DE102005005048A1 - Verfahren zum Erfassen der Fahrzeug-Geschwindigkeit - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Erfassen der Fahrzeug-Geschwindigkeit, bei dem eine existierende Rausch-Frequenz der Bordnetzversorgung und ein Fahrzeug-Beschleunigungs-Wert erfasst werden und die erfassten Daten verglichen und verarbeitet werden, um die endgültige Fahrzeug-Geschwindigkeit abzuschätzen. Das Verfahren weist das Vorgehen auf: (1) Erfassen der Antriebs-Rausch-Frequenz und Umwandeln in Motordrehzahl, (2) Erfassen eines Beschleunigungs-Werts, (3) Vergleichen der Motordrehzahl und der Fahrzeug-Geschwindigkeit und (4) Auswählen der endgültigen Fahrzeug-Geschwindigkeit. Mittels der Prozedur der Erfindung kann die Fahrzeug-Geschwindigkeit dem Fahrzeug-Navigations-Gerät bereitgestellt werden, so dass sie die Navigation während der kurzen Zeitspanne durchführt, wenn die GPS-Signale verschwunden sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen der Fahrzeug-Geschwindigkeit, das die Bordnetzversorgungs-Rausch-Frequenz und den Fahrzeug-Beschleunigungs-Wert misst und Fahrzeug-Antriebs-Zustände einbezieht, um eine endgültige Fahrzeug-Geschwindigkeit abzuleiten, um eine Fahrzeug-Navigations-Vorrichtung bereitzustellen, die ununterbrochen die Fahrzeug-Navigation während einer Zeitspanne durchführt, wenn GPS-Signale fehlen.
  • Das Satelliten-basierte Navigationssystem ist heutzutage ziemlich verbreitet geworden. Durch Signale, die über Ortungs-Satelliten übertragen werden, kann der Aufenthaltsort eines Fahrzeugs auf einer elektronischen Karte bestimmt werden und sofort angezeigt werden. Durch Eingeben eines Fahrziels kann eine gewünschte Fahrstrecke hergeleitet werden, um den Fahrer zu leiten. Jedoch treten aufgrund geographischer Bedingungen oder Straßen und Gebäude oft schwache oder unterbrochene Signale auf. Zum Beispiel kann beim Fahren in einem Tunnel, unter einer Überführung oder in den Gassen, die von Hochhäusern begrenzt sind, das Fahrzeug-Navigationsgerät eine Fehlfunktion bekommen, weil die Satelliten-Signale nicht richtig empfangen werden können. Um dieses Problem zu lösen, verwenden einige High-end Navigations-Geräte 11, wie in 1 gezeigt, einen Kreisel 12 und eine Fahrzeug-Geschwindigkeits-Kurve 13, um den Aufenthaltsort eines fahrenden Fahrzeugs abzuleiten, um das verlorene Satelliten-Signal 14 für das Navigations-Gerät 11 zu kompensieren. Jedoch sind der Standort der Fahrzeug-Geschwindigkeits-Leitung und das Signal-Format in unterschiedlichen Fahrzeugen unterschiedlich, woraus eine Installations-Schwierigkeit resultiert. Viele Benutzer erwerben High-end Navigations-Systeme, können sie aber nicht selbst installieren.
    •
  • Angesichts der vorher genannten Probleme, wie zum Beispiel, dass das Navigations-Gerät unwirksam wird, wenn GPS-Signale verschwunden sind, und die Fahrzeug-Geschwindigkeits-Leitung unterschiedliche Spezifikationen hat und schwierig zu installieren ist, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erfassen der Fahrzeug-Geschwindigkeit bereit, das die Schritte aufweist: (1) Erfassen der Bordnetzversorgungs-Rausch-Frequenz und Umwandeln in Motor-Drehzahl, (2) Erfassen eines Beschleunigungs-Werts, (3) Vergleichen der Motor-Drehzahl mit der Fahrzeug-Geschwindigkeit, und
    (4) Auswählen der endgültigen Fahrzeug-Geschwindigkeit. Durch die oben dargelegte Prozedur, kann die Fahrzeug-Geschwindigkeit abgeleitet werden, um dem Navigations-Gerät zu ermöglichen, ununterbrochen Navigation durchzuführen, auch wenn die GPS-Signale in einer kurzen Zeitspanne verschwunden sind.
  • In einem Aspekt verwendet das Verfahren der Erfindung, um die Bordnetzversorgungs-Rausch-Frequenz zu erfassen, insbesondere eine Fahrzeug-Geschwindigkeits-Erfassungs-Vorrichtung, die mindestens eine Bordnetzversorgungs-Rausch-Erfassungseinheit aufweist.
  • In einem anderen Aspekt weist die Fahrzeug-Geschwindigkeits-Erfassungseinheit einen Beschleunigungsmesser auf, um den Beschleunigungswert des Fahrzeugs zu erfassen.
  • In noch einem anderen Aspekt bekommt die Fahrzeug-Geschwindigkeits-Erfassungseinheit die Bordnetzversorgungs-Rausch-Frequenz durch Anschließen an den Zigaretten-Anzünder, der mit der Bordnetzversorgung verbunden ist, so dass die Fahrzeug-Geschwindigkeits-Erfassungs-Vorrichtung und das Navigations-Gerät die benötigte Energieversorgung leicht erhalten können.
  • Die Erfindung stellt eine Lösung bereit, um die Probleme der Fehlfunktion, die bei den konventionellen Fahrzeug- Navigations-Geräten auftraten, wenn die GPS-Signale in einem kurzen Zeitraum verschwunden sind, und unterschiedliche Ausprägungen der Geschwindigkeitskurve und der Installations-Schwierigkeit zu überwinden. Durch Bereitstellen der Fahrzeug-Geschwindigkeit ohne die Fahrzeug-Geschwindigkeits-Leitung, kann die endgültige Fahrzeuggeschwindigkeit eines fahrenden Fahrzeugs genau abgeleitet werden, um die Anforderung des Navigationssystems zu erfüllen, und Benutzer können den plug-and-use Komfort genießen.
    •
  • Die vorangehenden ebenso wie zusätzliche Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden leichter verständlich durch die folgende detaillierte Beschreibung, die mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen einhergeht.
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines konventionellen Fahrzeug-Navigations-Systems.
  • 2 ist ein Schalt-Block-Diagramm der Erfindung.
  • 3 ist ein Schaubild, das die charakteristische Beziehung zwischen der Motor-Drehzahl und der Fahrzeug-Geschwindigkeit gemäß der Erfindung zeigt.
  • 4 ist eine Fahrzeug-Geschwindigkeits-Tabelle, die sich auf den Gangwechsel und die Motordrehzahl gemäß der Erfindung bezieht.
  • 5 ist das Haupt-Flussdiagramm der Erfindung.
  • 6 ist das Flussdiagramm von Schritt S2 der Erfindung.
  • 7 ist das Flussdiagramm von Schritt S3 der Erfindung.
  • 8A und 8B sind das Flussdiagramm von Schritt S4 der Erfindung.
  • Bezugnehmend auf 2 wird auf ein Schalt-Blockdiagramm einer Fahrzeug-Geschwindigkeits-Erfassungs-Vorrichtung 2 zum Erfassen der Bordnetzversorgungs-Rausch-Frequenz Bezug genommen. Es weißt eine Bordnetzversorgungs-Rausch-Erfassungs-Einheit 21 und einen Beschleunigungsmesser 22 auf.
  • Die Bordnetzversorgungs-Rausch-Erfassungs-Einheit 21 zielt darauf ab, die Rausch-Frequenz (NF = noise frequency) der vorhandenen Bordnetzversorgung zu erfassen und in die Motordrehzahl (ES = engine speed) umzuwandeln.
  • Der Beschleunigungsmesser 22 soll einen Fahrzeug-Beschleunigungswert a erfassen.
  • Die Fahrzeug-Geschwindigkeits-Erfassungs-Vorrichtung 2 weist ferner eine Prozesseinheit 211 auf, die empfängt: Satellitensignale von einem Satellit 5, Motor-Drehzahlsignale, die durch die Bordnetzversorgungs-Rausch-Erfassungs-Einheit 21 umgewandelt werden, und das Signal des Fahrzeug-Beschleunigungswerts a des Beschleunigungsmessers 22, und verarbeitet und vergleicht die vorher genannten Signale.
  • Die Fahrzeug-Geschwindigkeits-Erfassungs-Vorrichtung 2 wird an einen Fahrzeug-Zigarettenanzünder 3 angeschlossen und an ein Navigations-Gerät 4 angeschlossen, um die NF-Signale der Bordnetzversorgung zu erhalten und in die Motor-Drehzahl (ES) umzuwandeln. Nach dem Einbeziehen des Beschleunigungswerts a, und bearbeitet durch die Prozess-Einheit 211, wird eine geschätzte endgültige Fahrzeug-Geschwindigkeit V erhalten, die von dem Navigations-Gerät 4 verwendet wird. Die Vorgehensweise ist wie folgt (Bezugnehmend auf 5).
    • 1. Erfassen der Bordnetzversorgungs-Rausch-Frequenz und Umwandeln in die Motordrehzahl (Schritt S1): Erfassen der Bordnetzversorgungs-Rausch-Frequenz NF durch die Bordnetzversorgungs-Rausch-Erfassungs-Einheit 21, und Umwandeln in die Motordrehzahl ES.
    • 2. Erfassen des Beschleunigungswerts (Schritt S2): Verarbeiten und Erhalten einer zweiten geschätzten Fahrzeug-Geschwindigkeit V2, die auf dem Beschleunigungswert a basiert, der durch den Beschleunigungsmesser 22 erfasst wurde.
    • 3. Vergleichen der Motordrehzahl und der Fahrzeug-Geschwindigkeit (Schritt S3): Erstellen einer Fahrzeug-Geschwindigkeits-Tabelle (mit Bezug auf 4), basierend auf dem Vergleich der Motor-Geschwindigkeit ES und einer ersten geschätzten Fahrzeug-Geschwindigkeit V1 eines GPS, und Modifizieren gemäß dem Gang, um eine dritte geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit V3 zu bekommen.
    • 4. Auswählen einer endgültigen Fahrzeug-Geschwindigkeit (Schritt S4): Basierend auf Satelliten-Signal-Empfangsbedingungen und Fahrzeug-Geschwindigkeits-Vergleichs-Ergebnissen, Schätzen und Auswählen der endgültigen Fahrzeug-Geschwindigkeit V.
  • Mittels des oben erwähnten Schritts S4 wird die endgültige Fahrzeug-Geschwindigkeit V erhalten und dem Navigations-Gerät 4 bereitgestellt, um die Navigationsfunktion auszuführen.
  • Bezugnehmend auf die 5 und 6 wird, um den Schritt S2 auszuführen, erst ermittelt, ob der abgelesene Messwert des Beschleunigungsmessers 22 eine konstante Geschwindigkeit (Schritt 21) ist, nämlich, durch Beurteilen durch den Beschleunigungswert a. Im Fall, dass der abgelesene Messwert des Beschleunigungsmessers 22 kleiner als ein festgelegter Wert a0 (wie zum Beispiel der festgelegte Wert 15 oder weniger ist) ist, und in einer festgelegten Zeitspanne T0 (wie zum Beispiel drei Sekunden), kann ermittelt werden, dass das Fahrzeug nicht beschleunigt wird und eine konstante Geschwindigkeit hat. Die Prozesseinheit 211 zeichnet den Offset-Wert des Beschleunigungsmessers 22 auf und führt Schritt S22 aus, der in dem Prozess des Vergleichens der Motordrehzahl mit der Fahrzeug-Geschwindigkeit verwendet werden soll (Schritt S3). Andererseits wird, wenn der abgelesene Wert den festgelegten Wert a0 übersteigt und nicht die festgelegte Zeitspanne T0 erreicht, ermittelt, dass kein Zustand konstanter Geschwindigkeit vorliegt; dann wird eine zweite geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit V2 abgeleitet, basierend auf dem Beschleunigungswert a des Beschleunigungsmessers 22, um sie der Prozesseinheit 211 bereitzustellen, um den Prozess und den Vergleich durchzuführen (Schritt S23).
  • Bezugnehmend auf 7 bei dem Schritt S3 in der Situation, in der GPS-Signale empfangen werden (Schritt S31), wenn der Beschleunigungswert a innerhalb des Bereichs eines festgesetzten Werts a0 ist, wird die konstante Geschwindigkeit angenommen (Schritt S32), wobei die Beziehung der Motordrehzahl ES und der ersten geschätzten GPS Fahrzeug-Geschwindigkeit V1 (nämlich der aktuellen Geschwindigkeit, die durch das GPS bereitgestellt wird), außer beim Parken und Beschleunigen und Abbremsen während des Gangwechsels, die Motordrehzahl ES und die erste geschätzte Fahrzeug-Geschwindigkeit V1 eine Mehrzahl von nicht aufeinanderfolgenden konstanten Verhältnissen bilden. Basierend auf dieser Beziehung kann, wenn die Satelliten-Signal-Situation wünschenswert ist, die erste geschätzte Fahrzeug-Geschwindigkeit V1 genau gemessen werden. Wenn der Beschleunigungsmesser 22 gemessen hat, dass das Fahrzeug gerade nicht beschleunigt (nämlich bei der Situation der konstanten Geschwindigkeit), ist die Beziehung zwischen der ersten geschätzten Geschwindigkeit V1 und der Motordrehzahl ES eine unstetige Gerade (wie in 3 gezeigt). Das bedeutet, dass, wenn der Fahrzeug-Gangwechsel von dem ersten Gang bis zum vierten Gang ausgeführt wird, die erste geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit V1 und die Motordrehzahl ES jeweils ein konstantes Verhältnis G1, G2, G3 und G4 bilden. Daher können die Aufzeichnungen der durch das GPS geschätzten ersten Fahrzeuggeschwindigkeit V1 und des Motordrehzahl-Werts ES in die statistischen Daten eingegeben werden. Eine Mehrzahl von Motordrehzahlwerten (wie zum Beispiel zwei bis sechs, abhängig von den tatsächlichen Erfordernissen) können in den Daten bei der gleichen Fahrzeuggeschwindigkeit zum Mitteln erfasst werden. Der resultierende Durchschnittswert wird in die Fahrzeuggeschwindigkeitstabelle aufgenommen (Schritt S34), um eine dritte geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit V3 abzuleiten. In dem Fall, dass der Beschleunigungswert a den festgelegten Wert a0 übersteigt, zeigt das an, dass das Fahrzeug nicht in einer Situation konstanter Geschwindigkeit ist (Schritt S31), und es eine Differenz zwischen der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und der zweiten geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit V2 gibt, und eine Modifikation für einen anderen Gang benötigt wird (Schritt S33). Wenn der Gang sich ändert, steigt die Motordrehzahl ES abrupt und fällt dann, oder fällt abrupt und steigt, dann kann die Beschleunigung und die Verzögerung des Beschleunigungsmessers 22 verwendet werden, um zu ermitteln, ob der Gangwechsel tatsächlich geschehen ist. Und der Antriebsgang beim Fahren kann ermittelt werden und die dritte geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit V3 kann mit Bezug auf die Fahrzeug-Geschwindigkeitstabelle des entsprechenden Gangs (Schritt S34) abgeleitet werden.
  • Bezugnehmend auf 8A und 8B weist bei Schritt S4 der Prozess auf: (1) Wenn Satelliten-Signale in einer normalen Situation empfangen werden, wird die erste geschätzte Fahrzeug-Geschwindigkeit V1, die von dem GPS erhalten wurde, als die endgültige Fahrzeug-Geschwindigkeit V ausgewählt (Schritte S41, S45 und S46), (2) wenn die Satelliten-Signale verschwunden sind, wird, wenn die Differenz X zwischen der zweiten geschätzten Fahrzeug-Geschwindigkeit V2, die von der Beschleunigung a des Beschleunigungsmessers 22 abgeleitet wurde, und der dritten geschätzten Fahrzeug-Geschwindigkeit V3, die durch Vergleichen und Verarbeiten der Motordrehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit abgeleitet wurde, innerhalb eines festgelegten Intervalls ist (wie zum Beispiel 15% oder ein anderer Wert gemäß den Erfordernissen), wird die zweite durch den Beschleunigungsmesser 22 berechnete Fahrzeug-Geschwindigkeit V2 als die endgültige Fahrzeug-Geschwindigkeit V ausgewählt (Schritte S41, S42, S44 und S46), (3) wenn die Satelliten-Signale verschwunden sind und die Differenz X zwischen der zweiten geschätzten Fahrzeug-Geschwindigkeit V2, die von der Beschleunigung a des Beschleunigungsmessers 22 abgeleitet wurde, und der dritten geschätzten Fahrzeug-Geschwindigkeit V3, die durch Vergleichen und Prozessieren der Motordrehzahl und der Fahrzeug-Geschwindigkeit abgeleitet wurde, ein festgelegtes Intervall übersteigt, wird die dritte geschätzte Fahrzeug-Geschwindigkeit V3 durch Vergleichen und Prozessieren der Motordrehzahl und der Fahrzeug-Geschwindigkeit als die endgültige Fahrzeug-Geschwindigkeit ausgewählt (Schritt S41, S42, S43 und S46). Die ausgewählte Fahrzeuggeschwindigkeit bei den Schritten S45, S44, und S43 ist die endgültige ausgewählte Fahrzeug-Geschwindigkeit V für den Navigations-Prozess (Schritt S5).

Claims (10)

  1. Verfahren zum Erfassen der Fahrzeug-Geschwindigkeit, welches die folgenden Schritte aufweist: (1) Erfassen der Bordnetzversorgungs-Rausch-Frequenz und Umwandeln in eine Motor-Drehzahl durch eine Bordnetzversorgungs-Rausch-Erfassungs-Einheit einer Fahrzeug-Geschwindigkeits-Erfassungs-Vorrichtung, (2) Erfassen eines Beschleunigungswerts durch einen Beschleunigungsmesser und Verarbeiten, um eine zweite geschätzte Fahrzeug-Geschwindigkeit zu erhalten, (3) Vergleichen der Motordrehzahl mit einer ersten geschätzten Fahrzeug-Geschwindigkeit des GPS, um eine Fahrzeug-Geschwindigkeits-Tabelle zu erstellen, nachdem Gangwechsel-Modifikationen einbezogen wurden, um eine dritte geschätzte Geschwindigkeit abzuleiten, und (4) Auswählen einer endgültigen Geschwindigkeit, basierend auf Satelliten-Signal-Empfangsbedingungen und dem Vergleichsergebnis der Motordrehzahl mit der Fahrzeug-Geschwindigkeit.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeug-Geschwindigkeits-Erfassungs-Vorrichtung eine Prozess-Einheit aufweist, die einen Offset-Wert des Beschleunigungsmessers aufzeichnet, wenn der Beschleunigungsmesser bei einer konstanten Geschwindigkeit ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Vergleichens der Motordrehzahl mit einer ersten geschätzten Fahrzeug-Geschwindigkeit des GPS das Aufzeichnen der ersten geschätzten Fahrzeug-Geschwindigkeit und des Motordrehzahlwerts in einer Datenstatistik aufweist, wenn die GPS-Signale empfangen werden und der abgelesene Wert des Beschleunigungsmessers eine konstante Geschwindigkeit ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Motordrehzahl-Wert ein Mittelwert einer Mehrzahl von Motordrehzahl-Werten einer selben Fahrzeug-Geschwindigkeit ist, wobei der Mittelwert verwendet wird, um ihn mit einer Fahrzeug-Geschwindigkeits-Tabelle abzugleichen, um die dritte geschätzte Fahrzeug-Geschwindigkeit abzuleiten.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Vergleichens der Fahrzeug-Geschwindigkeit mit einer ersten geschätzten Fahrzeug-Geschwindigkeit des GPS den Prozess der Gangwechsel-Berechnung aufweist, wenn GPS-Signale empfangen werden und der abgelesene Messwert des Beschleunigungsmessers keine konstante Geschwindigkeit ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Prozess der Gangwechsel-Berechnung den Gangwechsel durch Beschleunigung und Verzögerung des Beschleunigungsmessers und Vergleichen mit einer Fahrzeug-Geschwindigkeit von der Fahrzeug-Geschwindigkeits-Tabelle bei einem entsprechenden Gangwechsel ermittelt, um die dritte geschätzte Fahrzeug-Geschwindigkeit abzuleiten.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Auswählens einer endgültigen Fahrzeug-Geschwindigkeit die erste geschätzte Fahrzeug-Geschwindigkeit, die durch das GPS erhalten wurde, als die endgültige Geschwindigkeit auswählt, wenn das Satelliten-Signal empfangen wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Auswählens einer endgültigen Fahrzeug-Geschwindigkeit die zweite geschätzte Geschwindigkeit auswählt, die durch den Beschleunigungsmesser als die endgültige Fahrzeug-Geschwindigkeit abgeleitet wurde, wenn das Satelliten-Signal verschwunden ist, und die Differenz zwischen der zweiten geschätzten Fahrzeug-Geschwindigkeit und der dritten geschätzten Fahrzeug-Geschwindigkeit, die durch Vergleichen der Motordrehzahl und der Fahrzeug-Geschwindigkeit abgeleitet wurde, innerhalb eines festgelegten Bereichs ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Auswählens einer endgültigen Fahrzeug-Geschwindigkeit die dritte geschätzte Fahrzeug-Geschwindigkeit auswählt, die durch Vergleichen der Motordrehzahl und der Fahrzeug-Geschwindigkeit als die endgültige Fahrzeug-Geschwindigkeit abgeleitet wurde, wenn das Satelliten-Signal verschwunden ist und die Differenz zwischen der zweiten geschätzten Fahrzeug-Geschwindigkeit und der dritten geschätzten Fahrzeug-Geschwindigkeit einen festgelegten Bereich überschreitet.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ausgewählte endgültige Fahrzeug-Geschwindigkeit bei dem Schritt des Auswählens einer endgültigen Fahrzeug-Geschwindigkeit einem Navigations-Gerät bereitgestellt wird, um die Navigations-Funktion durchzuführen.
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