DE10101982A1 - Verfahren zur Fahrdynamikregelung - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Fahrdynamikregelung in einem Kraftfahrzeug, durch das zumindest abhängig von Daten eines Navigationssystems automatisch fahrdynamische Eingriffe vorgenommen werden, wird eine Qualitätsinformation über die Daten des Navigationssystems gebildet. Die von den Daten des Navigationssystems abhängigen Eingriffe werden unter Berücksichtigung dieser Qualitätsinformation durchgeführt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fahrdynamikregelung in einem Kraftfahrzeug, durch das zumindest abhängig von Daten eines Navi­ gationssystems automatisch fahrdynamische Eingriffe vorgenommen wer­ den.

Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise im Zusammenhang mit einem Längsregelsystem aus der DE 196 38 511 A1 bekannt. Dabei handelt es sich insbesondere um Geschwindigkeitsregelsysteme, die die Antriebs- und/oder Bremssysteme eines Fahrzeuges in der Weise ansteuern, daß entweder eine Sollgeschwindigkeit oder ein Sollabstand zum vorausfahren­ den Fahrzeug eingestellt wird. Bei dem aus der DE 196 38 511 A1 bekann­ ten Verfahren werden derartige Geschwindigkeitsregelsysteme mit Informa­ tionen eines ebenfalls im Fahrzeug vorhandenen Navigationssystem belie­ fert. Hierzu kann beispielsweise ein dem Längsregelsystem zugeordnetes Steuergerät eine Schnittstelle zur Elektronik des Navigationssystems aufwei­ sen.

Bisher weisen die über eine Navigationsdatenbank im Navigationssystem abgelegten Straßennetze Fehlertoleranzen auf. Auch der bisher verwendete Sensor (GPS) zur Positionsbestimmung des Fahrzeuges ist teilweise noch zu ungenau. Die Navigationsdaten sind oft auch unvollständig oder nicht ak­ tuell.

Zur Zielführung im Navigationssystem sind bereits Kartenabgleichmethoden (auch "Mapmatching" genannt) bekannt, durch die jede gemessene Position des Fahrzeugs einer möglichen Position auf einer in der Navigationsdaten­ bank abgespeicherten Strecke zugeordnet wird. Derartige Kartenabgleich­ methoden sind beispielsweise in der DE 39 05 602 C2 oder aus der US 5,862,511 bekannt. Die allgemeine Güte dieser Kartenabgleichmethoden sind auch abhängig von der Berücksichtigung fahrdynamischer Informatio­ nen, wie Geschwindigkeit, Richtungsvektoren oder Gierrate, unterschiedlich. Probleme hierbei sind insbesondere Fehlzuordnungen bei parallelen Stre­ ckenverläufen und bei niedrigen Geschwindigkeiten.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei automatischen fahrdynamischen Eingriffen unter Verwendung von Informationen des Navigationssystems Fehlreaktio­ nen durch Ungenauigkeiten des Navigationssystems zu verhindern oder zu­ mindest abzuschwächen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vor­ teilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind die Gegenstände der abhängi­ gen Ansprüche.

Erfindungsgemäß wird eine Qualitätsinformation über die Daten des Naviga­ tionssystems gebildet. Die von den Daten des Navigationssystems abhängi­ gen fahrdynamischen Eingriffe werden unter Berücksichtigung dieser Quali­ tätsinformation durchgeführt.

Die Qualitätsinformation wird vorzugsweise durch Bestimmung der allgemei­ nen Güte eines Kartenabgleichprozesses gebildet ("allgemeine Mapmatchqualität"). Bei einem Kartenabgleichprozess wird eine ermittelte Position ei­ ner möglichen Position in einer abgespeicherten Strecke im Navigationssys­ tem zugeordnet. Die allgemeine Güte wird z. B. durch das Maß der Abwei­ chung einer gemessenen Position von einer mittels der Kartenabgleichme­ thode korrigierten möglichen Position (auf einer in Form von Datenbankwer­ ten abgespeicherten Strecke) unter Berücksichtigung der GPS- Grundgenauigkeit bestimmt. Die GPS-Grundgenauigkeit ist abhängig von der Anzahl der gemessenen Satteliten, und kann außerdem dynamisch durch einen Vergleich zwischen relativen Teilabschnitten aus GPS- Positionen und aus der Fahrdynamik gemessenen relativen Teilabschnitten ermittelt werden.

Vorzugsweise wird die Qualitätsinformation auch durch Vergleich der ermit­ telten Strecke mit in der Nähe befindlichen abgespeicherten Strecken zur Ermittlung einer Wahrscheinlichkeit gebildet ("Eindeutigkeitsqualität"), mit der sich das Kraftfahrzeug auf einer bestimmten abgespeicherten Strecke befin­ det.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Qualitäts­ information auch durch Auswertung des Krümmungsausmaßes der ermittel­ ten Strecke zur Bestimmung eines Genauigkeitswertes gebildet ("Längsge­ nauigkeit"), durch den die Längsabweichung des Kraftfahrzeuges abge­ schätzt werden kann.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren in ein ohnehin für ein Längsregelsystem vorgesehenes Steuergerät integriert. Hierzu muß lediglich eine Schnittstelle zum Navigationssystem hergestellt werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung von der Bedeutung des Begriffes "allgemeine Mapmatchqualität",

Fig. 2 eine Darstellung zur Erläuterung des Begriffes "Eindeutigkeitsquali­ tät" und

Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung des Begriffes "Längsgenauigkeit".

In Fig. 1 ist beispielhaft ein aktueller zurückliegender definierter Streckenver­ lauf A dargestellt. Der Streckenverlauf A ist der ermittelte und durch das Mapmatching korrigierte Streckenverlauf. Die allgemeine Mapmatchqualität kann beispielsweise durch Auswertung der eindimensionalen Korrelation ermittelt werden, aus der die Güte der Übereinstimmung des zurückliegen­ den abgespeicherten Streckenverlaufs B mit dem Streckenverlauf A aus dem Mapmatching resultiert. Die Qualitätsinformation kann beispielsweise als Abweichung in X% (bei 100% = totale Übereinstimmung) angegeben wer­ den.

In Fig. 2a und in Fig. 2b sind Straßenkartenausschnitte dargestellt, die nahe beieinanderliegende abgespeicherte Strecken 1 und 2 bzw. 3, 4 und 5 zei­ gen. In den Fig. 2a und 2b sind die zurückgelegten ermittelten Strecken als ermittelte Positionspunkte, interpoliert durch eine gestrichelte Linie dar­ gestellt. Die Qualitätsinformation wird auch durch Vergleich der zurückgeleg­ ten ermittelten Strecke mit in der Nähe befindlichen abgespeicherten Stre­ cken zur Ermittlung einer Wahrscheinlichkeit gebildet ("Eindeutigkeitsquali­ tät"), mit der sich das Kraftfahrzeug auf einer bestimmten abgespeicherten Strecke befindet. Der Pfeil zeigt die angenommene Fahrtrichtung an. Im Bei­ spiel nach Fig. 2a stimmte die zurückgelegte ermittelte Strecke zunächst eindeutig (100%) mit der Strecke 1 überein. Die Strecke 2 verläuft zum Teil sehr nahe und fast parallel zur Strecke 1. Die letzten beiden Positionspunkte der zurückgelegten ermittelten Strecke befinden sich näher bei Strecke 2 als bei Strecke 1. Das Fahrzeug kann mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit (Y%) von Strecke 1 auf Strecke 2 gewechselt sein, wenn ein Streckenwech­ sel entweder ohne vorhandene Straße oder über eine in die Navigationsda­ tenbank nicht eingegebene Verbindungsstraße vorgenommen wurde. Im Hinblick auf fahrdynamische Eingriffe ist dies wesentlich, da die Strecke 1 geradeaus weiterführt, die Strecke 2 jedoch in eine scharfe Rechtskurve ü­ bergeht. Auf Strecke 2 wäre beispielsweise eine automatische Verzögerung (z. B. Rückschaltung oder Bremseingriff) des Fahrzeuges als fahrdynami­ scher Eingriff sinnvoll. Auf Strecke 1 wäre dieser Eingriff jedoch irreführend. Abhängig von der Eindeutigkeitsqualität, hier z. B. 80% Wahrscheinlichkeit für Strecke 1, wird der Eingriff für Strecke 2 beispielsweise unterbunden oder nur in abgeschwächter Form vorbereitet. Bei der Bestimmung der Eindeutig­ keitsqualität wird hier auch die zurückliegende ermittelte Strecke (Vergan­ genheit) berücksichtigt.

Insbesondere ist für die Eindeutigkeitsqualität maßgeblich, wie ähnlich sich der zurückgelegte ermittelte Streckenverlauf im Vergleich mit in der Nähe befindlichen abgespeicherten Streckenverläufen verhält und/oder welchen Abstand der zurückgelegte ermittelte Streckenverlauf zu den in der Nähe befindlichen abgespeicherten Streckenverläufen aufweist.

In Fig. 2b befindet sich der zurückgelegte ermittelte Streckenverlauf zwi­ schen der Strecke 3 und der Strecke 4. Die letzte ermittelte Position ist nä­ her an Strecke 4, die übrigen ermittelten Positionen sind näher an Strecke 3. Der Verlauf der zurückgelegten ermittelten Strecke ist dem Verlauf von Stre­ cke 3 ähnlicher als dem Verlauf von Strecke 4. Der Verlauf von Strecke 5 ist zwar dem Verlauf der ermittelten Strecke ähnlicher als der Verlauf von Stre­ cke 4. Strecke 5 scheidet jedoch mit großer Wahrscheinlichkeit wegen des großen Abstandes d zur ermittelten Strecke aus. Aufgrund des im Wesentli­ chen geraden Verlaufes der zurückgelegten ermittelten Strecke befindet sich das Fahrzeug mit großer Wahrscheinlichkeit auf Strecke 3, da erstens der Verlauf der Strecke 4 im Unterschied zur ermittelten Strecke und zur Strecke 3 sehr kurvenreich ist und zweitens der Abstand der ermittelten Strecke zu Strecke 3 im Mittel kleiner ist als zu Strecke 4. Auch im vorliegenden Beispiel gemäß Fig. 2b ist die Berücksichtigung dieser Wahrscheinlichkeit (hohe Ein­ deutigkeitsqualität) für fahrdynamische Eingriffe wesentlich; denn auf der kurvenreichen Strecke 4 wären andere fahrdynamische Eingriffe erforderlich als auf der geraden Strecke 3.

Die Qualitätsinformation wird auch durch Auswertung des Krümmungsaus­ maßes der ermittelten Strecke zur Bestimmung eines Genauigkeitswertes gebildet ("Längsgenauigkeit"), durch den die Längsabweichung des Kraft­ fahrzeuges abgeschätzt werden kann. In Fig. 3 ist eine lange gerade Strecke 6 dargestellt, von der am Ende eine Kurve 7 abzweigt. Grundsätzlich ist die Längsgenauigkeit umso schlechter, je gerader eine zurückgelegte Strecke ist und je länger diese gerade Strecke ist. In Fig. 3 ist ein Bereich S dargestellt, der den möglichen Aufenthaltsbereich eines Fahrzeuges nach Zurücklegen der langen geraden Strecke 6 kennzeichnet. Die Längsgenauigkeit kann als Z% im Zusammenhang mit der Größe des Bereichs S abgegeben werden. 100% Längsgenauigkeit ist erreicht, wenn der Bereich S gegen Null geht. Die Längsgenauigkeit ist hier maßgeblich für fahrdynamische Eingriffe, wenn das Fahrzeug in die Strecke 7 übergeht. Bei einem großen Bereich S bzw. bei einer geringen Längsgenauigkeit werden beispielsweise fahrdynamische Eingriffe nur in entsprechend reduziertem Maße vorgenommen. Z. B. kann bei einer automatischen Kurven-Geschwindigkeitsregelung, die auf Strecke 7 in Fig. 3 vorgenommen werden könnte, bei schlechter Längsgenauigkeit ein Bremseingriff etwas früher aber "weicher" umgesetzt werden.

Die Qualitätsinformation setzt sich also vorzugsweise aus der allgemeinen Mapmatchqualität, der Eindeutigkeitsqualität und der Längsgenauigkeit zu­ sammen. Grundsätzlich wird festgehalten, dass bei einer Qualitätsinformati­ on, die auf eine hohe Qualität der aus dem Navigationssystem erhältlichen Daten schließen lässt, hochdynamische Eingriffe eher vorgenommen werden als bei einer Qualitätsinformation, die auf eine niedrige Qualität schließen lässt, bei der vorsichtige Eingriffe bevorzugt werden.

Claims (5)

1. Verfahren zur Fahrdynamikregelung in einem Kraftfahrzeug, durch das zumindest abhängig von Daten eines Navigationssystems automatisch fahrdynamische Eingriffe vorgenommen werden, dadurch gekenn­ zeichnet, dass eine Qualitätsinformation über die Daten des Navigati­ onssystems gebildet wird, und dass die von den Daten des Navigati­ onssystems abhängigen Eingriffe unter Berücksichtigung dieser Quali­ tätsinformation durchgeführt werden.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Qualitätsinformation durch Bestimmung der allgemeinen Güte eines Kartenabgleichprozesses gebildet wird, bei der eine ermittelte Position einer möglichen Position in einer abgespeicherten Strecke im Navigati­ onssystem zugeordnet wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Qualitätsinformation auch durch Vergleich der ermittelten Strecke mit in der Nähe befindlichen abgespeicherten Strecken zur Er­ mittlung einer Wahrscheinlichkeit gebildet wird, mit der sich das Kraft­ fahrzeug auf einer bestimmten abgespeicherten Strecke befindet.

4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Qualitätsinformation auch durch Auswertung des Krümmungsausmaßes der ermittelten Strecke zur Bestimmung eines Genauigkeitswertes gebildet wird, durch den die Längsabweichung des Kraftfahrzeuges abgeschätzt werden kann.

5. Steuergerät mit Mitteln zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Patentansprüche 1 bis 3.