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Gebiet der Erfindung:
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Die
Erfindung betrifft die Navigations- und Assistenztechnik für Fahrzeuge.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erstellung
von Qualitätsparametern
für eine
digitale Karte, ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug, ein Fahrzeug mit
einem Fahrerassistenzsystem, eine Vorrichtung zur Erstellung von
Qualitätsparametern,
ein Programmelement sowie ein computerlesbares Medium.
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Technologischer Hintergrund:
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Fahrerassistenzsysteme
sind elektronische Zusatzeinrichtungen in Kraftfahrzeugen zur Unterstützung des
Fahrers in bestimmten Fahrsituationen. Hierbei stehen oft Sicherheitsaspekte,
aber auch die Steigerung des Fahrkomforts im Vordergrund. Diese Systeme
greifen teilautonom oder autonom in Antrieb, Steuerung (z. B. Gas,
Bremse), Lenkung oder Signalisierungseinrichtungen des Fahrzeuges
ein oder warnen durch geeignete Mensch-Maschine-Schnittstellen den
Fahrer kurz vor oder während kritischer
Situationen. Derzeit sind die meisten Fahrerassistenzsysteme so
konzipiert, dass die Verantwortung beim Fahrer bleibt, und dieser
letztlich nicht entmündigt
wird. Dabei werden teilweise digitale Karten den Fahrerassistenzsystemen
zur Verfügung
gestellt.
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Die
Genauigkeit der Verwendung von digitalen Karten in Fahrerassistenzsystemen
hängt wesentlich
von der Genauigkeit und Zuverlässigkeit
des zugrunde liegenden Kartenmaterials ab. Eine möglichst
hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit
wird meist versucht dadurch zu erreichen, dass so oft als möglich eine
Neukartierung durch den Kartenhersteller erfolgt. Dabei ergeben
sich allerdings sowohl relative als auch absolute geometrische Fehler
bei der Erfassung. Weiterhin sind Fehler durch Veränderungen
in den Straßenabschnitten
durch zum Beispiel Neubaumaßnahmen
zwischen zwei Erfassungsintervallen möglich. Das gleiche gilt für die Attribute
einer bestimmten Position wie Tempolimit oder das erlaubte Maximalgewicht
eines Fahrzeuges, denn auch hier kann eine fehlerbehaftete Erfassung
erfolgt sein.
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Zusammenfassung der Erfindung:
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, verbesserte Fahrerassistenzsysteme
für Fahrzeuge
bereitzustellen.
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Es
sind ein Verfahren zur Erstellung von Qualitätsparametern für eine digitale
Karte, ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug, ein Fahrzeug mit
einem Fahrerassistenzsystem, eine Vorrichtung zur Erstellung von
Qualitätsparametern,
ein Programmelement und ein computerlesbares Medium gemäß den Merkmalen
der unabhängigen
Ansprüche
angegeben. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen
gleichermaßen
das Verfahren, das Fahrerassistenzsystem, das Fahrzeug, die Vorrichtung, das
Programmelement und das computerlesbare Medium.
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Dabei
sei explizit darauf hingewiesen, dass im Kontext der Erfindung jede
Kommunikation innerhalb der Fahrzeuge sowohl kabellos, als auch
kabelgebunden ausgeführt
sein kann.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist ein Verfahren zur Erstellung von Qualitätsparametern
für eine
digitale Karte angegeben. Dabei weist das Verfahren die folgenden
Schritte auf: Erfassen einer Position eines Fahrzeuges, Erfassen
eines aktuellen Messwertes eines Attributes der Position, Extrahieren
eines gespeicherten Wertes des Attributes der Position des Fahrzeuges
aus der digitalen Karte. Weiterhin weist das Verfahren die Schritte Übermitteln
des Messwertes und des extrahierten Wertes als Wertepaar an eine
Bewertungseinheit und Erzeugen eines Qualitätsparameters des Attributes der
Position auf Basis des Wertepaares durch die Bewertungseinheit auf.
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Mit
anderen Worten kann mit Hilfe des Verfahrens eine Bewertung der
Korrektheit des Kartenmaterials der digitalen Karte ermöglicht werden. Durch
dieses Verfahren wird es möglich,
Qualitätsparameter
zu erzeugen, die unabhängig
vom ursprünglichen
Erfassen der Daten der digitalen Karte sind. Damit kann eine Redundanz
in einem Fahrerassistenzsystem geschaffen werden, da das Fahrerassistenzsystem
nicht nur die digitalen Kartendaten zu seinem Betrieb verwendet,
sondern auch den erzeugten Qualitätsparameter. Dabei ist es selbstverständlich möglich und
erwünscht,
dass eine Vielzahl von Qualitätsparametern
für viele
verschiedene Attribute vieler verschiedener Positionen der Karte
verwendet werden. Dadurch erhöht
sich die Genauigkeit und Korrektheit des Fahrerassistenzsystems.
Mit Hilfe des Qualitätsparameters
wird ein Feedback für
die digitale Karte zur Verfügung
gestellt. Diese Redundanz im System kann für gewisse Sicherheitsanwendungen
notwendig sein.
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Dabei
ist von entscheidender Bedeutung, dass eine Abweichung zwischen
der digitalen Karte, die durch den extrahierten Wert repräsentiert
wird und der Realität,
die durch den Messwert repräsentiert
wird, berechnet wird. Auf Basis dieser Abweichung wird durch die
Bewertungseinheit der Qualitätsparameter
bestimmt. Anschließend
ist eine Rückübermittlung
des Qualitätsparameters
an die digitale Karte im Fahrzeug oder an den Ort, an dem die digitale
zentral gespeichert ist, möglich.
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Dabei
kann die Position des Fahrzeuges beispielsweise durch eine Positionsbestimmungseinheit wie
ein GPS-Gerät
erfasst werden. Aber auch jede andere Technologie zur Positionsbestimmung
kann verwendet werden. Das Erfassen eines aktuellen Messwertes eines
Attributes kann über
eine Messeinheit wie beispielsweise eine Kamera, ein Radar, ein
Bewegungssensor oder jeden beliebigen anderen Sensor des Fahrzeuges
erfolgen. Dabei ist unter dem Begriff Attribut eine Messgröße zu verstehen wie
beispielsweise die Geschwindigkeitsbeschränkung, welche an dieser Position
einzuhalten ist. Aber auch Fahrspurinformation wie beispielsweise
Fahrspuranzahl, Einbahnstraßeninformationen,
Fahrtrichtungsinformationen, Vorfahrtsinformationen, oder auch Abbiegeberechtigungen
sind beispielhafte Attribute einer Position. Beispielsweise können Attribute wie
Verkehrszeichen mittels Kameraerfassung aufgenommen werden Ein Wert
des Attributes Fahrspuranzahl kann beispielsweise 3 sein.
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Nach
der Erfassung der Position des Fahrzeuges kann ein Map Matching
Algorithmus verwendet werden, um die erfasste Position auf der digitalen Karte
abzubilden. Beispielsweise wird die Position P1 von der Positionsbestimmungseinheit
erfasst. Dazu wird der gespeicherte Wert des Attributes Fahrspuranzahl
an der Position P1 mit dem Map Matching Algorithmus aus der digitalen
Karte extrahiert. Dieser kann z. B. 3 betragen. Der an der Position
P1 durch einen Sensor des Fahrzeuges aktuelle Messwert einer Kamera
kann z. B. 2 betragen. Im Folgenden wird also das Wertepaar Messwert
2 und extrahierter Wert 3 an die Bewertungseinheit übermittelt.
Dabei kann die Bewertungseinheit jeden beliebigen mathematischen
Algorithmus anwenden, um diese beiden korrespondierenden Werte zu
einem Qualitätsparameter
zu berechnen. Beispielsweise kann die Differenz oder ein Quotient
aus den beiden Werten gebildet werden. Dabei ist von entscheidender
Bedeutung, dass die Attribute ortsbezogene Werte aufweisen.
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Weiterhin
kann die digitale Karte entweder im Fahrzeug abgelegt sein oder
auch auf Abruf („on demand") zentral abgerufen
werden. Mit Hilfe eines Map Matching Algorithmus, der zum Abbilden
der erfassten Position auf die digitale verwendet wird, wird das
ortsgebundene relevante Attribut aus der Karteninformation der digitalen
Karte extrahiert. Weiterhin kann die Bewertungseinheit beispielsweise
eine Recheneinheit innerhalb des Fahrzeuges sein, die autark den
Qualitätsparameter
bestimmt. Dieser kann mittels Nahbereichskommunikation an andere
Fahrzeuge übermittelt
werden (car-to-car communication), wobei die Fahrerassistenzsysteme
der anderen Fahrzeuge die übermittelten
Qualitätsparameter
verwenden können.
Daraus kann sich eine verbesserte Hilfe für den Fahrer mit aktuelleren
Informationen ergeben. Mit anderen Worten kann mittels dieser Qualitätsparameter
und der Kombination der car-to-car-Kommunikation ein selbst organisierendes Netzwerk
geschaffen werden, wodurch den Fahrerassistenzsystemen verbesserte
Information zur Verfügung
gestellt wird.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist die Bewertungseinheit eine zentrale Bewertungseinheit.
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Beispielsweise
kann die zentrale Bewertungseinheit ein Zentralserver sein. Dabei übermittelt das
Fahrzeug mittels einer Sendeeinheit das Wertepaar an die zentrale
Bewertungseinheit und diese bestimmt den Qualitätsparameter auf Basis des Wertepaares.
Mittels einer Rückübertragungseinheit
der zentralen Bewertungseinheit kann der Qualitätsparameter auf das jeweilige
Fahrzeug und auch auf andere, bisher unbeteiligte Fahrzeug übertragen
werden. Dadurch kann das Fahrerassistenzsystem des Fahrzeuges sowohl
die digitalen Kartendaten als auch den Qualitätsparameter als Basis einer
Entscheidung benutzen. Aber auch eine Rückübertragung des Qualitätsparameters
in eine Datenbasis, in welcher die digitale Karte gespeichert ist,
ist möglich.
Allerdings ist eine solcher zentraler Server nicht erforderlich.
Die Bewertung kann auch innerhalb des Fahrzeugs oder innerhalb eines
anderen Fahrzeugs erfolgen. Beispielsweise können die unterschiedlichen Fahrzeuge über Fahrzeug-zu-Fahrzeug
Kommunikation gegenseitig ihre Wertepaare und/oder ihre selbst bestimmten
Qualitätsparameter
austauschen.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist das Verfahren weiterhin den Schritt Speichern des
Qualitätsparameters
als Zusatzinformation zu der digitalen Karte auf.
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Dabei
ist es möglich,
den Qualitätsparameter an
einem Speicherort separat von der digitalen Karte in einem Fahrzeug
zu speichern. Ebenso ist es möglich,
den Qualitätsparameter
separat auf einer zentralen Speicherstelle außerhalb des Fahrzeuges zu speichern
und für
das Fahrerassistenzsystem zur Verfügung zu stellen. Ebenso ist
es möglich,
sowohl im Fahrzeug als auch auf einer zentralen Speichereinrichtung
den Qualitätsparameter
direkt und unmittelbar in der Datei der digitalen Karte zu speichern.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist das Verfahren weiterhin den folgenden Schritt auf:
Betreiben eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeuges auf Basis
der digitalen Karte in Kombination mit dem Qualitätsparameter.
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Dabei
ist natürlich
möglich
und erwünscht, dass
möglichst
viele Qualitätsparameter
möglichst vieler
Positionen und möglichst
vieler Attribute erzeugt und verwendet werden. Dies kann die Genauigkeit
und Aktualität
eines Fahrerassistenzsystems erhöhen.
Weiterhin kann die Sicherheit erhöht werden, da sich das Fahrerassistenzsystem
dazu entschließen
kann nur diejenigen Daten der digitalen Karte mit einzubeziehen,
die eine Qualitätsparameter haben,
der einen nötigen
Grenzwert überschreitet. Somit
wird eine Mindestgüte
der verwendeten Information gewährleistet.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung erfolgt das Extrahieren eines gespeicherten Wertes des
Attributes der Position des Fahrzeuges aus einer digitalen Karte
durch einen Map Matching Algorithmus.
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Mit
Hilfe der Verwendung eines Map Matching Algorithmus kann ein eventueller
Fehler bei der Erfassung der Position des Fahrzeuges durch beispielsweise
eine GPS Einheit des Fahrzeuges reduziert werden. Der Map Matching
Algorithmus dient somit zum Abbilden der erfassten Position des
Fahrzeuges auf die digitale Karte.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist das Verfahren weiterhin die Schritte auf: Erzeugen
weiterer Wertepaare des Attributes der Position durch weitere Fahrzeuge
und Übermitteln
der weiteren Wertepaare des Attributes der Position durch die weiteren
Fahrzeuge an die Bewertungseinheit. Dabei erfolgt die Erzeugung
des Qualitätsparameters
auf Basis der jeweiligen Werte der weiteren Wertepaare.
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Mit
anderen Worten kann damit ein Zentralsystem bereitgestellt werden,
durch welches jedes einzelne Fahrzeug seine Messwerte und extrahierten Werte
als Wertepaar an eine zentrale Einheit wie einen Server übermittelt.
Die zentrale Bewertungseinheit nimmt alle eingehenden Feedbackinformationen der
einzelnen Fahrzeuge auf und berechnet einen zentralen Qualitätsparameter.
Dabei erfolgt die Berechnung auf Basis der jeweiligen Werte der
weiteren Wertepaare. Dabei kann durch die zentrale Bewertungseinheit
jeder mathematische Algorithmus verwendet werden, der die Abweichung
zwischen Messwert und dem extrahierten Wert als Grundlage für die Berechnung
des Qualitätsparameters
benutzt. Beispielsweise kann die Differenz der beiden Werte oder der
Quotient der beiden Werte bestimmt werden. Durch die zentrale Bestimmung
des Qualitätsparameters
und die Vielzahl der gesendeten Wertepaare eines Attributes einer
Position kann eine Filterung und Verwerfung von Fehlmessungen durch
die zentrale Bewertungseinheit erfolgen. Aufgrund einer statistischen
Mittlung durch die Bewertungseinheit kann ein verbesserter Qualitätsparameter
für die
jeweiligen digitalen Karten oder die jeweiligen Fahrerassistenzsystems
der jeweiligen Fahrzeuge bereitgestellt werden.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist das Verfahren weiterhin den Schritt auf: Anpassen
eines bereits erzeugten und gespeicherten Qualitätsparameters auf Basis einer Anzahl
von zusätzlich übertragenen
Wertepaare oder auf Basis eines vordefinierten ersten Grenzwertes
einer Differenz von Werten eines zusätzlich übertragenen Wertepaares.
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Mit
anderen Worten kann die Bewertungseinheit, ein Anpassen bereits
vorhandener gespeicherter Qualitätsparameter
erfolgen. Die Antwort auf die Frage, ob ein bereits gespeicherter
Qualitätsparameter
aktualisiert werden soll, kann somit von der Anzahl der danach eingehenden
Wertepaare bei der Bewertungseinheit abhängig gemacht werden. So kann
beispielsweise durch den Benutzer vorgegeben werden, dass für den Fall,
dass mehr als fünf
zusätzliche
Wertepaare bei der Bewertungseinheit eingehen, ein neuer Qualitätsparameter
berechnet und dieser den Fahrzeugen bzw. den Fahrerassistenzsystemen
als neuer Qualitätsparameter
dieser Position und dieses Attributes zur Verfügung gestellt wird. Weiterhin
ist es möglich,
dass ein bereits gespeicherter Qualitätsparameter aktualisiert wird,
wenn die Differenz eines zusätzlich
eingehenden Wertepaares einen vordefinierten Grenzwert überschreitet.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist das Verfahren weiterhin die Schritte auf Bewerten
einer Information der digitalen Karte mit Hilfe des Qualitätsparameters
durch ein Fahrerassistenzsystem, wobei das Fahrerassistenzsystem
den Qualitätsparameter
erst ab einem vordefinierten zweiten Grenzwert verwendet.
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Beispielsweise
kann das Fahrerassistenzsystem die Information der digitalen Karte
erst verwenden, mit anderen Worten eine Verwendung erst zulassen,
wenn an der notwendigen Position der Qualitätsparameter mindestens x Mal
(z. B. 3 Mal) bestätigt
wurde, wobei x den vordefinierten zweiten Grenzwert darstellt. Dabei
ist unter „x
Mal bestätigen" eine x-fache unabhängige Erzeugung
des Qualitätsparameters
durch die Bewertungseinheit zu verstehen. In einem anderen Ausführungsbeispiel
kann das Bewerten durch das Fahrerassistenzsystem derart erfolgen,
dass das Fahrerassistenzsystem nur solche Informationen verwendet,
bei der Qualitätsparameter
von einer Zentralstelle vorliegen und diese Qualitätsparameter
innerhalb eines gewissen Toleranzbereichs liegen. Dabei kann der
Toleranzbereich durch den zweiten vordefinierten Grenzwert bestimmt
sein. Es ist auch möglich,
dass das Fahrerassistenzsystem bei der Bewertung nur solche Informationen
der digitalen Karte verwendet, bei denen das Fahrzeug selbst mindestens
x Mal (z. B. einmal) einen korrespondierenden Qualitätsparameter
bestimmt hat und dieser Qualitätsparameter
innerhalb eines Toleranzbereichs liegt. Dabei kann x der zweite vordefinierte
Grenzwert sein und dieser Toleranzbereich dieses Ausführungsbeispiels
kann durch einen dritten vordefinierten Grenzwert bestimmt sein.
Hat ein Fahrzeug schon mehrfach Qualitätsparameter erzeugt, die sich
in der Nähe
der benötigten
Position befinden und liegen diese Qualitätsparameter alle innerhalb
eines Toleranzbereichs, so kann das Fahrerassistenzsystem ebenfalls
entscheiden, die Informationen der digitalen Karte zu verwenden,
selbst wenn an der aktuellen Position noch keine Qualitätsparameter
vorliegen. Dabei kann dieser Toleranzbereich durch den vordefinierten
zweiten Grenzwert bestimmt werden. Ebenso kann durch Verwendung mehrer
Grenzwerte ein Toleranzbereich nach oben und unten hin abgegrenzt
und bestimmt werden. Dabei ist es immer und für jeden Grenzwert im Kontext der
Erfindung möglich,
dass der Benutzer des Fahrzeuges selbst die Grenzwert vorgibt. Aber
auch eine Vorgabe der Grenzwerte durch eine zentrale Stelle wie
beispielsweise die zentral Bewertungseinheit ist möglich.
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Für Sicherheitsanwendungen
im Fahrzeug kann es notwendig sein, dass eine Redundanz der Information,
die das Fahrerassistenzsystem verwendet, vorliegt. Durch das Verfahren
kann dem Fahrerassistenzsystem neben den digitalen Kartendaten auch
die Feedbackinformation des Qualitätsparameters zur Verfügung gestellt
werden. Das Fahrerassistenzsystem ist somit in der Lage, autark
zu entscheiden, ob es die vorhandene Karteninformation mit einbezieht
und nutzt. Diese Entscheidung kann davon abhängig gemacht werden, ob der
Qualitätsparameter
einen bestimmten zweiten Grenzwert überschreitet. So kann beispielsweise
durch den Benutzer festgelegt werden, dass nur solche Information
von Attributen der digitalen Karte verwendet werden, die einen Qualitätsparameter
aufweisen, der beispielsweise größer als
0,8 ist. Damit kann gewährleistet
werden, dass das Fahrerassistenzsystem lediglich Information der
digitalen Karte verwendet, die sowohl zumindest einmal weiterhin überprüft worden
ist und zweitens eine Mindestqualität der Information sichergestellt
wird.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist das Verfahren weiterhin die Schritte auf: Sammeln
von längsdynamischen
Arbeitsbefehlen an längsdynamische
Aktoren in einem Fahrzeug durch eine Sammeleinheit eines Regelsystems
und Erzeugen von neuen, zentralen Arbeitsbefehlen für die längsdynamischen
Aktoren durch eine Recheneinheit des Regelsystems.
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Dabei
kann dieses Ausführungsbeispiel
der Erfindung auch alleine bestehen und eine Erstellung eines Qualitätsparameters
ist dazu nicht notwendig.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist ein Regelsystem zum Regeln eines Antriebsstrangs eines
Fahrzeuges angegeben, wobei das Regelsystem aufweist: einen Regler,
zumindest eine Sammeleinheit und eine Recheneinheit, wobei dem Regler über die
Sammeleinheit längsdynamische
Arbeitsbefehle an längsdynamische
Aktoren des Fahrzeuges zuführbar
sind; und wobei die Recheneinheit zur Erzeugung von neuen, zentralen Arbeitsbefehlen
für die
längsdynamischen
Aktoren ausgeführt
ist.
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Dabei
kann dieses Ausführungsbeispiel
der Erfindung auch alleine bestehen und eine Erstellung eines Qualitätsparameters
ist dazu nicht notwendig.
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Dabei
kann für
den Fall eines Hybrid Fahrzeuges der Regler als Hybrid Regler ausgeführt sein.
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Durch
die Verwendung einer zentralen Einheit, die durch das Regelsystem
dargestellt wird, werden alle längsdynamischen
Eingriffe möglicher
Fahrzeugsysteme in einer zentralen Stelle gesammelt. Weiterhin kann
eine Recheneinheit des Regelsystems die eingegangenen längsdynamischen
Arbeitsbefehle der verschiedenen Fahrzeugsysteme bündeln und
zu neuen zentralen Arbeitsbefehlen für die längsdynamischen Aktoren wie
beispielsweise Bremssystem, Verbrennungsmotor, Getriebe oder Elektromotor
ausgeben. Dabei kann beispielsweise eine gesamtheitliche Verbrauchsoptimierung
durchgeführt
werden. Es kann somit vermieden werden, dass die einzelnen Fahrzeugsysteme
wie beispielsweise Advanced Driver Assistant Systems (ADAS) oder
auch Global Chassis Control (GCC) ihre Eingriffe auf die längsdynamischen
Aktoren unabhängig voneinander
realisieren.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist das Verfahren weiterhin den Schritt auf: Zusammenführen verschiedener
Umweltdaten des Fahrzeuges durch ein Fusionsmodul zu einer Umweltrepräsentation
(also einer Darstellung der Umgebung des Fahrzeugs), wobei die Erzeugung der
neuen, zentralen Arbeitsbefehle in vorausschauender Art auf der
Umweltrepräsentation
basiert.
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Mit
anderen Worten ist dadurch ein Verfahren zur Bereitstellung einer
Architektur zur Regelung eines Antriebsstranges eines Fahrzeugs
gegeben, bei dem ein Fusionsmodul die Sammlung aller Eingangsdaten
unterschiedlicher Sensoren sowie der Information der digitalen Karte
fusioniert und diese zu einer umfassenden Umweltrepräsentation
zusammenführt.
Auf Basis dieser Umweltrepräsentation
geben Systeme wie ADAS oder auch GCC ihre längsdynamischen Arbeitsbefehle
aus. Diese längsdynamischen
Arbeitsbefehle der Systeme sowie die des Fahrers über beispielsweise
das Gaspedal werden von dem Regelsystem gesammelt und je nach Fahrsituation
durch eine Recheneinheit neu berechnet und auf die vorhandenen Aktoren
wie beispielsweise Bremse, Elektromotor, Getriebe und Verbrennungsmotor
verteilt. Hierzu werden dem Regelsystem auch die Informationen aus
dem Fusionsmodul bereitgestellt, um eine vorausschauende Regelung
und Steuerung zu ermöglichen.
Das Fusionsmodul kanalisiert somit jegliche Umweltdaten, die zur
Generierung der Umweltrepräsentation
benutzt werden können.
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Dabei
kann der Regler des Regelsystems beispielsweise ein Hybridregler
sein, der in vorausschauender Art und Weise die Information der
Umweltrepräsentation
wie beispielsweise die zukünftige Streckendynamik
bei seiner Berechnung der neuen zentralen Arbeitsbefehle für die längsdynamischen Aktoren
berücksichtigt.
Dadurch kann neben einer gesamtheitlichen Verbrauchsoptimierung
auch die Wechselwirkung zwischen dem Elektromotor und dem Verbrennungsmotor
optimiert werden. So kann der Hybridregler beispielsweise trotz
drohender Batterieknappheit des Elektromotors kurz vor einem Gipfel
bei einer Bergauffahrt dennoch den Elektromotor zu einem Verbrennungsmotor
hinzuschalten, wenn die Beschleunigung maximal sein soll. Da der
Hybridregler durch das Fusionsmodul die Information hat, dass es
in naher Zukunft die Möglichkeit
einer Aufladung der Batterie durch die anstehende Bergabfahrt gegeben
ist. Dabei kann der Fahrer eine Präferenzreihenfolge angeben,
mit der diese unterschiedlichen Ziele, wie Verbrauchsoptimierung
oder maximale Beschleunigung, realisiert werden sollen.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung sind die Umweltdaten ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Messdaten der Messeinheit des Fahrzeuges, statischer Information
einer digitalen Karte, dynamische Information einer digitalen Karte,
Information aus einer Kommunikation des Fahrzeuges mit einem anderen
Fahrzeug und Information aus einer Kommunikation des Fahrzeuges
mit einer Infrastruktur.
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Aufgrund
der Vielzahl der Informationskanäle,
die das Fusionsmodul mit Information speisen, entsteht eine umfassende
Umweltrepräsentation
des Fahrzeuges. Da das Regelsystem diese Umweltrepräsentation
nutzt, kann eine verbesserte vorausschauende und situationsabhängige Regelung
des Antriebsstrangs eines Fahrzeugs gewährleistet werden. Dabei berücksichtigt
das Regelsystem alle gewünschten
Eingriffe der Fahrzeugsysteme und beispielsweise des Fahrers. Ebenso
ist eine Feedbackinformation aus dem Bremssystem an den Regler möglich.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug angegeben, wobei
das Fahrerassistenzsystem auf Basis einer digitalen Karte in Kombination mit
einem Qualitätsparameter
arbeitet, wobei der Qualitätsparameter
mit einem Verfahren gemäß einem
der vorherigen Ausführungsbeispiele
erzeugt wird.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem nach
dem vorherigen Ausführungsbeispiel
angegeben.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist eine Vorrichtung zur Erstellung von Qualitätsparametern
einer digitalen Karte in einem Fahrzeug angegeben, wobei die Vorrichtung
eine Positionsbestimmungseinheit, eine Messeinheit, eine Recheneinheit
und ein Fahrerassistenzsystem aufweist. Dabei ist die Positionsbestimmungseinheit zum
Erfassen einer Position des Fahrzeuges ausgeführt und die Messeinheit ist
um Erfassen eines Messwertes eines Attributes der Position ausgeführt. Weiterhin
ist die Recheneinheit zum Extrahieren eines gespeicherten Wertes
des Attributes der Position des Fahrzeuges aus der digitalen Karte
ausgeführt. Dabei
dienen der Messwert und der extrahierte Wert zur Berechnung eines
Qualitätsparameters,
wobei das Fahrerassistenzsystem auf Basis der digitalen Karte in
Kombination mit dem Qualitätsparameter
betrieben wird.
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Dabei
ist es möglich,
dass der Qualitätsparameter
innerhalb des Fahrzeuges durch beispielsweise eine Recheneinheit
selbstständig
ermittelt und dem Fahrerassistenzsystem zur Verfügung gestellt wird. Aber auch
eine Übermittlung
des Wertepaares an einen zentralen Server, der als Bewertungseinheit dient,
ist möglich.
Eine anschließende
Rückübermittlung
des durch den Server bestimmten Qualitätsparameters an das Fahrzeug
oder an eine andere zentrale Stelle zur Speicherung des Qualitätsparameters ist
möglich.
Durch die Vorrichtung wird es möglich, Qualitätsparameter
zu erzeugen, die unabhängig vom
ursprünglichen
Erfassen der Daten sind. Dabei wird eine Redundanz für das Fahrerassistenzsystem geschaffen,
da es neben den digitalen Kartendaten auch die unabhängig davon
erfassten und erzeugten Qualitätsparameter
zur Verfügung
gestellt bekommt. Dies kann eine notwendige Bedingung für bestimmte Sicherheitsanwendungen
erfüllen.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist ein Programmelement angegeben, das, wenn es auf einem
Prozessor ausgeführt
wird, den Prozessor anleitet, die oben angegebenen Schritte durchzuführen.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist ein computerlesbares Medium angegeben, auf dem ein
Programmelement gespeichert ist, das, wenn es auf einem Prozessor
ausgeführt
wird, den Prozessor anleitet, die oben angegebenen Schritte durchzuführen.
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Dabei
kann das Computerprogrammelement zum Beispiel Teil einer Software
sein, die auf einem Prozessor eines Fahrerassistenzsystems gespeichert
ist. Ebenso kann das Computerprogrammelement in einer Steuereinheit
oder einer Computereinheit verwendet werden, welche in Kombination
mit dem Regler die längsdynamischen
Aktoren regelt und steuert. Weiterhin umfasst dieses Ausführungsbeispiel
der Erfindung ein Computerprogrammelement, welches von Anfang an
die Erfindung verwendet, sowie auch ein Programmelement, welches durch
eine Aktualisierung (Update) ein bestehendes Programm zur Verwendung
der Erfindung veranlasst.
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Weiterhin
ist es möglich,
dass alle in diesem Dokument erwähnten
Daten mittels Medienkonvertierung verändert werden. Der Begriff Medienkonvertierung
bezeichnet ganz allgemein die Überführung, Umwandlung
oder Konvertierung einer Datei von einem Dateiformat in ein anderes.
Das gilt für
den Transfer von Daten zwischen unterschiedlichen Medien und Dateisystemen
ebenso, wie für
die Übertragung
von Daten von einem Speichermedium auf ein anderes. Soll beispielsweise
ein Notruf abgesetzt werden, kann die Steuereinheit auf die Detektionseinheit
zurückgreifen
und sich von der Detektionseinheit die aktuelle Fahrzeugposition
mitteilen lassen. Hierfür
weist die Detektionseinheit beispielsweise einen GPS-Empfänger auf.
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Weiterhin
betrifft der Begriff Medienkonvertierung die Umwandlung von Daten
zwischen visuellen, auditiven und textuellen Formaten, sowie Kombinationsformate
derselben. Dabei können
die medienkonvertierten Daten beispielsweise direkt an den von der
Steuereinheit ausgewählten
Empfänger übermittelt
werden. Damit kann beispielsweise Adressinformation dem Benutzer
einer digitalen Karte deutlich gemacht werden.
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Ergänzend sei
darauf hingewiesen, dass „umfassend" und „aufweisend" keine anderen Elemente
oder Schritte ausschließen
und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließen. Ferner
sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit dem
Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben
worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten
anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele
der Erfindung verwendet werden können.
Bezugszeichen in den Ansprüchen
sind nicht als Einschränkung
anzusehen.
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Im
Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Figuren:
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1 zeigt
eine schematische zweidimensionale Darstellung einer Vorrichtung
zur Erstellung von Qualitätsparametern
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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2 zeigt
eine weitere schematische zweidimensionale Darstellung einer Vorrichtung
zur Erstellung von Qualitätsparametern
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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3 zeigt
eine weitere schematische zweidimensionale Darstellung einer Vorrichtung
zur Erstellung von Qualitätsparametern
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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4 zeigt
ein Flussdiagramm von Verfahrensschritten gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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5 zeigt
eine Architektur zur Regelung eines Antriebsstrangs eines Fahrzeuges
gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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6 zeigt
ein Regelsystem zum Regeln eines Antriebsstrangs eines Fahrzeuges
gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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In
den folgenden Figurenbeschreibungen werden für die gleichen oder ähnlichen
Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet.
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Die
Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen:
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1 zeigt
ein Fahrzeug 101 mit einer Vorrichtung 100 zur
Erstellung von Qualitätsparametern für ein Fahrerassistenzsystem 105.
Dabei weist die Vorrichtung 100 neben dem Fahrerassistenzsystem eine
Positionsbestimmungseinheit 102 auf, die beispielsweise
als ein GPS Empfänger
ausgeführt
sein kann. Die Messeinheit 103 kann durch unterschiedlichste
Sensoren oder Detektoren ausgeführt
sein. Beispielsweise kann ein Geschwindigkeitsmesser, ein Federwegsensor,
ein ESP-Sensor, ein optischer Detektor, ein Strahlensensor, ein
Richtungssensor, ein Wegstreckensensor oder ein Lenkraddrehwinkelsensor
die Messeinheit 103 darstellen. Jede Kommunikation zwischen
den einzelnen Elementen im Fahrzeug kann drahtlos oder, falls gewünscht, drahtgebunden
erfolgen. Weiterhin ist eine Recheneinheit 104 in der Vorrichtung 100 vorhanden.
Dabei ist die Recheneinheit zum Extrahieren eines gespeicherten Wertes
aus einer digitalen Karte 107 ausgeführt, wobei die digitale Karte
beispielsweise in einer Speichereinheit 106 abgelegt sein
kann. Die Positionsbestimmungseinheit ist zum Erfassen einer Position
des Fahrzeuges ausgeführt
und die Messeinheit ist zum Erfassen eines Messwertes eines Attributes
der Position des Fahrzeuges ausgeführt. Dabei dienen der Messwert
und der extrahierte Wert zur Berechnung eines Qualitätsparameters.
Dabei ist es möglich, dass
das Wertepaar, Messwert und extrahierter Wert, über eine Sende- und Empfangseinheit 108 einer
Bewertungseinheit, die den Qualitätsparameter bestimmt, übersendet
wird. Aber auch eine selbstständige
Bestimmung des Qualitätsparameters
auf Basis des Messwertes und des extrahierten Wertes durch die Vorrichtung 100 ist
möglich.
Weiterhin wird das Fahrerassistenzsystem 106 der Vorrichtung
auf Basis der digitalen Karte in Kombination mit dem erzeugten Qualitätsparameter
betrieben. Dabei kann zur Berechnung des Qualitätsparameters jeder mathematische
Algorithmus verwendet werden, der den Messwert und den extrahierten
Wert zur Bestimmung des Qualitätsparameters
benutzt. Beispielsweise kann die Differenz der beiden Werte oder
auch ein Quotient aus beiden Werten zur Berechnung des Qualitätsparameters
benutzt werden.
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Mit
anderen Worten können
beispielsweise mit der Vorrichtung Informationen zur Geschwindigkeitsbeschränkung aus
der gefahrenen Geschwindigkeit in einem gewissen Bereich oder an
einer gewissen Position abgeleitet werden, wobei hier jedoch zusätzlich eine
Stauerkennung eingesetzt werden kann, um Staus von Geschwindigkeitsbeschränkungen
unterscheiden zu können.
Als weitere Beispiele für
Attribute einer Position des Fahrzeuges können Fahrspurinformation wie
Fahrspuranzahl, die mittels Kamera erkannt werden, dienen. Aber
auch Information über
Einbahnstraßen,
Fahrtrichtungsinformation, Vorfahrtsinformationen oder Abbiegeberechtigungen sind
beispielhafte Attribute einer Position. Mit anderen Worten ist es
durch die Vorrichtung möglich,
Qualitätsparameter
zu erzeugen, welche unabhängig vom
ursprünglichen
Erfassen der Daten sind. Damit ist eine Redundanz im Fahrerassistenzsystem
geschaffen, welche für
bestimmte Sicherheitsanwendungen notwendig sein kann.
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2 zeigt
ein Fahrzeug 101 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zur
Erstellung von Qualitätsparametern,
wobei das Fahrzeug weiterhin eine Sendeeinheit 108 aufweist.
Weiterhin ist eine zentrale Bewertungseinheit 201 gezeigt,
die beispielsweise durch einen Server ausgeführt sein kann. Diese Bewertungseinheit
weist weiterhin einen Sender/Empfänger 202 auf, über welchen
das Fahrzeug 101 und die Bewertungseinheit 201 kommunizieren
können. 203 zeigt
die Übermittlung
des Wertepaares Messwert und extrahierter Wert an die zentrale Bewertungseinheit. 204 hingegen
zeigt die Rückübermittlung
des berechneten Qualitätsparameters von
der zentralen Bewertungseinheit an das Fahrzeug. Ebenso ist es möglich, dass
die zentrale Bewertungseinheit den durch sie erzeugten Qualitätsparameter
an eine zentrale Speichereinheit 206 übermittelt. Dies ist mit dem
Pfeil 205 gezeigt. In der zentralen Speichereinheit 206 kann
der Qualitätsparameter
abgelegt werden und das Fahrzeug greift mittels einer Kommunikation 207 auf
den dort abgelegten Qualitätsparameter
zu.
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3 zeigt
eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation 301 zwischen zwei
Fahrzeugen 101. Dabei weisen die Fahrzeuge jeweils eine
erfindungsgemäße Vorrichtung 100 zur
Erstellung von Qualitätsparametern
für die
jeweiligen Fahrerassistenzsysteme 105 auf. Dabei weisen
die Vorrichtungen weiterhin jeweils Recheneinheiten (Bewertungseinheiten) 302 auf,
die gleichzeitig als individuelle Bewertungseinheit in dem Fahrzeug
dienen können. Somit
kann jede Bewertungseinheit 302 Qualitätsparameter selbst berechnen
und anschließend
mittels einer gegenseitigen Übertragung 301 der
jeweiligen Qualitätsparameter
von Fahrzeug zu Fahrzeug diese auch verteilen. Mit anderen Worten
wird dadurch ein selbst organisierendes Netzwerk von Fahrzeugen geschaffen,
die selbst Qualitätsparameter
erstellen und allen anderen Fahrzeugen in ihrem Empfangsbereich
diese Qualitätsparameter
zur Verfügung
stellen. Dadurch ist eine verbesserte Verwendung der jeweiligen
Fahrerassistenzsysteme gegeben. Somit kann eine größere Sicherheit über die
Korrektheit der Daten vorhanden sein, was zu einer Zeitersparnis
für den
Fahrer führen
kann.
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4 zeigt
ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Erstellung von Qualitätsparametern
einer digitalen Karte für
Fahrerassistenzsysteme in einem Fahrzeug. In Schritt S1 wird die
Position des Fahrzeuges erfasst und in Schritt S2 wird ein aktueller Messwert
eines Attributes der Position des Fahrzeuges erfasst. In Schritt
S3 wird der gespeicherte Wert des Attributes der Position des Fahrzeuges
aus der digitalen Karte extrahiert und in Schritt S4 werden der Messwert
und der extrahierte Wert als Wertepaar an eine Bewertungseinheit übermittelt.
Anschließend wird
mittels Schritt S5 ein Qualitätsparameter
des Attributes der Position auf Basis des Wertepaares durch die
Bewertungseinheit erzeugt. Um eine möglichst große Anzahl an Feedbackinformation über ein Attribut
einer Position zu haben, kann alternativ Schritt S5a erfolgen, in
dem weitere Wertepaare des Attributes der Position durch weitere
Fahrzeuge erzeugt werden. In einem weiteren Schritt S5b werden die
weiteren Wertepaare des Attributes der Position durch die weiteren
Fahrzeuge an die Bewertungseinheit übermittelt, wobei die Erzeugung
des Qualitätsparameters
auf Basis der jeweiligen Werte der weiteren Wertepaare erfolgt.
In Schritt S6 wird der Qualitätsparameter
als Zusatzinformation zu der digitalen Karte gespeichert. In Schritt
S7 wird das Fahrerassistenzsystem auf Basis der digitalen Karte
in Kombination mit dem Qualitätsparameter
betrieben. In Schritt S8 wird ein bereits erzeugter und gespeicherter
Qualitätsparameter
auf Basis einer Anzahl von zusätzlich übertragenen
Wertepaaren oder auf Basis eines vordefinierten ersten Grenzwertes
einer Differenz von Werten eines zusätzlich übertragenen Wertepaares angepasst.
In Schritt S9 wird durch ein Fahrerassistenzsystem Information einer
digitalen Karte mit Hilfe des Qualitätsparameters bewertet, wobei
das Fahrerassistenzsystem den Qualitätsparameter erst ab einem vordefinierten
zweiten Grenzwert verwendet. In Schritt S10 werden längsdynamische
Arbeitsbefehle an längsdynamische
Aktoren in einem Fahrzeug durch eine Sammeleinheit eines Regelsystems gesammelt.
Im darauffolgenden Schritt S11 werden durch eine Recheneinheit des
Regelsystems neue, zentrale Arbeitsbefehle für die längsdynamischen Aktoren des
Fahrzeuges erzeugt. In Schritt S12 werden durch ein Fusionsmodul
verschiedene Umweltdaten des Fahrzeuges Umweltrepräsentation
zusammengeführt,
wobei die Erzeugung der neuen zentralen Arbeitsbefehle in vorausschauender
Art auf der Umweltpräsentation
basiert. Mit Hilfe dieses Verfahrens ist es möglich, Qualitätsparameter
zu erzeugen, die unabhängig
vom ursprünglichen
Erfassen der Daten der digitalen Karte sind. Damit ist eine Redundanz,
Erfassen der Daten und Feedback durch Qualitätsparameter, im System realisiert.
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5 zeigt
eine Architektur 500 zur Regelung eines Antriebsstranges
eines Fahrzeuges. Dabei ist eine digitale Karte 501 und
eine erste Recheneinheit 502 gezeigt. Diese befinden sich
in einem Informationsbereich 503, der beispielsweise keinen
besonderen Sicherheitsbeschränkungen
unterliegen muss. Ein sicherheitsrelevanter Bereich 506 umfasst weiterhin
eine telematische Kontrolleinheit 505, der sicherheitsrelevante
Daten 504 wie beispielsweise GPS, TCM, RTTI, FCD und C2X
Daten zur Verfügung
gestellt werden können.
In einem Bereich 507, der mit einem Sicherheitsstandard
wie z. B. SIL3, gesichert sein kann, befindet sich das Fusionsmodul 508,
welches aus verschiedenen Umweltdaten des Fahrzeuges eine Umweltrepräsentation
erstellt. Dabei können
die Umweltdaten ausgewählt
sein aus der Gruppe bestehend aus Messdaten der Messeinheit des
Fahrzeuges, statische Informationen einer digitalen Karte, dynamische
Information einer digitalen Karte, Information aus einer Kommunikation
des Fahrzeuges mit einem anderen Fahrzeug und Information aus einer
Kommunikation des Fahrzeuges mit einer Infrastruktur. Dabei ist
die Messeinheit mit 509 gezeigt.
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Weiterhin
ist mit dem Pfeil 516 gezeigt, wie die erstellte Umweltrepräsentation
dem Regelsystem 600 zur Verfügung gestellt wird. Das Regelsystem 600 umfasst
dabei einen Regler 601, eine Sammeleinheit 602,
eine Recheneinheit 603. Diese Recheneinheit kann beispielsweise
als CPU ausgeführt
sein. Dabei können
die längsdynamischen
Arbeitsbefehle von Fahrzeugsystemen 511 und 512 der
Sammeleinheit des Regelsystems zugeführt werden. Ebenso können Eingriffe
des Fahrers 510, die dynamische Aktoren betreffen, an die
Sammelstelle geleitet werden. Dabei können dem Regler über die
Sammeleinheit die längsdynamische
Arbeitsbefehle an längsdynamische
Aktoren des Fahrzeuges zugeführt
werden und die Recheneinheit ist zur Erzeugung von neuen zentralen
Arbeitsbefehlen für
die längsdynamischen Aktoren
ausgeführt.
Dabei sind die längsdynamischen
Aktoren mit 604 gezeigt. Diese sind Elemente des Antriebsstrangs
des Fahrzeuges und können beispielsweise
als Bremse, Elektromotor und Verbrennungsmotor, aber auch als Getriebe
ausgeführt sein.
Ebenso sind andere Fahrzeugsysteme 513 gezeigt. Der Bereich 514 beschreibt
eine Kontrolleinheit für
den sicherheitsrelevanten Bereich.
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Mit
anderen Worten kann mittels des Fusionsmoduls 108 und des
Regelsystems 600 eine gesamtheitliche umfassende und vorausschauende
Zusammenfassung längsdynamischer
Arbeitsbefehle zu neuen zentral bestimmten längsdynamischen Arbeitsbefehle
für die
Aktoren erfolgen. Dabei kann beispielsweise als Bedingung oder Ziel
der Regelung durch den Regler eine verbrauchsoptimale Verteilung,
eine die Beschleunigung maximierende Verteilung, eine Bremskraft
optimierende Verteilung oder eine batteriezustandsabhängige Verteilung
vorgegeben werden.
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6 zeigt
ein Regelsystem 600, welches ein Regler 601 und
eine Sammeleinheit 602 aufweist. Dieser Sammeleinheit 602 können längsdynamische Arbeitsbefehle 605 verschiedener
Systeme oder auch längsdynamische
Arbeitsbefehle 605 des Fahrers zugeführt werden. Diese Befehle werden
gesammelt und einer Recheneinheit 603 zugeführt, die neue
zentrale Arbeitsbefehle an den Regler 601 weiterleitet,
der die Aktoren des Antriebsstrangs des Fahrzeuges 604 steuert
und regelt. Dabei können
die Aktoren beispielsweise Getriebe, Bremse, Elektromotor und Verbrennungsmotor
sein.