwinkel (z. B. der Lenkradwinkel) als Messgrößen in das Kalman-Filter ein. Insbesondere erfolgt eine permanente Bewertung der Raddrehzahlen, die wiederum dazu verwendet wird, Rückführungskoeffizienten des Filters zu beeinflussen.