-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung von Informationen
für mindestens ein Fahrzeugsystem nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 und eine zugehörige Geräteanordnung.
-
Je
genauer und zuverlässiger ein aktueller Fahrzustand eines
Fahrzeugs bekannt ist, umso besser können Fahrdynamik-Regelsysteme,
wie beispielsweise ESP (elektronisches Stabilitätsprogramm),
ABS (Antiblockiersystem) usw., Assistenzsysteme, wie beispielsweise
ACC (Automatic Cruise Control), Sicherheitssysteme, wie Airbag,
PreCrash-Systeme, und Informationssysteme, wie beispielsweise Kombiinstrument,
MMI (Mensch-Maschine-Interface) agieren. Der aktuelle Fahrzustand
wird in der Regel mit Hilfe von Sensoren ermittelt, die im Fahrzeug
verbaut sind. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit wird angestrebt
eine möglichst geringe Anzahl von möglichst preisgünstigen
Sensoren zu verwenden. Da zu einer genaueren und zuverlässigeren Fahrzustandsbestimmung
jedoch eine große Anzahl von verschiedenen Sensoren erforderlich
ist, steht dies im Konflikt zu den wirtschaftlichen Aspekten.
-
Um
die Qualität der Fahrzustandschätzung trotzdem
zu verbessern, werden bestimmte Annahmen getroffen. So kann bei
einer Bestimmung des Offset-Fehlers eines ESP-Querbeschleunigungsensors
die Annahme getroffen werden, dass ein Mittelwert der Querbeschleunigung
Null ist, da das Fahrzeug bei einer langen Fahrt im Durchschnitt
mit einer hohen Wahrscheinlichkeit gleich häufig nach links und
nach rechts bewegt wird. Weicht ein ermittelter Mittelwert von Null
ab, so kann dieser Abweichungswert als Offset-Fehler betrachtet
werden. In manchen Situationen trifft die hier getroffene Annahme
jedoch nicht zu, z. B. bei einer Fahrt auf einem Rundkurs.
-
Des
Weiteren kann die Fahrzustandsschätzung Eingriffe der Fahrzeug-Aktorik
erfordern, um Größen zu bestimmen, die nicht direkt
mit Sensoren gemessen werden können. In ungeeigneten Fahrsituationen
können solche Eingriffe das Fahrverhalten jedoch negativ
beeinflussen. Um beispielsweise den Reibwert der Straße
zu bestimmen, ist es bekannt, dass das ESP ein Rad abbremst und
dessen Verzögerungsverhalten auswertet. Findet dieser Eingriff kurz
vor einer Kurveneinfahrt statt, dann kann dies negative Auswirkungen
auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs haben.
-
In
der veröffentlichten internationalen Patentanmeldung
WO 23007/065725 A1 wird
ein digitales Datenbanksystem für ein Navigationsgerät
und ein System zum Überwachen eines Fahrkorridors eines Fortbewegungsmittels
beschrieben. Zum Überwachen des Fahrkorridors werden von
einer Fahrdynamiksensorik Fahrdynamikeigenschaften des Fortbewegungsmittels
wie Geschwindigkeiten und Beschleunigungen erfasst und beispielsweise
für ein Antiblockiersystem (ABS) oder für ein
elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) ausgewertet. Um
bei der Messung der Fahrdynamikeigenschaften auftretende Fehler
zu ermitteln und auszugleichen werden Ortungsdaten des Navigationsgeräts
verwendet.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, Informationen für mindestens ein
Fahrzeugsystem zu verbessern, um die Qualität der Fahrzustandschätzung
zu steigern.
-
Die
Erfindung löst diese Aufgabe durch Bereitstellung eines
Verfahrens zur Verbesserung von Informationen für mindestens
ein Fahrzeugsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, und durch
eine Geräteanordnung zur Verbesserung von Informationen
für mindestens ein Fahrzeugsystem mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 8.
-
Vorteilhafte
Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind
in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Erfindungsgemäß umfassen
Informationen, welche zur Ermittlung eines aktuellen Fahrzeugzustands
ausgewertet werden, prädiktive Streckendaten, welche wenigstens
Angaben über Krümmung und/oder Steigung und/oder
Länge eines aktuell befahrenen Streckensegments umfassen.
Die Idee besteht darin, diese prädiktiven Streckendaten
so zu nutzen, dass fehlerhafte Sensorwerte erkannt werden können
und/oder mit Sensoren nicht oder nur unzulänglich messbare
Größen bestimmt werden können. So können
aus den prädiktiven Streckendaten in vorteilhafter Weise
redundante Informationen gewonnen werden. Aus der Länge
des Streckensegments kann beispielsweise eine redundante Information
zu den Raddrehzahlen gewonnen werden. Aus der Krümmung
des Streckensegments kann eine zur Giergeschwindigkeit und Querbeschleunigung
redundante Information gewonnen werden. Die redundanten Informationen
können zur Plausibilisierung der Messwerte und zur Steigerung
ihrer Genauigkeit genutzt werden. Die prädiktiven Streckendaten
können beispielsweise mit den Messwerten von Sensoren verglichen
werden, für die sie redundante Informationen beinhalten.
Wenn die Aussage eines Sensorsignals über längere
Zeit nicht mit der, der prädiktiven Streckendaten übereinstimmt, kann
dieser Sensor als defekt erkannt werden. Wenn beispielsweise mehrere
Streckensegmente mit einer starken Krümmung mit ausreichend
hoher Geschwindigkeit durchgefahren worden sind, ohne dass der Gierratensensor
eine von Null signifikant abweichende Giergeschwindigkeit gemessen
hat, kann dieser Sensor als defekt erkannt werden. Bei ausreichender
Genauigkeit der prädiktiven Streckendaten können
diese Streckendaten auch dazu verwendet werden, um entsprechende
Sensoren einzusparen. Die Idee besteht weiter darin, die prädiktiven
Streckendaten so zu nutzen, dass bestimmte physikalische Größen aus
den prädiktiven Streckendaten berechnet werden anstatt
Signale dieser physikalischen Größen zu messen.
So kann beispielsweise die Quergeschwindigkeit, die Querbeschleunigung
und die Giergeschwindigkeit aus den prädiktiven Streckendaten
und den Raddrehzahlen berechnet werden. Zudem können physikalische
Größen berechnet werden, die mit heute in den
Fahrzeugen verwendeten Sensorik nicht oder nur ungenau ermittelt
werden können.
-
In
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
umfassen die prädiktiven Streckendaten eine Straßenklassifikation,
wie z. B. Autobahn, Bundes-, Land- oder Ortsstraße oder
sonstige Straßen, des aktuell befahrenen Streckenabschnitts.
Des Weiteren können die prädiktiven Streckendaten
Informationen über mindestens ein weiteres Streckensegment
umfassen, welches voraussichtlich als nächstes befahren
wird. Durch die Auswertung der prädiktiven Streckendaten
der folgenden Streckensegmente kann beispielsweise eine Schätzung
des Sensor-Offsets unterlassen werden, wenn durch die prädiktiven
Streckendaten mehrerer hintereinander folgende Segmente mit gleichgerichteter
Krümmung erkannt werden. Dies ermöglicht in vorteilhafter
Weise Situationen zu erkennen, in denen getroffene Annahmen, wie
beispielsweise dass im Mittel genau so häufig nach links
wie nach rechts gefahren wird, und vorgenommene Voreinstellungen
nicht zutreffen. Zudem können Situationen erkannt werden,
in denen Eingriffe der Fahrzeug-Aktorik durchgeführt werden,
ohne das Fahrverhalten negativ zu beeinflussen. So können
die prädiktiven Streckendaten beispielsweise dazu benutzt
werden, um Eingriffe der Fahrzeug-Aktorik vor und in Streckensegmenten
mit starker Krümmung zu verhindern. Außerdem können
bei einer Verschlechterung oder einem kurzfristigen Ausfall eines
externen Ortungssignals, wie z. B. einem GPS-Signal, die prädiktiven
Streckendaten benutzt werden, um die Position des Fahrzeugs zu bestimmen.
-
Bei
einer zugehörigen Geräteanordnung zur Verbesserung
von Informationen für mindestens ein Fahrzeugsystem wertet
das mindestens eine Fahrzeugsystem die Informationen zur Ermittlung
eines aktuellen Fahrzeugzustands aus, wobei mindestens eine Sensoreinheit
und/oder ein Navigationssystem die auszuwertenden Informationen
zur Verfü gung stellen. Erfindungsgemäß stellt
das Navigationssystem prädiktive Streckendaten als auszuwertende
Informationen zur Verfügung, welche wenigstens Angaben über
Krümmung und/oder Steigung und/oder Länge eines
aktuell befahrenen Streckensegments umfassen.
-
In
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Geräteanordnung
sind die prädiktiven Streckendaten beispielsweise in einer
Speichereinheit gespeichert, die mit dem Navigationssystem gekoppelt
ist. Das mindestens eine Fahrzeugsystem wertet die prädiktiven
Streckendaten beispielsweise zur Gewinnung von redundanten Informationen
aus, wobei die redundanten Informationen zur Plausibilisierung und/oder
zur Genauigkeitssteigerung von Messwerten verwendet werden, welche
von dem mindestens einen Sensorsystem erfasst werden.
-
Eine
vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Die einzige Figur
zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels
einer Geräteanordnung zur Verbesserung von Informationen
für mindestens ein Fahrzeugsystem.
-
Wie
aus der einzigen Figur ersichtlich ist, umfasst ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Geräteanordnung 1 zur
Verbesserung von Informationen für mindestens ein Fahrzeugsystem 30, 32, 36, 38 ein
Sensorsystem 40, das hier zwei Sensoreinheiten 42, 44 aufweist,
und ein Navigationssystem 10. Das mindestens eine Fahrzeugsystem 30 umfasst
im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Fahrdynamikregelsystem 32,
welches beispielsweise als elektronisches Stabilitätsprogramm
(ESP) oder Antiblockiersystem (ABS) ausgeführt ist, ein
Assistenzsystem 34, welches beispielsweise als Automatic-Cruise-Control-(ACC)-System
ausgeführt ist, ein Sicherheitssystem 36, welches
beispielsweise als Airbag-System oder PreCrash-System ausgeführt ist,
und ein Informationssystem 38, welches beispielsweise als
Kombiinstrument oder als Mensch-Maschine-Interface (MMI) ausgeführt
ist. Die Fahrzeugsysteme 30, 32, 34, 36, 38 werten
zur Ermittlung eines aktuellen Fahrzeugzustands jeweils die Informationen
aus, welche vom Sensorsystem 40 bzw. von den Sensoreinheiten 42, 44 und/oder
vom Navigationssystem 10 zur Verfügung gestellt
werden. Erfindungsgemäß stellt das Navigationssystem 10 prädiktive
Streckendaten als auszuwertende Informationen über ein
Kommunikationsbussystem 20 zur Verfügung. Die
prädiktiven Streckendaten umfassen im dargestellten Ausführungsbeispiel
Angaben über Krümmung und/oder Steigung und/oder
Länge und/oder eine Straßenklassifikation, wie
beispielsweise Autobahn, Bundes-, Land- oder Ortsstraße oder
sonstige Straßen, eines aktuell befahrenen Streckensegments
und von weiteren Streckensegmenten, welche voraussichtlich als nächstes
befahren werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind
die prädiktiven Streckendaten in einer Speichereinheit 14 gespeichert
die mit dem Navigationssystem 10 gekoppelt ist. Zur Bestimmung
der augenblicklichen Fahrzeugposition ist das Navigationssystem 10 zudem
mit einer Ortungseinheit 12 gekoppelt, welche hier als
GPS-Empfänger ausgeführt ist.
-
Die
einzelnen Fahrzeugsysteme 30, 32, 36, 38 werten
die prädiktiven Streckendaten zur Gewinnung von redundanten
Informationen aus, wobei die redundanten Informationen zur Plausibilisierung und/oder
zur Genauigkeitssteigerung von Messwerten verwendet werden, welche
von den Sensoreinheiten 42, 44 des Sensorsystems 40 erfasst
werden. Aus der Länge der Segmente kann beispielsweise eine
redundante Information zu den Raddrehzahlen gewonnen werden. Aus
der Krümmung des Segments kann eine zu der Giergeschwindigkeit
und Querbeschleunigung redundante Information gewonnen werden. Bei
ausreichender Genauigkeit der prädiktiven Streckendaten
können diese auch dazu verwendet werden, um entsprechende
Sensoren der Sensoreinheiten 42, 44 einzusparen.
Anstatt bestimmte physikalische Größen zu messen,
werden diese dann aus den prädiktiven Streckendaten berechnet.
Zudem können physikalische Größen berechnet
werden, die mit der heute in den Fahrzeugen verwendeten Sensorik
nicht oder nur ungenau ermittelt werden können.
-
Die
Voraussagen über die folgenden Streckensegmente ermöglichen
Situationen zu erkennen, in denen getroffene Annahmen, z. B. dass
im Mittel genau so häufig nach links wie nach rechts gefahren
wird, nicht zutreffen. Zudem können Situationen erkannt
werden, in denen Eingriffe der Fahrzeug-Aktorik durchgeführt
werden können, ohne das Fahrverhalten negativ zu beeinflussen.
Bei Verschlechterung oder kurzfristigem Ausfall der Ortungssignale
von der als GPS-Empfänger ausgeführten Ortungseinheit 12 können
die prädiktiven Streckendaten benutzt werden, um die aktuelle
Position des Fahrzeugs zu bestimmen.
-
Die
prädiktiven Streckendaten werden von Steuergeräten
der einzelnen Fahrzeugsysteme 32, 34, 36, 38 eingelesen.
Anschließend werden die prädiktiven Streckendaten
mit den Messwerten von den Sensoreinheiten 42, 44 verglichen,
für die sie redundante Informationen beinhalten. Wenn die
Aussage eines Sensorsignals über längere Zeit
nicht mit der Aussage der prädiktiven Streckendaten übereinstimmt,
dann kann die korrespondierende Sensoreinheit 42, 44 als
defekt erkannt werden. Wenn beispielsweise mehrere Streckensegmente
mit einer starken Krümmung mit ausreichend hoher Geschwindigkeit
durchgefahren worden sind, ohne dass ein Gierratensensor, welcher
beispiels weise in der ersten Sensoreinheit 42 angeordnet
ist, eine von Null signifikant abweichende Giergeschwindigkeit gemessen
hat, dann kann dieser Sensor als defekt betrachtet werden.
-
Alternativ
können bei einer ausreichenden Genauigkeit der prädiktiven
Streckendaten ein Querbeschleunigungs- und Giergeschwindigkeitssensor, welche
heutzutage in Fahrzeugen verbaut werden, eingespart werden. Die
Querbeschleunigung und Giergeschwindigkeit können dann
im Steuergerät des korrespondierenden Fahrzeugsystems 32, 34, 36, 38 aus
den prädiktiven Streckendaten und den Raddrehzahlen berechnet
werden. Außerdem kann aus diesen Größen
auch eine Quergeschwindigkeit berechnet werden.
-
Des
Weiteren kann beispielsweise das Steuergerät des Fahrdynamikregelsystems 32 eine Schätzung
des Sensor-Offsets nicht durchführen, wenn die Auswertung
der prädiktiven Streckendaten ergibt, dass mehrere hintereinander
folgende Segmente mit einer gleichgerichteten Krümmung
durchfahren werden. Außerdem können die prädiktiven Streckendaten
dazu benutzt werden, um Eingriffe der Fahrzeug-Aktorik vor und in
Streckensegmenten mit starker Krümmung zu verhindern.
-
- 1
- Geräteanordnung
- 10
- Navigationssystem
- 12
- Ortungseinheit
- 14
- Speichereinheit
- 20
- Kommunikationsbussystem
- 30
- Fahrzeugsysteme
- 32
- Fahrdynamikregelsysteme
- 34
- Assistenzsystem
- 36
- Sicherheitssystem
- 38
- Informationssystem
- 40
- Sensorsystem
- 42
- erste
Sensoreinheit
- 44
- zweite
Sensoreinheit
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - WO 23007/065725
A1 [0005]