DE102004026639A1

DE102004026639A1 - Verfahren zur Bestimmung einer Höhen- oder Steigungsinformation in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102004026639A1
Application number: DE102004026639A
Authority: DE
Inventors: Volker Entenmann
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-06-01
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2024-06-02
Also published as: DE102004026639B4; US20050209775A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Höhen- oder Steigungsinformation in einem Kraftfahrzeug, wobei in einer digitalen Karte Höhen- oder Steigungsinformationen gespeichert sind und wobei zur Bestimmung der Höhen- oder Steigungsinformation im Kraftfahrzeug auf Grund der erkannten Fahrzeugposition die Höhen- oder Steigungsinformation der digitalen Karte ausgewertet wird, wobei diese Höhen- oder Steigungsinformation durch eine Auswertung eines GPS-Signals hinsichtlich der aktuellen Fahrzeughöhe und/oder durch eine Höhen- oder Steigungsinformation auf Grund einer Auswertung von Fahrzeugdaten zur Schätzung der Höhen- oder Steigungsinformationen bewertet und ggf. korrigiert werden, wobei die korrigierte Höhen- oder Steigungsinformation als aktuelle Höhen- oder Steigungsinformation verwendet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Höhen- oder Steigungsinformation in einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Der Anmelderin ist es bekannt, für das Vermessen des Höhen- und Steigungsprofils einer Straße eine barometrische Druckdose in Verbindung mit einem GPS-Empfänger einzusetzen. Die barometrische Druckdose hat dabei die Eigenschaft, dass sie über die Veränderung des statischen Luftdrucks relative Höhenänderungen sehr fein auflösen kann. Allerdings kann sie absolute Höhen nur dann messen, wenn der Luftdruck in einer Referenzhöhe bekannt ist. Dies ist meistens nicht der Fall. Deshalb wird die Höhenmessung der Druckdose mit einer GPS-Höhenmessung kombiniert. Das GPS liefert dabei eine absolute Höhen- oder Steigungsinformation, allerdings mit eingeschränkter relativer Genauigkeit. Führt man Höhendaten aus beiden Sensoren beispielsweise in einem Kalman-Filter zusammen, lässt sich das tatsächliche Höhenprofil einer Straße sehr genau erfassen. Durch Differenzieren der Höhendaten ist es möglich, das Steigungsprofil zu berechnen.

Alternativ zur Druckdose kann man auch ein in vertikaler Richtung hochgenaues DGPS-System oder eine Inertialplattform, mit der die Beschleunigung und Drehbewegung des Fahrzeugs im dreidimensionalen Raum erfasst und durch Integration die Position und Geschwindigkeit des Fahrzeugs berechnet werden können, einsetzen.

Schließlich besteht die Möglichkeit, aus Fahrzeugdaten wie Drehmoment, Geschwindigkeit und Längsbeschleunigung auf die Steigung zu schließen. Solche Ansätze findet man beispielsweise in Automatikgetrieben, bei denen auf diese Weise versucht wird, die Steigung an der aktuellen Fahrzeugposition zu schätzen und bei der Gangwahl zu berücksichtigen.

Von all den genannten Sensoren und Daten zur Steigungsmessung sind bei üblichen Ausstattungsumfängen der Fahrzeuge lediglich der GPS-Empfänger und die auf dem CAN-Bus liegenden Fahrzeugdaten vorhanden. Die Integration der anderen Sensoren in das Fahrzeug allein zum Zwecke der Steigungsmessung ist mit Kosten verbunden, die für die beschriebene Anwendung als nicht zweckmäßig erscheinen.

Zwar lässt sich durch ein Zusammenführen der GPS-Höhe mit der aus den Fahrzeugdaten abgeleiteten Steigungsschätzung auch das Steigungsprofil der Straße ermitteln und in einer lernenden Karte abspeichern, dieses Verfahren hat jedoch den entscheidende Nachteil, dass beim erstmaligen Befahren einer Strecke die digitale Karte keine Steigungsinformationen enthält, so dass vorausschauende Schaltvorgänge nicht möglich sind.

Es ist weiterhin bekannt ( DE 100 30 932 A1 ), Höhendaten eines Fahrzeugs zu messen, um diese Daten in eine digitalisierte Karte nachzutragen. Diese Information kann dann aus der Karte anderen Verkehrsteilnehmern wieder zur Verfügung gestellt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Bestimmung von Höhen- oder Steigungsinformationen vorzuschlagen, das mit einfachen Mitteln ohne großen sensorischen Aufwand realisierbar und bei dem dennoch bereits von Anfang an verwertbare Messdaten vorliegen.

Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung gelöst, indem die kartographische Höhen- oder Steigungsinformation durch eine Auswertung eines GPS-Signals hinsichtlich der aktuellen Fahrzeughöhe und/oder durch eine Höhen- oder Steigungsinformation auf Grund einer Auswertung von Fahrzeugdaten zur Schätzung der Höhen- oder Steigungsinformationen bewertet und ggf. korrigiert wird, wobei die korrigierte Höhen- oder Steigungsinformation als aktuelle Höhen- oder Steigungsinformation verwendet wird.

Insbesondere werden also die entsprechend korrigierten Daten sofort für die betreffende Anwendung im Fahrzeug verwendet und dienen nicht lediglich dazu, die kartographischen Informationen für zukünftige Anwendung mit einer entsprechenden Gewichtung zu verbessern.

Es zeigt sich also vorteilhaft gegenüber dem Stand der Technik, dass ohne sensorischen Mehraufwand ein Anfangs- und Vergleichswert zur Verfügung steht, auf Grund dessen durch eine geeignete Gewichtung auch ein mit gewissen Ungenauigkeiten behafteter aktueller Messwert brauchbar verwendet werden kann. Dies kann weitere Plausibilitätsprüfungen beinhalten, die beispielsweise aktuell voraus fest gestellte Steigungswerte betreffen. Würde der aktuelle Steigungswert gegenüber diesen Werten einen Ausreißer darstellen, kann geschlossen werden, dass beispielsweise ein Interpretationsfehler bei der Auswertung der Fahrzeugdaten vorliegt.

Die digitale Karte kann beispielsweise mit Steigungsdaten initialisiert werden, die aus digitalen Geländemodellen (DGM) gewonnen wurden. Eine solche Vorgehensweise ist beispielsweise aus der Patentanmeldung der Anmelderin mit dem internen Aktenzeichen P804825 bekannt. Diese DGM-Steigungen werden dann neben der GPS-Höhe und der Steigungsschätzung aus Fahrzeugdaten als weitere Messgröße für das Berechnen und Abspeichern einer verbesserten Steigungsinformation während des Fahrbetriebs verwendet. Eine geeignete Methode zum Berechnen der verbesserten Steigungsinformation ist beispielsweise ein Kalman-Filter, das die verschiedenen Messgrößen unter Berücksichtigung der jeweiligen Messfehlercharakteristik zusammen führt.

Dabei erweist es sich als besonders vorteilhaft, dass die DGM-Daten nahezu weltweit und kostenlos verfügbar sind. Somit können aus ihnen sehr kostengünstig und flächendeckend Steigungsinformationen erzeugt und in einer digitalen Karte gespeichert werden.

Mit diesen kartographischen Steigungen lässt sich also ein zusätzlicher Steigungssensor gewinnen, der sich über die digitale Karte sehr viel kostengünstiger in das Fahrzeug integrieren lässt als beispielsweise eine barometrische Druckmessdose oder eine Inertialplattform, die als selbständige Sensoren verbaut werden müssten.

Es hat sich gezeigt, dass die kartographischen Steigungen zwar nicht fehlerfrei, aber doch so genau sind, dass sie allein bereits für eine vorausschauende Getriebesteuerung ausreichen könnten. In jedem Fall ermöglichen die in der Karte gespeicherten Steigungen bereits beim erstmaligen Befahren einer Strecke eine Steigungsvorausschau.

Vorteilhaft zeigt sich im Zusammenhang mit Anspruch 2, dass entsprechende Korrekturen auch für künftige Anwendungen in der digitalen Karte gespeichert werden können. Damit wird also das Datenmaterial der digitalen Karte verbessert.

Vorteilhaft wird dabei auch gespeichert, wenn keine Korrektur vorgenommen wurde. Das bedeutet dann, dass die entsprechende Strecke kontrolliert wurde und dass die kartographischen Daten mit den gemessenen Daten verifiziert wurden. Die Verlässlichkeit der kartographischen Daten für diese Streckenabschnitte ist daher verbessert.

Claims

Verfahren zur Bestimmung einer Höhen- oder Steigungsinformation in einem Kraftfahrzeug, wobei in einer digitalen Karte Höhen- oder Steigungsinformationen gespeichert sind und wobei zur Bestimmung der Höhen- oder Steigungsinformation im Kraftfahrzeug auf Grund der erkannten Fahrzeugposition die Höhen- oder Steigungsinformation der digitalen Karte ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass diese Höhen- oder Steigungsinformation durch eine Auswertung eines GPS-Signals hinsichtlich der aktuellen Fahrzeughöhe und/oder durch eine Höhen- oder Steigungsinformation auf Grund einer Auswertung von Fahrzeugdaten zur Schätzung der Höhen- oder Steigungsinformationen bewertet und ggf. korrigiert werden, wobei die korrigierte Höhen- oder Steigungsinformation als aktuelle Höhen- oder Steigungsinformation verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Korrekturen in der digitalen Karte gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhen- oder Steigungsinformationen der digitalen Karte aus digitalen Geländemodellen gebildet werden.