DE10040549A1

DE10040549A1 - Verfahren zur Erfassung der Fahrbahnneigung und Vorrichtung zur Neigungserfassung, insbesondere Neigungssensor

Info

Publication number: DE10040549A1
Application number: DE2000140549
Authority: DE
Inventors: Guenther Willmerding; Jakob Haeckh; Tillmann Koerner; Herbert Depping; Bernd Dietzel; Richard Buerk
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 2000-08-15
Filing date: 2000-08-15
Publication date: 2002-03-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Neigung der Fahrbahn in einem Fahrzeug; DOLLAR A - bei welchem bei wenigstens zwei unterschiedlichen, den Fortbewegungszustand des Fahrzeuges beschreibenden Referenzereignissen ein Druckwert - erster Druckwert p¶gesamt 1¶ und zweiter Druckwert p¶gesamt 2¶ - am Fahrzeug ermittelt wird; DOLLAR A - bei welchem aus der barometrischen Höhenformel für die ermittelten Druckwerte - erster Druckwert p¶gesamt 1¶ zum ersten Referenzereignis und zweiter Druckwert p¶gesamt 2¶ zum zweiten Referenzereignis - die geodätischen Höhen h¶1¶ und h¶2¶ abgeleitet oder berechnet werden; DOLLAR A - bei welchem die die zwischen beiden Referenzereignissen zurückgelegte Fahrstrecke DELTAs direkt oder indirekt charakterisierende Größen erfaßt werden und die Fahrstrecke ermittelt wird; DOLLAR A - bei welchem die Fahrbahnneigung N in % aus dem Tangens des die Fahrbahnneigung charakterisierenden Winkels alpha¶N¶, welcher sich aus dem Quotienten der Höhendifferenz zwischen der zum zweiten und zum ersten Referenzereignis ermittelten Höhe h¶2¶-h¶1¶ und der Fahrstrecke DELTAs ergibt, nach folgender Beziehung ermittelt wird: DOLLAR F1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Fahrbahnneigung in einem Fahrzeug; ferner eine Vorrichtung zur Erfassung der Neigung, insbesondere einen Neigungssensor.

Bei der Ansteuerung von automatischen Getrieben oder automatisierten Getrieben in Fahrzeugen steht zunehmend ein optimiertes Motor- Getriebemanagement im Vordergrund. Zur Gewährleistung des Betriebes der Antriebsmaschine entsprechend einer Kennlinie optimalen Wirkungsgrades im Kennfeld der Antriebsmaschine, einer Kennlinie optimierten Verbrauches oder einem anderen Wunschkriterium ist es erforderlich, eine Reihe von Randbedingungen, welche auf die Betriebsweise der Antriebsmaschine wenigstens mittelbar einen Einfluß ausüben, mit zu berücksichtigen. Neben den am Fahrzeug auftretenden zu berücksichtigenden Randbedingungen, beispielsweise die Zu- und Abschaltung von Nebenaggregaten, spielen auch die nicht fahrzeugspezifischen Randbedingungen eine wesentliche Rolle. Zu diesen gehören unter anderem die Beschaffenheit der Fahrstrecke, insbesondere eine Aussage über die Fahrbahnneigung, welche sich entweder in einem erhöhten oder verringerten Leistungsbedarf und damit einer erhöhten oder verringerten Leistungsanforderung an die Antriebsmaschine niederschlagen. Eine Einrichtung, die die Neigung des Fahrzeuges gegenüber der Horizontalen auch unter dem Einfluß der Fahrzeuggeschwindigkeit und Beschleunigung zweifelsfrei erfaßt, ist bisher nicht bekannt. Eine Erfassung mittels bestimmter Hilfsmittel, beispielsweise eines Pendels, ist nur im Stillstand ohne zusätzliche Plausibilitätsprüfungen möglich, während der Fahrt des Fahrzeuges jedoch nicht ohne Berücksichtigung der Fahrgeschwindigkeit und Beschleunigung, welche sich in komplizierten Rechenmodellen äußern, möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erfassung der Fahrbahnneigung in einem Fahrzeug und eine Vorrichtung zur Erfassung der Neigung, insbesondere einen Neigungssensor zu entwickeln, welcher auch unter dem Einfluß der Fahrgeschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeuges die Fahrbahnneigung sicher ermittelt. Das Verfahren zur Bestimmung der Neigung bzw. die Vorrichtung soll sich dabei durch einen geringen steuerungstechnischen Aufwand auszeichnen. Die Anzahl der zu verarbeitenden Größen zur Ermittlung der Neigung soll möglichst gering gehalten werden.

Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 11 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erfassung der Fahrbahnneigung in einem Fahrzeug ist dadurch charakterisiert, daß für wenigstens zwei unterschiedliche, den Fortbewegungszustand des Fahrzeuges in Fahrtrichtung charakterisierende Referenzereignisse der jeweils am Fahrzeug vorherrschende Gesamtdruck, insbesondere Luftdruck ermittelt wird. Aus den jeweiligen Druckwerten - erster Druckwert p₁ für ein erstes Referenzereignis und zweiter Druckwert p₂ für ein zweites Referenzereignis - wird aus der barometrischen Höhenformel für den Schweredruck in Luft jeweils die Höhe des Fahrzeuges über Null für das erste Referenzereignis und die zweite Höhe h₂ für das zweite Referenzereignis ermittelt. Die beiden Referenzereignisse charakterisieren des weiteren entweder direkt oder indirekt eine Referenzstrecke Δs, welche durch den örtlichen Abstand der Position des Fahrzeuges zu beiden Referenzereignissen charakterisiert ist. Aus dem Quotienten der Differenz der Höhen - zweiter Höhe und erster Höhe - sowie der Referenzstrecke Δs wird der Tangens des die Neigung N charakterisierenden Winkels der Horizontalen gegenüber der Fahrbahn und damit der Winkel α für die Fahrbahnneigung über der Horizontalen ermittelt. Die Erfassung der Neigung der Fahrbahn in einem Fahrzeug erfolgt dabei immer zwischen wenigstens zwei Referenzereignissen, wobei jedoch zu einer genauen Erfassung auch eine Mehrzahl von Einzelerfassungen und damit einer Vielzahl von hintereinander vorgenommenen Beurteilungen von aufeinanderfolgenden Referenzereignissen erfolgen kann.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, die Neigung der Fahrbahn anhand zumindest zweier unterschiedlicher Größen mit einem relativ einfachen Algorithmus zu ermitteln. Die Ermittlungen erfolgen dabei direkt aus unmittelbar meßbaren Größen - dem Druck und der Wegstrecke -, wobei Fehler, welche das Vorhandensein zusätzlicher Korrekturalgorithmen erforderlich machen, weitestgehend vermieden werden können. Die Ermittlung erfolgt mittels eines relativ einfachen Algorithmus, welcher nur eine geringe Anzahl von unbekannten, d. h. zu erfassenden Variablen berücksichtigt.

Bezüglich der barometrischen Höhenformel kann auf die Herleitung der Barometerformel

oder integriert:

mit
p_n = Durck in Höhe h
p₀= Druck in Normal Null
ρ₀ = Dichte der Luft am Boden
h = Höhe über dem Erdboden
offenbart in Gerthsen, Kneser, Vogel: "Physik", Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York, 1982, S. 88 verwiesen werden.

Die Ermittlung der jeweiligen Höhen h₁ und h₂ aus den erfaßten Druckwerten p₁ und p₂, wobei p₁ und p₂ an den Referenzereignissen jeweils dem dort vorherrschenden Gesamtdruck entsprechen, erfolgt aus der barometrischen Höhenformel, die in verschiedenen Modifikationen vorliegt.

Der einfachste Zusammenhang zwischen absoluter Höhe und Druck ergibt sich aus der Formel, die z. B. in Kuchling, Taschenbuch der Physik, Verlag Harm Deutsch zu finden ist.

Mit den Stoffwerten für Luft am Boden und t = 0 C ergibt sich:

Durch Umformen nach der Höhe erhält man:

mit
h_x: Höhe in x, wobei h₁ = Höhe zu Referenzereignis 1 und h₂ = Höhe zu Referenzereignis 2 ist
p_x: Druck in Höhe x
p₀: Druck in Höhe Normal Null
G: Erdbeschleunigung 9,81 m/s²
T_m: mittlere thermodynamische Temperatur in °C
α: thermischer Ausdehnungskoeffizient 1/273°

Diese einfachste Höhenformel berücksichtigt nicht die Änderung der Temperatur mit zunehmender Höhe, was für die vorliegende Erfindung auch nicht unbedingt notwendig ist, da nur relative Änderungen der Höhe bestimmt werden und darauf der Temperatureinfluß sehr gering ist.

Dennoch können genauere Formeln verwendet werden. Eine Möglichkeit besteht in der Verwendung der internationalen Höhenformel, die die Temperaturänderung mit der Höhe berücksichtigt:

Umgeformt erhält man:

Hierin wird ein fester Zusammenhang zwischen Höhe und Lufttemperatur berücksichtigt, der mit ausreichender Genauigkeit bis 11000 m über NN gilt.

Eine andere Variante der barometrischen Höhenformel ergibt sich, wenn die auf die Höhe Normal Null bezogene mittlere thermodynamische Temperatur T_m berücksichtigt wird, die aus der in der aktuellen Höhe h_x herrschenden Tempertur t_x nach folgender Beziehung berechnet wird:

T_m = t_x - h_x/100 m . 0,65°C

Die benötigten Höhen h₁ bzw. h₂ erhält man durch Anwendung der Gleichung für h_x, indem h_x = h₁ und p_x = p₁ bzw. h_x = h₂ und p_x = p₂ gesetzt wird.

Die Referenzereignisse können auf unterschiedliche Art und Weise charakterisiert werden. Im einfachsten Fall werden diese durch einen Zeitraum t bestimmt. Die beiden aufeinanderfolgenden Referenzereignisse sind dabei durch einen ersten Zeltpunkt t_1referenz und einen zweiten Zeitpunkt t_2referenz charakterisiert. Diese Zeitpunkte bestimmen dabei das Vorhandensein bzw. die örtliche Zuordnung des Fahrzeuges zu einem ersten Zeitpunkt t_1referenz zu einem bestimmten Ort o₁ und zu einem Zeitpunkt t_2referenz zu einem Ort o₂. Das Fahrzeug legt dann zwischen den beiden Referenzereignissen t_1referenz und t_2referenz eine bestimmte Wegstrecke Δs zurück. Diese Wegstrecke wird dabei durch den Abstand zwischen den beiden Orten o₁ und o₂ des Fahrzeuges zu den Referenzzeitpunkten t_1referenz und t_2referenz bestimmt. Dabei ergibt sich dieser Abstand entweder aus der Differenz zweier erfaßter Fahrstrecken s₁ und s₂, wobei die erste Fahrstrecke s₁ durch den Abstand von einem beliebigen Startpunkt s₀ zum Ort des Fahrzeuges o₁ zum ersten Referenzzeitpunkt t_1referenz bestimmt ist, während s₂ den Abstand zwischen dem Startpunkt s₀ und dem Ort des Fahrzeuges o₂ zum zweiten Referenzzeitpunkt t_2referenz beschreibt. Wird s₁ und damit die Fahrstrecke bis zum ersten Ort o₁ gleich Null gesetzt, ergibt sich die zurückgelegte Fahrstrecke Δs aus dem Abstand zwischen den beiden Orten o₂ und o₁. Werden die Referenzereignisse dabei durch die Zelt t_referenz charakterisiert, ist es immer erforderlich, die zu den einzelnen Referenzzeitpunkten t_1referenz und t_2referenz durch das Fahrzeug passierten Orte oder die zurückgelegten Wegstrecken für diesen Zeitpunkt zu ermitteln. Eine andere Möglichkeit besteht darin, da die zurückgelegte Fahrstrecke bzw. die einzelnen Teilstrecken ohnehin bei der Ermittlung der zurückgelegten Fahrstrecken zwischen zwei Referenzereignissen zu berücksichtigen sind, daß die Referenzereignisse durch zwei mittels drei Koordinaten charakterisierbare Orte bestimmt werden. Das erste Referenzereignis wird dabei durch das Vorhandensein des Fahrzeuges am Ort o_1referenz bestimmt und das zweite Referenzereignis zeitlich gegenüber dem ersten Referenzereignis verschoben durch das Vorhandensein des Fahrzeuges an einem zweiten Ort o_2referenz. Die Referenzstrecke s_referenz ergibt sich dabei ebenfalls aus dem Abstand der die Stellung des Fahrzeuges zu den einzelnen Referenzereignissen charakterisierenden Orte. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Abstand zwischen den Orten durch die Differenz der Referenzfahrstrecken von einem Startpunkt s₀ bis zum ersten Ort o_1referenz bzw. von s₀ bis zum zweiten Ort o_2referenz zu ermitteln. Die Differenz wird jedoch in allen Fällen immer zwischen dem zeitlich später erfolgenden Ereignis, in der Regel dem Referenzereignis 2 und dem zeitlich zuerst erfolgenden Referenzereignis 1 erfolgen.

Unter einem weiteren Aspekt der Erfindung wird zur Berücksichtigung eventuell auftretender zusätzlicher starker Druckänderungen am Fahrzeug, welche durch weitere Rand- bzw. Umgebungsbedingungen bedingt sein können, ein Korrekturalgorithmus für die aus der barometrischen Höhenformel ermittelte Höhe vorgesehen. Der Korrekturalgorithmus ist dabei derart ausgeführt, daß insbesondere Ereignisse wie eine plötzliche rasche Druckänderung, die sich beispielsweise bei Einfahrt eines Fahrzeuges in einen Tunnel ergeben kann, erkannt und berücksichtigt werden. Es ist dabei empfehlenswert, den Korrekturalgorithmus zusätzlich in das Grundverfahren zur Ermittlung der Höhe h und damit der Neigung N zu integrieren, um Fehler, die durch einen starken Druckanstieg oder Druckabfall bedingt sein können, wobei Druckanstieg oder Druckabfall nicht allein aufgrund der Änderung der geodätischen Höhe des Fahrzeuges erzeugt werden, sondern aus anderen äußeren am Fahrzeug wirksam werdenden Einflüssen resultieren, zu vermeiden bzw. zu kompensieren.

In einer Weiterentwicklung werden weitere Verfahrensschritte zur verbesserten Fehlerkorrektur bei der Bestimmung der geodätischen Höhe h₁ bzw. h₂ aus der barometrischen Höhenformel beispielsweise nach Laplace für die beiden Referenzereignisse vorgenommen. Dabei erfordern die Sekundäreffekte am Fahrzeug, im Fahrzeug und/oder der Umgebung, welche zu Fehlern bei der Bestimmung der Neigung aufgrund äußerer Einflüsse führen können, und die gewünschte Möglichkeit der Berücksichtigung und des Erkennens von Neigungsänderungen im Bereich der Fahrbahnstrecke die Berücksichtigung mindestens einer Zusatzgröße bei der Ermittlung der geodätischen Höhe zum entsprechenden Referenzereignis. Diese Zusatzgröße kann dabei beispielsweise einer Plausibilitätskontrolle unterzogen werden, um somit eine Feststellung bezüglich des Verlaufes der Gesamtfahrbahnstrecke zwischen den beiden Referenzereignissen zu ermöglichen. Die Art der Berücksichtigung und Plausibilitätsprüfung bzw. der Einbeziehung in einen Korrekturalgorithmus hängt dabei von der erfaßten Zusatzgröße ab. Als derartige Zusatzgrößen können beispielsweise die nachfolgend genannten allein oder in wenigstens teilweiser Kombination miteinander fungieren:

- Neigungswinkel eines Pendels gegenüber der Senkrechten zur Fahrbahn zum Referenzereignis
- Neigungsrichtung der Meßachse eines Beschleunigungssensors gegenüber der Senkrechten oder Horizontalen gegenüber der Fahrbahn entsprechend der Ausrichtung der Meßachse in Längsrichtung oder in vertikaler Richtung
- Ermittlung der Nickrate über die Zeit zwischen den Referenzereignissen
- Bestimmung des Neigungswinkels aus Motordrehmoment und Fahrzeugbeschleunigung

Die Vorrichtung zur Erfassung der Neigung der Fahrbahn in einem Fahrzeug umfaßt dabei mindestens eine Berechnungseinrichtung, welche einen Eingang bei serieller Datenübertragung oder mindestens zwei Eingänge bei paralleler Datenübertragung, einen ersten Eingang und einen zweiten Eingang, sowie einen Ausgang zur Ausgabe der Größe der Fahrbahnneigung in Form eines Winkels α_N bzw. bei Angabe in % N aufweist. Die einzelnen Eingänge sind dabei entweder direkt oder indirekt, d. h. über weitere Einrichtungen unterschiedlicher Funktion mit Einrichtungen zur Erfassung der zur Bestimmung des Winkels α_N der Neigung N erforderlichen Größen gekoppelt. Der erste Eingang ist dabei mit einer Einrichtung zur Erfassung eines, den Druck p wenigstens mittelbar beschreibenden Größe gekoppelt, während der zweite Eingang mit einer Einrichtung zur Erfassung wenigstens einer, die zurückgelegte Fahrstrecke zwischen zwei Referenzereignissen wenigstens mittelbar beschreibende Größe verbunden ist. Vorzugsweise erfolgt die Erfassung des Druckes direkt. Die Einrichtung zur Erfassung einer den Druck wenigstens mittelbar beschreibenden Größe umfaßt dazu mindestens einen Drucksensor. Die Einrichtung zur Erfassung der Fahrstrecke bzw. der die Fahrstrecke wenigstens mittelbar charakterisierenden Größen zwischen den beiden Referenzereignissen kann vielgestaltig ausgeführt sein, beispielsweise in Form eines Wegaufnehmers. Eine andere Möglichkeit besteht in der indirekten Erfassung der Fahrstrecke aus der Geschwindigkeit, der Beschleunigung und der Zeitdauer zwischen beiden Referenzereignissen. Entsprechend der an den Eingängen anliegenden Größen werden diese in der Berechnungseinrichtung verarbeitet. Dabei werden die zu zwei Referenzereignissen, welche beispielsweise durch zwei unterschiedliche Zeitpunkte zur Charakterisierung der Stellung des Fahrzeuges beschreibbar sind, erfaßten Druckwerte in die entsprechenden Höhen aus der barometrischen Höhenformel unter Berücksichtigung eines Korrekturalgorithmus umgerechnet. Die Ermittlung der Fahrstrecke zwischen den Referenzereignissen ist dabei entweder direkt bei Verwendung eines Wegaufnehmers aus der am zweiten Eingang anliegenden Größe bestimmbar oder muß aus den, die Koordinaten der Stellung des Fahrzeuges zu den einzelnen Referenzereignissen beschreibenden Größen ermittelt, insbesondere berechnet werden. Diesbezüglich bestehen ebenfalls eine Vielzahl von Möglichkeiten, welche auf eine einfache geometrische Abstandsberechnung hinauslaufen, weshalb hier im einzelnen nicht näher darauf eingegangen wird.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird aus dem Tangens des Winkels, welcher aus der Differenz der für die einzelnen Referenzereignisse ermittelten Höhenwerte und der Fahrstrecke bestimmt wird, die Fahrbahnneigung N ermittelt. Die einzelnen Verfahrensschritte können dabei in einzelnen voneinander entkoppelten Berechnungseinheiten durchgeführt werden, vorzugsweise sind jedoch alle Berechnungseinheiten in einer Berechnungseinrichtung integriert. Die letzte Berechnungseinheit weist dabei den Ausgang auf, welcher zur Ausgabe eines Wertes für die Fahrbahnneigung ausgebildet ist. Dieser Ausgang bildet vorzugsweise den Ausgang der Berechnungseinrichtung. Vorzugsweise ist die Vorrichtung als eigenständige Baueinheit ausgeführt und bildet somit für sich allein die Funktionseinheit eines Neigungssensors. Dieser erfaßt mechanische oder physikalische Signale und generiert aus diesen ein entsprechendes Signal, vorzugsweise ein elektrisches Signal für den Neigungswert der Fahrbahn.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Neigungssensor in einer Steuereinrichtung in der Getriebebaueinheit zu integrieren.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1a und 1b verdeutlichen anhand eines Signalflußbildes das Grundprinzip eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung der Fahrbahnneigung mit unterschiedlicher Definition der Referenzereignisse;

Fig. 2a und 2b verdeutlichen ein Verfahren gemäß den Fig. 1a und 1b mit zusätzlicher Berücksichtigung eines Korrekturalgorithmus;

Fig. 3 verdeutlicht anhand eines Signalflußbildes die Berücksichtigung mindestens einer weiteren Zusatzgröße zur verbesserten Fehlerkorrektur bei der Bestimmung der geodätischen Höhe gemäß dem Verfahren aus den Fig. 1a und 1b bzw. 2a und 2b;

Fig. 4 verdeutlicht den Grundaufbau eines erfindungsgemäß gestalteten Neigungssensors.

Die Fig. 1a und 1b verdeutlichen anhand eines Signalflußbildes das Grundprinzip eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung der Fahrbahnneigung, insbesondere Neigungserfassung. Dieses beinhaltet die Ermittlung der Neigung N, welche sich für ein Fahrzeug gegenüber der Horizontalen durch einen Winkel α_N beschreiben läßt aus einer Höhendifferenz Δh und einer Wegdifferenz Δs, welche einer zurückgelegten Fahrstrecke zwischen zwei Referenzereignissen, entweder einem Referenzzeitraum Δt_referenz oder einer Referenzwegstrecke Δs_referenz entspricht. Aus diesen Referenzereignissen läßt sich dann im ersten Fall indirekt und im zweiten Fall direkt die zurückgelegte Fahrstrecke ermitteln. Der Referenzzeitraum Δt_referenz ist dabei durch mindestens zwei Zeitpunkte, einen ersten Zeitpunkt t_1referenz und einen zweiten Zeitpunkt t_2referenz charakterisiert. In Analogie gilt diese Aussage auch für die Referenzstrecke ΔS_referenz gemäß Fig. 1b, welche entweder durch die Differenz zwischen zwei zurückgelegten Strecken s_1referenz und s_2referenz oder aber bei s_1referenz = 0 durch den Abstand zwischen zwei Orten o_1referenz und o_2referenz charakterisiert ist. Jeder einzelne Ort o_1referenz und o_2referenz ist dabei durch drei Koordinaten charakterisiert.

Die Ermittlung der Höhendifferenz Δh basiert auf der Ermittlung der jeweiligen Höhen h₁ und h₂ des Fahrzeuges an den Referenzereignissen t_1referenz und t_2referenz oder s_1referenz und s_2referenz bzw. bei s_1referenz = 0 o_1referenz und o_2referenz. Die Höhen h₁ und h₂ werden dabei aus den zum Zeitpunkt der Referenzereignisse vorliegenden Drücken p₁ und p₂ ermittelt. Die Ermittlung erfolgt dabei aus der barometrischen Höhenformel nach Laplace für den im Referenzereignis vorliegenden Druck, d. h. entweder zum Referenzzeitpunkt t_1referenz und t_2referenz oder an den zur Bestimmung der Referenzstrecke ausgewählten Orten o_referenz und o_2referenz, deren Abstand voneinander auch die Länge der Fahrstrecke charakterisiert.

Die Fig. 1a verdeutlicht dabei anhand des Signalflußdiagrammes das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Bestimmung der Neigung N eines Fahrzeuges, bei welchem als Referenzereignis ein Referenzzeitpunkt t_1referenz bzw. t_2referenz gewählt wird. In diesem Fall wird zu einem ersten Referenzzeitraum der Druck p₁ ermittelt, des weiteren wird nach Ablauf einer Referenzzeit Δt_referenz zu einem zweiten Referenzzeitpunkt t_2referenz ein zweiter Druckwert p₂ ermittelt. Für jeden Druckwert erfolgt dabei die Berechnung der geodätischen Höhe h₁ zum entsprechenden Referenzzeitpunkt t_1referenz oder h₂ für p₂ zum Zeitpunkt t_2referenz, d. h. t_1referenz + Δt_referenz. Des weiteren erfolgt parallel zur Ermittlung der Druckwerte p₁ und p₂ zu den jeweiligen Referenzzeitpunkten t_1referenz und t_2referenz die Ermittlung der zurückgelegten Wegstrecke Δs im Referenzzeitraum Δt_referenz. Die zurückgelegte Fahrstrecke Δs wird dabei entweder durch den Abstand zwischen den zum Zeitpunkt t_1referenz aktuellen Ort o₁ und zum Zeitpunkt t_2referenz vom Fahrzeug erreichten aktuellen Ort o₂ bestimmt oder aber durch eine Streckenreferenz s₂ - s₁, welche sich aus der zurückgelegten Gesamtfahrstrecke zum Zeitpunkt t_2referenz und der Fahrstrecke zum Zeitpunkt t_1referenz ergibt. Zur Ermittlung der Fahrbahnneigung α sind dabei mindestens die den Ort des Fahrzeuges zu zwei Referenzereignissen beschreibenden Größen erforderlich. Diese Größen werden dabei in zwei Verfahrensschritten, einem ersten Verfahrensschritt für den ersten Referenzzeitpunkt t_1referenz und einem zweiten Verfahrensschritt für den zweiten Referenzzeitpunkt t_2referenz ermittelt. In einem dritten Verfahrensschritt werden die Höhendifferenzen Δh = h₂ - h₁ und die Fahrstrecke Δs = s₂ - s₁ ermittelt und ins Verhältnis zueinander gesetzt, wobei in einem vierten Verfahrensschritt der Tangens für den Fahrbahnwinkel β aus dem Quotienten der Höhendifferenz Δh und der Fahrbahnstrecke Δs gebildet wird. In Analogie gelten diese Aussagen auch für das in der Fig. 1b wiedergegebene Signalflußdiagramm, bei welchem die Referenzereignisse bereits von den zurückgelegten Fahrstrecken und damit den jeweiligen Referenzorten, an denen sich das Fahrzeug befindet, beschrieben werden. Dabei werden in einem ersten Verfahrensschritt der Druck p_1gesamt an einem Ort o_1referenz sowie der Ort o_1referenz erfaßt, in einem zweiten Verfahrensschritt wird der Druck p_2gesamt an einem zweiten Referenzort o_2referenz ermittelt und aus beiden Drücken werden jeweils die entsprechenden zu den Orten o_1referenz und o_2referenz gehörenden geodätischen Höhen h₁ und h₂ ermittelt, während aus den zurückgelegten Wegstrecken s_1referenz am Ort o_1referenz und s_2referenz am Ort o_2referenz bzw. den Koordinaten für die Orte o_1referenz und o_2referenz auch die zurückgelegte Fahrstrecke Δs bestimmbar ist. Aus der Höhendifferenz, d. h. h₂ - h₁ und der Fahrstrecke Δs läßt sich der Fahrbahnwinkel α in Analogie zu dem in der Fig. 1a wiedergegebenen Verfahren aus dem Quotienten Δh zu Δs ermittelten Tangens ermitteln.

Für beide Ausführungen wurde davon ausgegangen, daß die Erfassung der Druckwerte mit einer Erfassungseinrichtung für Druckwerte erfolgt, während die Ermittlung der Fahrstrecke vielgestaltig erfolgen kann, beispielsweise entweder aus der Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung während des Referenzzeitraumes Δt_referenz oder aber direkt als Weg abgegriffen wird. Im erstgenannten Fall werden dabei die den zurückgelegten Weg wenigstens mittelbar charakterisierenden Größen ermittelt und der Weg berechnet, während im zweiten Fall eine Einrichtung zur Erfassung des zurückgelegten Weges verwendet wird.

Mit den Stoffwerten für Luft am Boden und t = 0 C ergibt sich:

Durch Umformen nach der Höhe erhält man:

Umgeformt erhält man:

T_m = t_x - h_x/100 m . 0,65°C

Die benötigten Höhen h₁ bzw. h₂ erhält man durch Anwendung der Gleichung für h_x, indem h_x = h₁ und p_x = p₁bzw. h_x = h₂ und p_x = p₂ gesetzt wird.

Unter einem weiteren Aspekt der Erfindung werden zur Vermeidung von Fehlern zusätzliche Maßnahmen ergriffen und eventuell eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt. Derartige Verfahren sind anhand von Signalflußbildern für das Grundverfahren gemäß Fig. 1a in den Fig. 2a und 2b dargestellt. Insbesondere wird damit dem Zustand Rechnung getragen, daß die Bestimmung der Höhe auf der Messung des Umgebungsdruckes mit einem sehr empfindlichen Drucksensor basiert, so daß Einflüsse, die zu Druckschwankungen in der Umgebung des Drucksensors führen, Fehler in der Bestimmung der entsprechenden Höhe h₁ oder h₂ und die folglich auch der daraus berechnenten Neigung zur Folge haben. Im einzelnen kann dies bei folgenden Ereignissen beobachtet werden:

- Auftreten von Druckstössen, beispielsweise durch Einfahren in einen Tunnel
- Auftreten von starken Druckänderungen unmittelbar am Fahrzeug aufgrund von Änderungen am und im Fahrzeug.

Im ersten Fall führt der Druckstoß zu einer Fehlbestimmung der Höhe. Allerdings kann dieser durch Plausibilitätsabfragen bei der Signalanalyse erkannt werden und der fehlerhafte Einfluß auf die Neigungsbestimmung weitestgehend korrigiert werden. Unter Druckänderungen im zweiten Fall werden diejenigen verstanden, welche beispielsweise durch Öffnen von Fenstern oder Einschalten von Lüftung, Klimaanlage etc. erzeugt werden. Dabei erfolgt eine Signalkorrektur für die ermittelte Höhe aus der barometrischen Höhenformel nach Laplace und einem Korrekturalgorithmus wie in der Fig. 2a dargestellt. Fig. 2b verdeutlicht dabei das Signalflußbild für das Verfahren gemäß Fig. 1b mit entsprechendem Korrekturalgorithmus.

Bei dem in den Fig. 2a und 2b dargestellten Korrekturalgorithmen wird der Störeinfluß durch den Staudruck aufgrund der Fahrgeschwindigkeit mit berücksichtigt. Der Staudruck durch die Fahrgeschwindigkeit ist für die eigentliche Neigungsbestimmung selbst zwar nicht bedeutsam, da eine relative Höhe für die Neigungsberechnung verwendet wird und sich der Fehler bei annähernd konstanter Geschwindigkeit aufhebt. Selbst bei einer großen Geschwindigkeitsänderung, wie sie beispielsweise bei einer Vollastbeschleunigung auftritt, ist der Einfluß auf die ermittelte Neigung gering. Die nachfolgend genannte Gleichung verdeutlicht dabei den durch die Fahrgeschwindigkeit verursachten Fehler. Dieser wird in Form einer Korrekturvariablen für die Höhe angegeben. Der Korrekturwert wird wie folgt ermittelt:

mit
h_korr = Korrekturwert der Höhe [m]
v = Fahrgeschwindigkeit [km/h]

Wird der ermittelte Korrekturwert h_korr von der durch die Druckmessung bestimmten Höhe h₁ bzw. h₂ abgezogen, so ist der jeweilige Fehler damit bereits eliminiert.

Unter einem weiteren Aspekt der Erfindung werden weitere Verfahrensschritte zur verbesserten Fehlerkorrektur bei der Bestimmung der geodätischen Höhe h₁ bzw. h₂ aus der barometrischen Höhenformel vorgenommen. Die bereits erwähnten Sekundäreffekte, welche zu Fehlern bei der Bestimmung der Neigung führen können und die gewünschte Möglichkeit der Berücksichtigung von Neigungsänderungen, welche ebenfalls zu einer Verfälschung der ermittelten Neigung zu den Referenzereignissen führen kann, bedingen die Berücksichtigung einer Zusatzgröße bei der Ermittlung der geodätischen Höhe zum entsprechenden Referenzereignis, insbesondere Referenzzeitpunkt t_1referenz bzw. t_2referenz oder dem Referenzort o_1referenz bzw. o_2referenz. Die in den Fig. 1a und 1b sowie 2a und 2b wiedergegebenen Verfahren liefern dabei nur Ergebnisse über die Neigung einer bereits befahrenen Strecke. Aufgrund der Auflösung des Drucksensors muß für eine zuverlässige Erkennung der Neigung die Fahrstrecke jedoch eine bestimmte Größe besitzen, insbesondere sollte diese möglichst größer als 10 oder 20 m betragen. Dabei ändert sich in der überwiegenden Zahl der existierenden Fahrstrecken die Neigung nicht plötzlich, sondern kontinuierlich, so daß die Neigung der zurückliegenden Strecke nicht stark von der Neigung der aktuell befahrenen Strecke abweicht. Ein sehr extremes Beispiel wird dabei bei einer Neigungsänderung durch Vorhandensein eines Knickes in der Fahrbahn beschrieben. Dabei ist die Neigung der aktuellen Fahrbahn nicht identisch mit der gerade befahrenen Neigung. In einem solchen Fall würde jedoch die Neigungsinformation für den Fall, daß die Referenzereignisse jeweils auf einem Teilbereich I, d. h. dem Anstieg oder einem zweiten Teilbereich II, dem Abstieg der Fahrstrecke Δs liegen, führen. Dies ist insbesondere besonders sicherheitsrelevant für den Einsatz in Stadtbussen, bei welchen aus der erfaßten Neigung ein Signal für die Betätigung der Haltestellenbremse generiert werden soll. Weitere Möglichkeiten zum Ausgleich von Fehlern bestehen in der Verwendung eines sogenannten Gradientenverfahrens oder Redundanzverfahrens. Dabei wird bei einer Ausführung gemäß Fig. 3a ein Schwellenwert für die Änderung des Druckes Δp zwischen den beiden Referenzereignissen vorgegeben. Dieser Schwellenwert ist mit p_schwell bezeichnet. Wird dabei bei Messungen zwischen zwei Referenzereignissen in einem bestimmten Beurteilungszeitintervall Δt_beurteilung, welches fest vorgebbar oder frei wählbar ist, überschritten, wird das Meßsignal nicht für eine Neigungsberechnung verwendet, sondern stattdessen der letzte Neigungswert beibehalten. Dadurch wird es möglich, extreme Fehler bei der Neigungsbestimmung zu vermeiden, so daß für eine Wegstrecke von ca. 98% brauchbare Neigungswerte zur Verfügung stehen.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 3b wird eine Pendeleinrichtung verwendet, welche im Stand des Fahrzeuges eine Senkrechte zur Horizontalen anzeigt und damit eine Aussage über die Fahrbahnneigung zuläßt. Das Pendel ergänzt damit die Information der Einrichtung zur Erfassung des Druckes in idealer Weise, da diese bei Geschwindigkeit null keine Information über die Neigung liefert. Während der Fahrt ist das Pendel jedoch nicht zur Neigungsmessung geeignet, da die auftretenden Beschleunigungskräfte den Pendelwinkel stark beeinflussen und das auftretende Störsignal größer als das Nutzsignal wäre. Eine Korrektur dieser Störeinflüsse beim Pendel ist zwar möglich, jedoch nur mit erheblichen Berechnungsaufwand durchführbar. Wird jedoch das Pendel in Kombination mit dem Drucksensor verwendet, läßt sich der Nullpunkt des Pendels in beliebiger Einbaulage durch die Meßdaten des Drucksensors bestimmen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, anstatt des Pendels eine Einrichtung zur Erfassung der Beschleunigung zu verwenden, deren Meßachse in Längsrichtung oder in vertikaler Richtung angeordnet sein kann.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, als Zusatzgröße die Nickrate zu bestimmen, welche mit einer Einrichtung zur Erfassung der Nickrate ermittelt wird. Dabei wird ein Nickratensensor, dessen Meßachse horizontal in Querrichtung im Fahrzeug ausgerichtet wird, verwendet. Das Signal des Nickratensensors wird über die Zeit integriert und es ergibt sich daraus die Neigungsänderung zum Integrationszeitraum der Fahrbahn. Dieser kann jedoch für sich allein zur Neigungsmessung nicht verwendet werden, da die Nullage der Neigung aus dem Signal des Nickratensensors nicht hervorgeht. Hier ergänzen sich der Nickratensensor und die Druckerfassungseinrichtung in idealer Weise. Der Nickratensensor liefert dabei eine hohe Genauigkeit bei schnellen Änderungen, der Nullpunkt driftet aber bezüglich Neigungssignal über längere Zeit weg. Eine erforderliche Nullpunktkorrektur kann durch das Signal des Drucksensors erfolgen.

Die Fig. 3c verdeutlicht anhand eines Signalflußbildes eine Möglichkeit der Fehlereliminierung im Redundanzverfahren. Dieses besteht darin, die Neigung nach mindestens zwei voneinander unabhängigen Verfahren zu bestimmen. Dabei besteht neben der Bestimmung aus dem Drucksignal noch die Möglichkeit der Bestimmung der Neigung aus den nachfolgend genannten weiteren Verfahren:

1. Ermittlung der Neigung aus dem gemessenen Motormoment und der Fahrzeugbeschleunigung gemäß dem dargestellten Signalflußbild erfolgt während der Fahrt die Messung der nachfolgenden Größen: Weg s, Zeit t, Geschwindigkeit v, Druck p, Drehmoment Motor M_mot.
2. Erfassung der Drehrate um die Nickachse und Integration über der Zeit zur Bestimmung eines Winkels. Dieses Verfahren liefert jedoch nicht die horizontale Nullage und ist daher allein zur Neigungsbestimmung nicht brauchbar.
3. Messung des Neigungswinkels eines Pendels.
4. Erfassung der Neigungsrichtung der Meßachse eines Sensors.

Über die Barometrische Höhenformel gemäß der Erfindung erfolgt die Berechnung der Höhe zu den einzelnen Referenzereignissen 1 und 2. In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Umfangskraft am Rad aus dem Drehmoment des Motors M_mot ermittelt und die Neigung N₁ aus der Höhe und der Wegstrecke ermittelt. Des weiteren wird zwischen den beiden Referenzereignissen die Neigungsänderung dN/ds ermittelt. Das zweite Verfahren zur Ermittlung der Neigung N₂ beinhaltet die Berechnung aus dem Drehmoment des Motors M_mot und der zurückgelegten Wegstrecke zwischen den beiden Referenzereignissen. Dabei wird über den Referenzzeitraum auch die Änderung der Neigung über die Wegstrecke ermittelt. Für diese Änderungen werden dabei Grenzwerte vorgegeben, wobei nach Vergleich und eventueller Überschreitung dieser der aktuell ermittelte Neigungswert nicht berücksichtigt wird. Dabei entspricht N₁ [%] dem Neigungswinkel, welcher nach dem ersten Verfahren bestimmt wird, während N₂ der Neigung entspricht, welche nach dem zweiten Verfahren ermittelt wird. Δs [m] beschreibt die zurückgelegte Wegstrecke. Die Grenzwerte sind hier mit a_1-
grenz bezeichnet und geben die maximal zulässige Änderung der Neigung pro Wegstrecke für das Verfahren 1 wieder. In Analogie gilt dies auch für den Grenzwert a_2-grenz, welcher die maximal zulässige Änderung der Neigung über die Wegstrecke für das Verfahren 2 wiedergibt. Zusätzlich berücksichtigt werden Berichtigungsfaktoren, welche die weitere Vorgehensweise bestimmen.

Die Fig. 4 verdeutlicht anhand eines Blockschaltbildes den Grundaufbau einer Vorrichtung zur Erfassung der Neigung einer Fahrbahn, insbesondere einem Neigungssensor 1. Dieser umfaßt eine Berechnungseinrichtung 2, welche mindestens zwei Eingänge, einen ersten Eingang 3 und einen zweiten Eingang 4 und einen Ausgang 5 zur Ausgabe der Größe der Fahrbahnneigung aufweist. Die Eingänge 3 und 4 sind dabei mit Einrichtungen zur Erfassung der zur Bestimmung der Neigung α erforderlichen Größen gekoppelt. Der erste Eingang 3 ist dabei mit einer Einrichtung 6 zur Erfassung eines den Druck wenigstens mittelbar beschreibenden Größe gekoppelt. Der Eingang 4 ist mit einer Einrichtung 7 zur Erfassung wenigstens einer, eine zurückgelegte Fahrstrecke wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe verbunden. Vorzugsweise wird als Einrichtung 6 eine Einrichtung zur Druckerfassung verwendet, während die Einrichtung 7 die Fahrstrecke zwischen den beiden Referenzereignissen entweder direkt ermittelt oder aber die Fahrstrecke aus anderen Größen bildet. Die Berechnungseinrichtung 2 umfaßt eine Berechnungseinheit 8, welche aus dem Druck mit Hilfe der barometrischen Höhenformel die Höhe berechnet. Des weiteren werden je nach Abhängigkeit der Eingangsgrößen die am Eingang 4 anliegende Größe für die während des Referenzzeitraumes oder der Referenzstrecke zurückgelegte Fahrstrecke Δs direkt zur Weiterverarbeitung eingegeben oder aber aus den diese Größen bestimmenden Größen in der Berechnungseinheit 8 ermittelt. Des weiteren werden aus den zum Referenzereignis 1 und Referenzereignis 2 ermittelten Werten für den Druck für die Höhe und die Fahrstrecke die entsprechenden Differenzwerte Δs und Δh ermittelt. Dies kann in einer weiteren Berechnungseinheit 9 erfolgen, oder aber auch in der Berechnungseinheit 8. In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt dann in einer Berechnungseinheit 10 die Ermittlung des die Fahrbahnneigung N beschreibenden Winkels α_N aus der Näherungsformel

Die Neigung N ergibt sich dann aus:

Die einzelnen Berechnungseinheiten 8, 9 und 10 können dabei miteinander in einer Einheit zusammengefaßt und integriert sein oder werden von einer einzigen Berechnungseinheit gebildet.

Zum Ausschluß von Fehlbestimmungen werden erfindungsgemäß weitere Zusatzgrößen in der Berechnungseinrichtung 2 verarbeitet. Die sich daraus ergebende Berechnungseinheit ist in schematisch vereinfachter Darstellung anhand eines Blockschaltbildes in der Fig. 4b dargestellt. Dabei weist die Berechnungseinrichtung 2 einen weiteren Eingang 11 auf, welchem die Zusatzgröße oder Größen, welche die Zusatzgröße charakterisieren, zugeführt wird. Die Verarbeitung der Größen, zurückgelegte Fahrstrecke und Druck erfolgt in Analogie zur Ausführung gemäß Fig. 4a. Für die Zusatzgröße wird ein zusätzlicher Korrekturalgorithmus eingebunden, welcher bei der Berechnung der Höhen h₁ und h₂ in der Berechnungseinheit mit durchlaufen wird. Dieser ist in den Einzelberechnungseinheiten 8, 9 oder 10 der Gesamteinrichtung 2 hinterlegt. Bei allen Ausführungen wurden zwei Referenzereignisse zugrundegelegt. Denkbar sind jedoch auch Ausführungen mit Erfassung der genannten Größen zu mehreren Referenzereignissen.

Durch entsprechende zeitliche Abstaffelung bzw. Wahl der Größe der Referenzzeiträume können dann Neigungen an einer Fahrbahnstrecke ermittelt werden, die aufgrund des räumlich nahe Beieinanderliegens der Referenzereignisse ebenfalls ein relativ eindeutiges Ergebnis liefern.

Bezugszeichenliste

1

Neigungssensor

2

Berechnungseinrichtung

3

Eingang

4

Eingang

5

Ausgang

6

Einrichtung zur wenigstens mittelbaren Erfassung einer den Druck wenigstens mittelbar beschreibenden Größe

7

Einrichtung zur wenigstens mittelbaren Erfassung einer den Weg charakterisierenden Größe

8

Berechnungseinheit

9

Berechnungseinheit

10

Berechnungseinheit

11

Eingang
Δs Fahrstrecke
s₁

Fahrstrecke zum ersten Referenzereignis
s₂

Fahrstrecke zum zweiten Referenzereignis
s_1referenz

erste Referenzfahrstrecke
s_2referenz

zweite Referenzfahrstrecke
o₁

Position des Fahrzeuges zum ersten Referenzzeitpunkt
o₂

Position des Fahrzeuges zum zweiten Referenzzeitpunkt
o_1referenz

erster Referenzort
o_2referenz

zweiter Referenzort
t_1referenz

erster Referenzzeitpunkt
t_2referenz

zweiter Referenzzeitpunkt
α Fahrbahnneigung
p_1gesamt

Gesamtdruck erstes Referenzereignis
p_2gesamt

Gesamtdruck zweites Referenzereignis
ρ Dichte
g Erdbeschleunigung
h Höhe

Claims

1. Verfahren zur Erfassung der Fahrbahnneigung α in einem Fahrzeug;

1. 1.1 bei welchem bei wenigstens zwei unterschiedlichen, den Fortbewegungszustand des Fahrzeuges beschreibenden Referenzereignissen ein Druckwert - erster Druckwert p_gesamt1 und zweiter Druckwert p_gesamt2 am Fahrzeug ermittelt wird;
2. 1.2 bei welchem aus der barometrischen Höhenformel für die ermittelten Druckwerte - erster Druckwert p_gesamt1 zum ersten Referenzereignis und zweiter Druckwert p_gesamt2 zum zweiten Referenzereignis - die geodätischen Höhen h₁ und h₂ abgeleitet oder berechnet werden;
3. 1.3 bei welchem die, die zwischen beiden Referenzereignissen zurückgelegte Fahrstrecke Δs direkt oder indirekt charakterisierenden Größen erfaßt werden und die Fahrstrecke ermittelt wird;
4. 1.4 bei welchem die Fahrbahnneigung N in % aus dem Tangens des die Fahrbahnneigung charakterisierenden Winkels α_N, welcher sich aus dem Quotienten der Höhendifferenz zwischen der zum zweiten und zum ersten Referenzereignis ermittelten Höhe h₂ - h₁ und der Fahrstrecke Δs ergibt, nach folgender Näherungsformel ermittelt wird:

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelten Druckwerte p_gesamt1 zum ersten Referenzereignis und zweiter Druckwert p_gesamt2 zum zweiten Referenzereignis die geodätischen Höhen h₁ und h₂ aus der barometrischen Höhenformel für den Schweredruck der Luft
mit
abgeleitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelten Druckwerte p_gesamt1 zum ersten Referenzereignis und zweiter Druckwert p_gesamt2 zum zweiten Referenzereignis die geodätischen Höhen h₁ und h₂ aus der barometrischen Höhenformel nach Laplace
abgeleitet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrstrecke Δs aus der Differenz der zu den einzelnen Referenzereignissen zurückgelegten Fahrstrecken - Fahrstrecke zum zweiten Referenzereignis s₂ und Fahrstrecke zum ersten Referenzereignis s₁ - ausgehend von einem Startpunkt so ermittelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Voraussetzung, daß der Startpunkt s₀ mit dem ersten Referenzereignis zusammenfällt, die Fahrstrecke Δs aus dem Abstand der die Position des Fahrzeuges bestimmenden Orte o₂ und o₁ zum zweiten Referenzereignis und erstem Referenzereignis gebildet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzereignisse durch Zeitpunkte (t_1referenz, t_2referenz) charakterisiert sind und die Bestimmung der Fahrstrecke (Δs) aus dem zurückgelegten Weg im Referenzzeitraum, der sich aus der Differenz zwischen den Zeiten zwischen dem zweiten Referenzzeitpunkt t_2referenz und dem ersten Referenzzeitpunkt t_1referenz ergibt, erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzereignisse durch eine zurückgelegte Fahrstrecke - Referenzereignis 2 Fahrstrecke s_2referenz und Referenzereignis 1 Fahrstrecke s_1referenz - oder dem Abstand zwischen zwei Orten - Referenzereignis 2 o_2referenz und Referenzereignis 1 o_1referenz - charakterisiert ist und die zwischen den Referenzereignissen zurückgelegte Fahrstrecke Δs durch die Referenzstrecke Δs_referenz beschrieben wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Berücksichtigung von starken Druckanstiegen oder Druckabfällen die ermittelten Höhenwerte (h₁, h₂) zu den einzelnen Referenzereignissen jeweils mit einem entsprechenden Korrekturalgorithmus abgeglichen werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Höhenkorrekturwert bestimmt wird, welcher durch mathematische Operationen mit der tatsächlich aus dem Druck ermittelten Höhe zu beiden Referenzereignissen verknüpft wird.

10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Höhenkorrekturwert h_korr aus nachfolgender Beziehung ermittelt wird:

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

1. 11.1 es wird eine, die Neigung des Fahrzeuges indirekt beschreibende Größe als Zusatzgröße ermittelt;
2. 11.2 die Zusatzgröße wird zur Auswertung der ermittelten geodätischen Höhe zum ersten und zweiten Referenzereignis bzw. einer Plausibilitätsprüfung herangezogen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzgröße der Neigungswinkel eines Pendels gegenüber der Senkrechten zur Fahrbahn erfaßt wird und entsprechend des Vorliegens eines Neigungswinkels gleichen Vorzeichens auf eine hinsichtlich der Neigung veränderte Fahrstreckenführung zwischen den beiden Referenzereignissen oder bei unterschiedlichen Vorzeichen des Neigungswinkels auf eine Änderung der Fahrbahnneigung zwischen beiden Referenzzeiträumen geschlossen werden kann.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzgröße der Neigungswinkel eines Beschleunigungssensors gegenüber der horizontalen Richtung in Fahrtrichtung oder der Vertikalen ermittelt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzgröße die Nickrate erfaßt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Neigungsermittlung über die barometrische Höhenformel die Neigung noch in einem weiteren zweiten vom Verfahren der Ermittlung über die barometrische Höhenformel unabhängigen Verfahren ermittelt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung gemäß dem zweiten Verfahren aus Drehmoment der Antriebsmaschine und Wegstrecke bestimmt wird.

17. Vorrichtung (1) zur Erfassung der Neigung der Fahrbahn in einem Fahrzeug

1. 17.1 mit einer Berechnungseinrichtung (2), umfassend mindestens einen Eingang, bei paralleler Datenübertragung zwei Eingänge, ersten Eingang (3) und einen zweiten Eingang (4);
2. 17.2 der Eingang oder der erste Eingang (3) ist mit einer Einrichtung (6) zur wenigstens mittelbaren Erfassung eines, den Druck am Fahrzeug wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe verbunden;
3. 17.3 der Eingang oder der zweite Eingang (4) ist mit einer Einrichtung (7) zur Erfassung wenigstens einer, die zurückgelegte Fahrstrecke wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe verbunden;
4. 17.4 die Berechnungseinrichtung (2) umfaßt eine Berechnungseinheit (8) zur Ermittlung der geodätischen Höhe aus einem Druckwert;
5. 17.5 mit einer weiteren Berechnungseinheit (9) zur Ermittlung der Differenz zweier zu zwei Referenzereignissen ermittelten geodätischen Höhen und der Länge der Fahrbahnstrecke;
6. 17.6 mit einer weiteren dritten Berechnungseinheit (10) zur Ermittlung der Fahrbahnneigung α aus dem Tangens des Quotienten aus der Höhendifferenz und der zurückgelegten Fahrstrecke für die beiden Referenzereignisse;
7. 17.7 die Berechnungseinrichtung (2) umfaßt mindestens einen Ausgang (5), welcher der Ausgabe eines die Fahrbahnneigung α charakterisierenden Signales dient;
8. 17.8 die dritte Berechnungseinheit (10) ist mit dem Ausgang (5) der Berechnungseinrichtung (2) verbünden.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Berechnungseinheiten - erste Berechnungseinheit (8), zweite Berechnungseinheit (9) und dritte Berechnungseinheit (10) von einer einzigen Baueinheit gebildet werden und diese die Berechungseinrichtung (2) bildet.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (6) zur wenigstens mittelbaren Erfassung eines Druckwertes am Fahrzeug mindestens einen Drucksensor umfaßt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor derart am Fahrzeug angeordnet und ausgebildet ist, daß geringfügige Druckänderungen am Fahrzeug, bedingt durch die Inbetriebnahme oder Außerbetriebnahme von Zusatzaggregaten ohne Einfluß bleiben.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine eigenständige bauliche Einheit in Form eines Neigungssensors bilden.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungssensor ein elektrisches Ausgangssignal generiert.