DE102014000235A1

DE102014000235A1 - Bestimmung der Neigung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102014000235A1
Application number: DE201410000235
Authority: DE
Inventors: Axel Elmelid; Achraf Dirhoussi
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2013-01-23
Filing date: 2014-01-09
Publication date: 2014-07-24
Also published as: SE1350069A1; SE536851C2

Abstract

Verfahren (300) und Berechnungseinheit (410) zur Bestimmung der Winkelabweichung (δ) in der Horizontalebene (105) eines Fahrzeugs (100) in der Fahrtrichtung (101) des Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug (100) mit einem ersten Sensor (110) und einem zweiten Sensor (120) ausgestattet ist und der zweite Sensor (120) in einem Abstand (A) in Vertikalrichtung des Fahrzeugs vom ersten Sensor (110) angebracht ist. Das Verfahren (300) umfasst die Bestimmung (301) einer ersten Strecke (L1) zwischen dem ersten Sensor (110) und einem Objekt (130), das sich vor dem Fahrzeug (100) in dessen Fahrtrichtung (101) befindet, die Bestimmung (302) einer zweiten Strecke (H) zwischen dem zweiten Sensor (120) und dem Objekt (130), die Berechnung (303) einer korrelierenden Länge (L2) zwischen dem zweiten Sensor (120) und einem korrelierenden Abstandspunkt (140) sowie die Ermittlung (304) der Winkelabweichung (δ) des Fahrzeugs durch die Berechnung des Arkustangens des Unterschieds zwischen der gemessenen ersten Strecke (L1) und der korrelierenden Strecke (L2), dividiert durch den Abstand (A).

Description

Technischer Bereich
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Berechnungseinheit für ein Fahrzeug. Genauer gesagt besteht die Erfindung in einem Mechanismus zur Bestimmung der Winkelabweichung in der Horizontalebene, d. h. der Neigung, eines Fahrzeugs.
Hintergrund
Ein Fahrzeug kann sich im Verhältnis zur Fahrbahnebene neigen. Gründe hierfür können beispielsweise eine schwere oder eine asymmetrisch platzierte Last sein.
Fahrzeuge in diesem Zusammenhang sind beispielsweise Lastkraftwagen, Fernlastzüge, Pritschenfahrzeuge, Transporter, Personenkraftwagen, Gabelstapler, Wohnmobile, Kleinlastwagen, Arbeitsfahrzeuge, Einsatzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, Lieferwagen, Allradfahrzeuge, Rückezüge, Bagger, Autos, Kranfahrzeuge, Tankfahrzeuge, Motorräder, Radlader, Mopeds, Limousinen, Sportwagen, Rennwagen, Streifenwagen, Rasenmäher, Panzer, Feuerwehrfahrzeuge, Schneemobile, Motorschlitten, Geländefahrzeuge, Kettenfahrzeuge, Traktoren, Gokarts, Busse, Mähdrescher, Landwirtschaftsfahrzeuge, Amphibienfahrzeuge oder andere ähnliche bemannte oder unbemannte motorgetriebene Transportmittel, die hauptsächlich für die geografische Fortbewegung zu Lande bestimmt sind.
Die Neigung eines Fahrzeugs kann zu vielen Problemen führen. Sie kann beispielsweise bewirken, dass die Scheinwerfer des Fahrzeugs nicht die Fahrbahn beleuchten, sondern den entgegenkommenden Verkehr blenden, oder sie kann ungünstige aerodynamische Verhältnisse usw. nach sich ziehen.
Bei derzeitigen Lösungen zur Bestimmung der Fahrzeugneigung zur Fahrbahnebene werden Sensoren eingesetzt, die den Abstand zwischen den Radachsen und dem Fahrgestell messen. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Winkelsensor handeln, der am Fahrgestell angebracht und über einen Hebel mit der Radachse verbunden ist.
Um die Scheinwerfer gemäß den gesetzlichen Bestimmungen einzustellen, muss man die Neigung des Fahrgestells zur Fahrbahnebene kennen und die Scheinwerfer so anpassen, dass sie die Fahrbahn beleuchten.
Ein Problem bei den derzeitigen Sensoren zur Messung der Fahrzeugneigung ist, dass diese von Schlaglöchern und Unebenheiten in der Fahrbahn beeinflusst werden, weil sie den Vertikalabstand zwischen dem Fahrzeug und der Fahrbahn messen. Folglich können diese Sensoren eine Neigung des Fahrzeugs anzeigen, wenn diese Neigungsanzeige eigentlich aufgrund einer einzigen Vertiefung in der Fahrbahn erfolgt. Dies kann zu falschen Messergebnissen und eventuell zu falschen oder unnötigen Einstellungen der Scheinwerfer des Fahrzeugs führen.
Ein weiteres Problem bei diesen Sensoren zur Neigungsmessung oder zur Abstandsmessung unter dem Fahrzeug ist, dass die Sensoren verschmutzt oder beschädigt werden können, was sich negativ auf die empfindliche Elektronik auswirken kann.
Doch eine Neigung des Fahrzeugs wirkt sich je nach Neigungsstärke bzw. Winkelabweichung von der Horizontalebene auch unterschiedlich stark auf die Aerodynamik und die Straßenlage aus. Eine schlechtere Aerodynamik und ein erhöhter Luftwiderstand führen zu einem höheren Kraftstoffverbrauch, was nicht nur unwirtschaftlich ist, sondern auch der Umwelt schadet. Die Verschlechterung der Straßenlage kann zu einem erhöhten Unfallrisiko führen und dadurch auch andere Verkehrsteilnehmer gefährden.
Ein weiteres Problem bei der Fahrzeugneigung ist, dass die Füllstandsmessung in Flüssigkeitstanks, wie beispielsweise im Kraftstofftank, des Fahrzeugs beeinflusst werden kann, je nachdem, an welcher Stelle des Tanks der Füllstand gemessen wird. Je nachdem, wo und wie der Füllstand gemessen wird, kann der Fahrer dazu veranlasst werden zu glauben, dass mehr bzw. weniger Kraftstoff im Tank vorhanden ist, als dies in Wirklichkeit der Fall ist. Dadurch kann der Fahrer dazu verleitet werden, unnötige Stopps an Tankstellen einzulegen oder auf einer längeren Strecke nicht an der letztmöglichen Tankstelle zu tanken, weil er wegen der falschen Messung des Kraftstoffstandes aufgrund der Fahrzeugneigung annimmt, dass der Tank voller ist, als dies in Wirklichkeit der Fall ist.
Es ist festzustellen, dass es noch viel zu tun gibt, um die Messung der Neigung eines Fahrzeugs zu vereinfachen und ihr entgegenzuwirken oder das Fahrzeug und/oder verschiedene Funktionen im Fahrzeug an die Neigung anzupassen.
Zusammenfassung
Deshalb ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Messung der Neigung eines Fahrzeugs zu verbessern, um mindestens einige der oben angegebenen Probleme zu lösen und dadurch eine Fahrzeugverbesserung zu erzielen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Bestimmung der Winkelabweichung in der Horizontalebene eines Fahrzeugs in dessen Fahrtrichtung gelöst. Das Fahrzeug ist mit einem ersten Sensor und einem zweiten Sensor ausgestattet. Der zweite Sensor befindet sich in einem bestimmten Abstand zum ersten Sensor in Vertikalrichtung des Fahrzeugs. Das Verfahren beinhaltet die Bestimmung einer ersten Strecke zwischen dem ersten Sensor und einem Objekt, das sich vor dem Fahrzeug in dessen Fahrtrichtung befindet. Dieses Objekt kann beispielsweise ein anderes Fahrzeug sein. Des Weiteren beinhaltet das Verfahren die Bestimmung einer zweiten Strecke zwischen dem zweiten Sensor und dem Objekt. Außerdem beinhaltet das Verfahren die Berechnung einer korrelierenden Strecke zwischen dem zweiten Sensor und einem korrelierenden Abstandspunkt, der vom Fahrzeug den gleichen Abstand hat wie das Objekt. Diese Berechnung basiert auf der Bestimmung der oben genannten zweiten Strecke zwischen dem zweiten Sensor und dem Objekt. Ferner beinhaltet das Verfahren auch die Bestimmung der Winkelabweichung des Fahrzeugs in der Horizontalebene in Fahrtrichtung des Fahrzeugs, indem der Arkustangens des Unterschieds zwischen der gemessenen ersten Strecke und der korrelierenden Strecke berechnet und durch den Abstand in Vertikalrichtung des Fahrzeugs zwischen dem ersten Sensor und dem zweiten Sensor dividiert wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Berechnungseinheit zur Bestimmung der Winkelabweichung in der Horizontalebene eines Fahrzeugs in dessen Fahrtrichtung gelöst. Das Fahrzeug ist mit einem ersten Sensor und einem zweiten Sensor ausgestattet. Der zweite Sensor befindet sich in einem bestimmten Abstand zum ersten Sensor in Vertikalrichtung des Fahrzeugs. Die Berechnungseinheit enthält einen Signalempfänger, der ein Signal vom ersten Sensor empfängt. Dieses Signal enthält eine gemessene erste Strecke zwischen dem ersten Sensor und einem Objekt, das sich vor dem Fahrzeug in dessen Fahrtrichtung befindet. Dieses Objekt kann beispielsweise ein anderes Fahrzeug sein. Der Signalempfänger in der Berechnungseinheit kann auch ein Signal vom zweiten Sensor empfangen, das eine gemessene zweite Strecke zwischen dem zweiten Sensor und dem Objekt enthält. Zu der Berechnungseinheit gehört auch ein Prozessorkreis, der dazu dient, eine korrelierende Strecke zwischen dem zweiten Sensor und einem korrelierenden Abstandspunkt zu berechnen, der sich im gleichen Abstand vom Fahrzeug wie das Objekt befindet. Diese Berechnung erfolgt auf der Basis der Messung der zweiten Länge zwischen dem zweiten Sensor und dem Objekt. Der Prozessorkreis kann auch die Winkelabweichung des Fahrzeugs in der Horizontalebene in Fahrtrichtung des Fahrzeugs bestimmen, indem der Arkustangens des Unterschieds zwischen der ersten Strecke und der korrelierenden Strecke berechnet und durch den Abstand in Vertikalrichtung des Fahrzeugs zwischen dem ersten Sensor und dem zweiten Sensor dividiert wird.
Durch die Bestimmung des Abstands zwischen einem Objekt vor einem Fahrzeug und zwei Sensoren, die auf der Vorderseite des Fahrzeugs angebracht und durch einen bekannten Abstand in Vertikalrichtung des Fahrzeugs voneinander getrennt sind, kann man die Neigung des Fahrzeugs bestimmen. Dadurch kann vermieden werden, Sensoren unter dem Fahrzeug zu platzieren, die den Abstand zwischen dem Fahrgestell des Fahrzeugs und dem Untergrund oder den Fahrzeugachsen messen. Durch Nutzung von im Fahrzeug vorhandenen Sensoren, wie beispielsweise Radarsensoren, Lidarsensoren und/oder einer Kamera in Form einer „Time of Flight”-Kamera, die für andere Zwecke verwendet werden, wie beispielsweise zur Messung des Abstands zum vorausfahrenden Fahrzeug, um den Fahrer zu warnen, wenn der Abstand zu gering ist, und/oder um den Tempomat des Fahrzeugs an die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs anzupassen, kann die Anzahl der Komponenten im Fahrzeug verringert werden. Dadurch können die Herstellungskosten des Fahrzeugs infolge geringerer Materialkosten und einer geringeren Anzahl von Bauteilen, die bevorratet und im Fahrzeug montiert werden müssen, gesenkt werden. Dadurch wird eine Verbesserung des Fahrzeugs erzielt.
Weitere Vorteile und weitere neue Merkmale sind aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung der Erfindung zu ersehen.
Abbildungsverzeichnis
Die Erfindung wird nun in detaillierter Form unter Verweis auf die beigefügten Abbildungen beschrieben, auf denen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind:
zeigt eine Ausführungsform eines unbeladenen Fahrzeugs, bei dem keine Winkelabweichung zur Horizontalen vorhanden ist.
zeigt eine Ausführungsform eines beladenen Fahrzeugs, bei dem eine Winkelabweichung zur Horizontalen vorhanden ist.
zeigt einen Flüssigkeitsbehälter in einem Fahrzeug, bei dem keine Winkelabweichung zur Horizontalen vorhanden ist.
zeigt einen Flüssigkeitsbehälter in einem Fahrzeug, bei dem eine Winkelabweichung zur Horizontalen vorhanden ist.
zeigt den vorderen Teil eines Fahrzeugs mit einstellbaren Scheinwerfern gemäß einer Ausführungsform.
zeigt ein Fahrzeug mit einstellbarer Federung gemäß einer Ausführungsform.
ist ein Ablaufdiagramm, in dem eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
ist eine Darstellung einer Berechnungseinheit in einem System gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung ist definiert als ein Verfahren und eine Berechnungseinheit zur Bestimmung der Winkelabweichung in der Horizontalebene eines Fahrzeugs, die in einer der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen realisiert werden können. Diese Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden und soll durch die im vorliegenden Dokument beschriebenen Ausführungsformen nicht begrenzt werden. Diese Ausführungsformen sollen vielmehr die verschiedenen Aspekte der Erfindung erläutern und veranschaulichen.
Weitere Aspekte und Merkmale der Erfindung können aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung zu ersehen sein, wenn diese im Zusammenhang mit den beigefügten Abbildungen betrachtet wird. Bei den Abbildungen handelt es sich jedoch nur um Beispiele verschiedener Ausführungsformen der Erfindung, welche die Erfindung nicht begrenzen sollen. Die Erfindung wird nur durch die beigefügten Patentansprüche begrenzt. Außerdem sind die Abbildungen nicht unbedingt maßstabgerecht.
Sofern nichts anderes ausdrücklich angegeben ist, sollen die Abbildungen Aspekte der Erfindung konzeptuell veranschaulichen.
zeigt ein Fahrzeug 100 in einer Fahrtrichtung 101. Diese Fahrtrichtung 101 ist eine bestehende oder geplante Fahrtrichtung 101, d. h. das Fahrzeug 100 kann sich in der Fahrtrichtung 101 bewegen oder sich im Stillstand befinden und auf eine geplante Bewegung in der Fahrtrichtung 101 vorbereitet sein.
Außerdem befindet sich das Fahrzeug 100 auf einer Horizontalebene 105 und ist so konfiguriert, dass es sich parallel zu dieser Horizontalebene 105 fortbewegt.
Der größere Kreis der beiden gestrichelten Kreise in zeigt eine vergrößerte Ansicht einer Frontpartie des Fahrzeugs 100.
Am oder im Fahrzeug 100 sind ein erster Sensor 110 und ein zweiter Sensor 120 montiert. Die beiden Sensoren 110 und 120 sind in einem Abstand A voneinander in Vertikalrichtung des Fahrzeugs montiert. Die Vertikalachse des Fahrzeugs steht in etwa rechtwinklig auf der Horizontalebene 105. Die Sensoren 110 und 120 können beispielsweise die folgenden Geräte umfassen oder aus den folgenden Geräten bestehen: Radarmessgerät, Lasermessgerät, wie beispielsweise ein Light Detection And Ranging (LIDAR), das manchmal auch als LADAR oder Laser-Radar bezeichnet wird, Kamera, wie beispielsweise eine Time-of-Flight-Kamera (ToF-Kamera), Abstandsmesser auf der Basis von Ultraschallwellen oder ähnliche Vorrichtung, die zur Abstandsmessung konfiguriert ist.
Ein LIDAR ist ein optisches Messinstrument, das die Eigenschaften von reflektiertem Licht misst, um die Entfernung (und/oder andere Eigenschaften) eines in einem bestimmten Abstand befindlichen Objekts zu bestimmen. Diese Technik ähnelt dem Radar (Radio Detection and Ranging), doch statt Funkwellen wird Licht eingesetzt. Normalerweise wird der Abstand zu einem Objekt bestimmt, indem man die Zeit vom Absenden des Laserimpulses bis zur Registrierung des Reflexes misst.
Eine Time-of-Flight-Kamera (ToF-Kamera) ist ein Kamerasystem, das eine Sequenz von Fotos aufnimmt und einen Abstand zu einem Objekt auf der Basis der bekannten Lichtgeschwindigkeit bestimmt, indem die Zeit gemessen wird, die ein Lichtsignal zum Zurücklegen des Wegs zwischen der Kamera und dem Motiv/Objekt benötigt. Eine Time-of-Flight-Kamera ist sozusagen eine Art von scannerlosem LIDAR, bei dem im Gegensatz zum Scannen mit einem LIDAR-System, bei dem einzelne Punkte mit einem Laserstrahl erfasst werden, die gesamte Szene mit jedem Laser oder Lichtimpuls aufgenommen wird.
Außerdem kann es sich beim ersten Sensor 110 und beim zweiten Sensor 120 je nach Ausführungsform um den gleichen Sensortyp oder um unterschiedliche Sensortypen handeln. Bei bestimmten Ausführungsformen können mehr als zwei Sensoren 110 und 120 am Fahrzeug 100 montiert sein. Ein Vorteil des Einsatzes von mehr als zwei Sensoren 110 und 120 besteht darin, dass eine zuverlässigere Abstandsmessung vorgenommen werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine Messung der Neigung des Fahrzeugs in mehreren Dimensionen erfolgen kann, beispielsweise in zwei oder drei Dimensionen gemäß bestimmten Ausführungsformen.
Die Sensoren 110 und 120 sind so konfiguriert, dass sie den jeweiligen Abstand L1, H zu einem Objekt 130 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs messen. L1 ist die Strecke zwischen dem ersten Sensor 110 und dem Objekt 130, während die Strecke H der Abstand zwischen dem zweiten Sensor 120 und dem Objekt 130 ist.
Das Objekt 130 kann ein beliebiges Objekt sein, wie beispielsweise ein anderes Fahrzeug, ein Verkehrsschild, eine Wand, ein Gebäude, ein Baum oder dergleichen. Für die Erfindung spielt es keine Rolle, ob das Objekt 130 in Bewegung oder im Stillstand ist. Die Erfindung ist je nach Ausführungsform auch unabhängig davon, ob das eigene Fahrzeug 100 im Stillstand oder in Bewegung ist.
Wenn der Abstand A zwischen den Sensoren 110 und 120 bekannt ist, kann eine korrelierende Strecke L2 zwischen dem zweiten Sensor 120 und einem korrelierenden Abstandspunkt 140 berechnet werden. Der korrelierende Abstandspunkt 140 hat den gleichen Abstand zum Fahrzeug 100 wie das Objekt 130, d. h. Strecke L1 = Strecke L2, wenn das Fahrzeug 100 sich parallel zur Horizontalebene 105 befindet. Die Winkelabweichung des Fahrzeugs ist dann bei korrekter Kalibrierung gleich 0.
zeigt das Fahrzeug 100 in , auf dessen Pritsche eine Last 150 platziert ist. Das Fahrzeug 100 kann sich dann in bestimmten Fällen, beispielsweise aufgrund einer ungleichmäßigen Belastung der Fahrzeugfederung, mit einer Winkelabweichung δ in der Horizontalebene 105 in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 101 neigen.
Aufgrund der Neigung des Fahrzeugs ändert sich der Abstand L2 zwischen dem zweiten Sensor 120 und dem korrelierenden Abstandspunkt 140 gegenüber der horizontalen Situation, die in dargestellt ist. Dadurch kann die Winkelabweichung δ des Fahrzeugs mittels einer trigonometrischen Berechnung ermittelt werden. Diese trigonometrische Berechnung beinhaltet die Berechnung des Arkustangens des Unterschieds zwischen der gemessenen ersten Strecke L1 und der korrelierenden Strecke L2, dividiert durch den Abstand A in Vertikalrichtung des Fahrzeugs zwischen dem ersten Sensor 110 und dem zweiten Sensor 120. Anders ausgedrückt bedeutet das: Winkelabweichung δ = arctan L2 – L1 / A.
Dabei ist zu beachten, dass das dargestellte Beispiel für die Winkelabweichung δ des Fahrzeugs in nur eine beliebige Darstellung ist. Beispielsweise kann bei einer anderen Ausführungsform die Last 150 an einer beliebigen anderen Stelle im Fahrzeug 100 platziert werden oder eine andere Größe haben, wobei die Neigung in Form der Winkelabweichung δ eine andere Größe und/oder eine andere Richtung haben kann.
Indem man auf diese Weise die Winkelabweichung δ des Fahrzeugs ermittelt und berechnet, kann man diese Neigung kompensieren. Beispielsweise kann dadurch die Scheinwerferhöhe im Verhältnis zur Horizontalebene 105 eingestellt werden. Dadurch lässt sich vermeiden, dass die Scheinwerfer des Fahrzeugs andere Verkehrsteilnehmer blenden, und erreichen, dass die Fahrbahn besser beleuchtet wird. Außerdem können die Scheinwerfer des Fahrzeugs so eingestellt werden, dass die Form des Lichtkegels optimiert oder zumindest verbessert wird, d. h. die Fahrbahn wird gut beleuchtet, ohne dass andere Verkehrsteilnehmer geblendet werden. Dies wird im Zusammenhang mit der in gezeigten Ausführungsform näher erläutert.
Außerdem kann bei bestimmten Ausführungsformen das Fahrerhaus oder das ganze Fahrzeug 100 mittels regelbarer Stoßdämpfer oder ähnlicher Vorrichtungen an die Neigung aufgrund der Winkelabweichung δ angepasst werden, was im Zusammenhang mit der in gezeigten Ausführungsform näher erläutert wird.
Bei manchen Ausführungsformen kann auch die Messung des Füllstandes in einem Flüssigkeitsbehälter im Fahrzeug 100 an die Neigung des Fahrzeugs angepasst werden. Eine solche Ausführungsform wird unter Verweis auf die und näher erläutert.
Ein Vorteil der Platzierung der Sensoren 110 und 120 oder der Abstandsmesser auf der Vorderseite des Fahrzeugs statt auf dessen Unterseite ist, dass die Sensoren dort vor äußerer Beschädigung, Verschmutzung, Schneematsch usw. besser geschützt sind. Dadurch kann die Zuverlässigkeit der Sensoren 110 und 120 gegenüber deren Platzierung unter dem Fahrzeug 100 verbessert und die Lebensdauer dieser Sensoren 110 und 120 verlängert werden.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die Sensoren 110 und 120 oft zu anderen Zwecken auf der Vorderseite des Fahrzeugs angebracht sind, beispielsweise um den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug zu messen, damit der Fahrer gewarnt werden kann, wenn der Abstand zu gering ist, und/oder damit der Tempomat des Fahrzeugs an die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs angepasst werden kann. Ein weiterer denkbarer Einsatzzweck ist beispielsweise die Erkennung eines vor dem Fahrzeug 100 auftauchenden Gegenstandes und die Warnung des Fahrers vor diesem Gegenstand oder die Auslösung eines automatischen Bremsvorgangs.
Indem man diese oder andere ähnliche Sensoren 110 und 120 zusätzlich nutzt, um die Neigung des Fahrzeugs gemäß den im vorliegenden Dokument beschriebenen Methoden zu messen und zu ermitteln, kann man die Anzahl der Sensoren 110 und 120 im Fahrzeug 100 verringern, was zu geringeren Materialkosten, weniger Montageaufwand sowie geringeren Herstellungskosten für das Fahrzeug 100 führt, weil weniger Komponenten bevorratet und im Fahrzeug 100 montiert werden müssen.
zeigt einen Flüssigkeitstank 160 im Fahrzeug 100. Der Flüssigkeitstank 160 ist ein mit Flüssigkeit gefüllter Behälter, beispielsweise ein Kraftstofftank, im Fahrzeug 100. Der Flüssigkeitstank 160 hat im gezeigten Beispiel einen Füllstandstand 170 und ist mit einem Füllstandmesser 180 ausgestattet, der dazu dient, den Füllstand 170 im Flüssigkeitstank 160 anzuzeigen. Im gezeigten Beispiel befindet sich das Fahrzeug 100 und dadurch auch der Flüssigkeitstank 160 parallel zu einer Horizontalebene 105. Außerdem hat der Flüssigkeitstank 160 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs die Länge B, so dass die Mittelachse 165 des Flüssigkeitstanks von jeder Seite des Fahrzeugs in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs den Abstand B/2 hat.
Da der Flüssigkeitstank 160 parallel zur Horizontalebene 105 angeordnet ist, ist der vom Füllstandmesser 180 angezeigte Füllstand 170 korrekt.
zeigt den Flüssigkeitstank 160 im Fahrzeug 100, der auch in gezeigt ist. Der Flüssigkeitstank 160 hat hier jedoch, beispielsweise aufgrund einer ungleichmäßigen Belastung des Fahrzeugs 100, eine Winkelabweichung von δ zur Horizontalebene 105. Dabei bleibt der Flüssigkeitsspiegel 170 aufgrund der Schwerkraft parallel zur Horizontalebene 105, sofern das Fahrzeug 100 zum Zeitpunkt der Messung eine vernachlässigbare Beschleunigung aufweist.
Wenn der Füllstand 170 vom Füllstandmesser 180 ohne Kompensation der oben beschriebenen Winkelabweichung δ zur Horizontalen 105 gemessen würde, wäre das Messergebnis, wie in gezeigt, völlig falsch. Das Ausmaß der Falschanzeige ist auch vom Abstand D zwischen dem Füllstandmesser 180 und einer Mittelachse 165 des Flüssigkeitstanks abhängig. Die Mittelachse 165 verläuft durch den geometrischen Mittelpunkt, wenn der Füllstandmesser 180 und das Fahrzeug 100 keine Neigung bzw. Winkelabweichung δ zur Horizontalebene 105 aufweisen. Außerdem ist die Messabweichung davon abhängig, ob der Füllstandmesser 180 sich vor oder hinter der Mittelachse 165 des Flüssigkeitstanks in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs befindet.
Ein korrigierter Füllstand 175 im Flüssigkeitstank 160 kann berechnet werden. Dieser Berechnung wird der vom Füllstandmesser 180 gemessene Füllstand 170 zugrunde gelegt. Befindet der Füllstandmesser 180 sich vor der Mittelachse 165 des Flüssigkeitstanks, wird der Abstand D zwischen dem Füllstandmesser 180 und der Mittelachse 165 des Flüssigkeitstanks zu dem gemessenen Wert hinzuaddiert, befindet der Füllstandmesser 180 sich hinter der Mittelachse 165 wird der Abstand D von dem gemessenen Wert subtrahiert. Das Ergebnis dieser Berechnung wird mit dem Tangens der Winkelabweichung δ des Fahrzeugs multipliziert, so dass gilt: korrigierter Füllstand = gemessener Füllstand +/– D·tanδ
Dadurch erhält der Fahrer eine korrekte Information über den Füllstand im Flüssigkeitstank 160, beispielsweise im Kraftstofftank des Fahrzeugs, unabhängig davon, ob das Fahrzeug 100 aufgrund einer schweren und/oder ungleichmäßigen Ladung 150 geneigt ist oder nicht. Dank dieser Information kann der Fahrer eine zuverlässige Messung der Füllstände, beispielsweise des Kraftstoffstandes, im Fahrzeug 100 erhalten, und die Betankung des Fahrzeugs zuverlässig planen.
zeigt die Vorderseite des Fahrzeugs 100, an welcher der erste Sensor 110 und der zweite Sensor 120 montiert sind, um die Winkelabweichung δ des Fahrzeugs gemäß dem bereits beschriebenen Verfahren zu ermitteln. Das Fahrzeug 100 besitzt einen oder mehrere Scheinwerfer 210, beispielsweise zwei, die mit einem Winkeleinsteller 220 eingestellt werden können, der es gestattet, die Scheinwerfer 210 des Fahrzeugs je nach Neigung des Fahrzeugs 100 mit einer entsprechenden Winkelabweichung δ in entgegengesetzter Richtung in der Horizontalebene 105 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs einzustellen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass andere Verkehrsteilnehmer nicht geblendet werden und die Scheinwerfer 210 des Fahrzeugs die Fahrbahn optimal, besser, gut oder zumindest in akzeptabler Weise beleuchten.
Der Winkeleinsteller 220 kann in bestimmten Ausführungsformen Steuersignale von der Berechnungseinheit über eine drahtlose oder drahtgebundene Schnittstelle, wie beispielsweise den Bus des Fahrzeugs, erhalten. Außerdem kann der Winkeleinsteller 220 die Scheinwerfer 210 durch Anpassen ihrer Neigung einstellen. Dies geschieht beispielsweise durch Drehen einer Halterung mit Zähnen, Drücken/Ziehen einer Steuerstange oder von Drahtseilen, die am jeweiligen Scheinwerfer 210 befestigt sind, oder durch eine vergleichbare Steuervorrichtung gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen.
zeigt einen Überblick über das Fahrzeug 100 und dessen Federung 230-1, 230-2, 230-3. Diese Federung 230-1, 230-2, 230-3 kann beispielsweise eine Luftfederung sein. Bei diesen Ausführungsformen, bei denen die Federung 230-1, 230-2, 230-3 eine Luftfederung ist, kann diese Luftfederung über Ventile an einen Kompressor und einen Lufttank angeschlossen werden.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann das Fahrzeug 100, wenn festgestellt wird, dass es sich mit einer Winkelabweichung δ zur Horizontalen 105 neigt, dadurch eingestellt werden, dass das Fahrzeug 100 mit einer entsprechenden Winkelabweichung δ in entgegengesetzter Richtung in der Horizontalebene 105 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs geneigt wird. Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann die Einstellung der Neigung des Fahrzeugs vorgenommen werden, indem mindestens ein einstellbarer Stoßdämpfer 230-1, 230-2, 230-3 aktiviert wird, der das Fahrzeug 100 mit der entsprechenden Winkelabweichung δ in entgegengesetzter Richtung in der Horizontalebene 105 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs im Verhältnis zur festgestellten Neigung des Fahrzeugs 100 dreht.
Dabei kann, wenn beispielsweise eine Luftfederung eingesetzt wird, Druckluft aus der vorderen bzw. hinteren einstellbaren Federung 230-1, 230-2, 230-3 zugeführt bzw. abgeleitet werden, um die Neigung bzw. die Winkelabweichung δ des Fahrzeug zu kompensieren. Wenn Spiralfedern eingesetzt werden, kann beispielsweise bei bestimmten Ausführungsformen deren Hublänge eingestellt werden.
Dadurch können die aerodynamischen Eigenschaften in Form des Luftwiderstands verbessert werden, was zu geringerem Kraftstoffverbauch und dadurch zu geringeren Kraftstoffkosten und außerdem zu geringerer Umweltbelastung durch Abgase führt. Außerdem kann durch die Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften auch die Straßenlage des Fahrzeugs verbessert werden. Dies kann zu einem besseren Fahrverhalten und mehr Fahrsicherheit des Fahrzeugs 100 und dadurch zur Verringerung des Unfallrisikos führen.
zeigt ein Beispiel einer Ausführungsform der Erfindung. Das Ablaufdiagramm in veranschaulicht ein Verfahren 300 zur Bestimmung der Winkelabweichung δ in der Horizontalebene 105 eines Fahrzeugs 100 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs. Das Fahrzeug 100 besitzt einen ersten Sensor 110 und einen zweiten Sensor 120. Letzterer hat zum ersten Sensor einen Abstand A in Vertikalrichtung des Fahrzeugs. Das Verfahren 300 kann ganz oder teilweise in einer Berechnungseinheit des Fahrzeugs 100 durchgeführt werden. Alternativ dazu kann das Verfahren 300 in einem System im Fahrzeug 300 durchgeführt werden. Dieses System besteht mindestens aus zwei Sensoren 110 und 120 sowie einer Berechnungseinheit.
Um die Winkelabweichung δ in der Horizontalebene 105 des Fahrzeugs 100 korrekt bestimmen zu können, kann das Verfahren 300 mehrere Stufen 301–304 beinhalten. Dabei ist jedoch zu beachten, dass einige der beschriebenen Stufen 301–304 je nach Ausführungsform in einer anderen chronologischen Reihenfolge, als die Nummerierung andeutet, durchgeführt werden können und dass einige davon parallel zueinander durchgeführt werden können. Das Verfahren 300 beinhaltet die folgenden Schritte:
Schritt 301
Eine erste Strecke L1 zwischen dem ersten Sensor 110 und einem Objekt 130 wird bestimmt, wobei sich das Objekt 130 vor dem Fahrzeug 100 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs befindet.
Die erste Strecke L1 zwischen dem ersten Sensor 110 und dem Objekt 130 kann bei einigen Ausführungsformen bestimmt werden, indem der erste Sensor 110 diese Strecke L1 misst und den Messwert zur Berechnungseinheit übermittelt.
Schritt 302
Eine zweite Strecke H wird zwischen dem zweiten Sensor 120 und dem Objekt 130 gemessen.
Die zweite Strecke H zwischen dem zweiten Sensor 120 und dem Objekt 130 kann bei einigen Ausführungsformen bestimmt werden, indem der zweite Sensor 120 diese Strecke H misst und den Messwert zur Berechnungseinheit übermittelt.
Schritt 303
Eine korrelierende Strecke L2 wird zwischen dem zweiten Sensor 120 und einem korrelierenden Abstandspunkt 140 berechnet, der vom Fahrzeug 100 den gleichen Abstand hat wie das Objekt 130, und zwar auf der Basis der Bestimmung 302 der zweiten Strecke H zwischen dem zweiten Sensor 120 und dem Objekt 130.
Die Berechnung der korrelierenden Strecke L2 kann Folgendes beinhalten: korrelierende Strecke L2 = √H² – A²
Schritt 304
Die Winkelabweichung δ des Fahrzeugs in der Horizontalebene 105 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs wird festgestellt, indem der Arkustangens des Unterschieds zwischen der gemessenen ersten Strecke L1 und der korrelierenden Strecke L2 berechnet und durch den Abstand A in Vertikalrichtung des Fahrzeugs zwischen dem ersten Sensor 110 und dem zweiten Sensor 120 dividiert wird. Die Vertikale des Fahrzeugs verläuft in etwa rechtwinklig zur Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs sowie zur Horizontalebene 105.
Die Ermittlung der Winkelabweichung δ kann bei bestimmten Ausführungsformen die folgende Berechnung beinhalten: Winkelabweichung δ = arctan L2 – L1 / A.
Bei bestimmten Ausführungsformen kann die festgestellte Winkelabweichung δ verwendet werden, um die Scheinwerfer 210 des Fahrzeugs mit der entsprechenden Winkelabweichung δ in entgegengesetzter Richtung in der Horizontalebene 105 in der Fahrtrichtung 101 so einzustellen, dass entgegenkommende Verkehrsteilnehmer nicht geblendet werden.
Diese Einstellung der Scheinwerfer 210 des Fahrzeugs kann in bestimmten Ausführungsformen durch Aktivierung eines Winkeleinstellers 220 vorgenommen werden, der die Scheinwerfer 210 des Fahrzeugs mit der entsprechenden Winkelabweichung δ in entgegengesetzter Richtung in der Horizontalebene 105 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs dreht.
Die ermittelte Winkelabweichung δ kann auch verwendet werden, um bei bestimmten Ausführungsformen die Neigung des Fahrzeugs mit der entsprechenden Winkelabweichung δ in entgegengesetzter Richtung in der Horizontalebene 105 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs einzustellen.
Diese Einstellung der Fahrzeugneigung kann durch die Aktivierung von mindestens einem einstellbaren Stoßdämpfer 230-1, 230-2, 230-3 vorgenommen werden, der das Fahrzeug 100 mit der entsprechenden Winkelabweichung δ in entgegengesetzter Richtung in der Horizontalebene 105 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs dreht oder entsprechend auf das Fahrzeug einwirkt.
Bei bestimmten Ausführungsformen wird die ermittelte Winkelabweichung δ benutzt, um einen korrigierten Füllstand 175 für einen Füllstandmesser 180 in einem Flüssigkeitstank 160 im Fahrzeug 110 auf der Basis der festgestellten 304 Winkelabweichung δ und eines Abstands D in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs zwischen dem Füllstandmesser 180 und der Mittelachse 165 des Flüssigkeitstanks zu berechnen.
Die Berechnung des korrigierten Füllstandes 175 im Flüssigkeitstank 160 gemäß bestimmten Ausführungsformen beinhaltet die Ermittlung des gemessenen Füllstandes 170 plus/minus Abstand D, multipliziert mit dem Tangens der Winkelabweichung δ des Fahrzeugs, d. h.: korrigierter Füllstand = gemessener Füllstand +/– D·tanδ
zeigt eine Ausführungsform eines Systems 400, unter anderem mit einer Berechnungseinheit 410, die dazu dient, mindestens Teile des Verfahrens 300 zur Bestimmung der Winkelabweichung δ in der Horizontalebene 105 eines Fahrzeugs 100 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs auszuführen. Das Fahrzeug 100 besitzt einen ersten Sensor 110 und einen zweiten Sensor 120. Letzterer hat zum ersten Sensor einen Abstand A in Vertikalrichtung des Fahrzeugs.
Die Berechnungseinheit 410 besitzt einen Signalempfänger 420, der ein Signal vom ersten Sensor 110 und vom zweiten Sensor 120 empfangen kann. Diese Signalübermittlung kann bei bestimmten Ausführungen über eine drahtlose Schnittstelle erfolgen..
Das drahtlose Netzwerk kann beispielsweise auf einer der folgenden Technologien basieren: Global System for Mobile Communications (GSM), Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE), Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), Code Division Access (CDMA), (CDMA 2000), Time Division Synchronous CDMA (TDSCDMA), Long Term Evolution (LTE); Wireless Fidelity (Wi-Fi) gemäß Definition eines Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) in den Normen 802.11a, ac, b, g und/oder n, Internet Protocol (IP), Bluetooth und/oder Near Field Communication (NFC) oder ähnlichen Kommunikationstechnologien gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen.
Gemäß bestimmten anderen Ausführungsformen werden der Signalempfänger 420 und die Sensoren 110, 120 zur Kommunikation und zur Informationsübertragung über eine drahtgebundene Schnittstelle eingesetzt. Eine solche drahtgebundene Schnittstelle kann ein Kommunikationsbussystem umfassen, das aus einem oder mehreren Kommunikationsbussen besteht, die mehrere elektronische Steuergeräte (ESG) oder Überwachungsgeräte/Regler sowie verschiedene am Fahrzeug 100 angebrachte Komponenten und Sensoren miteinander verbinden.
Der Signalempfänger 420 und die erwähnten Sensoren 110 und 120 sind ihrerseits in der Lage, zum einen miteinander zu kommunizieren, um Signale und Messwerte zu empfangen und eventuell auch eine Messung einzuleiten, beispielsweise in einem bestimmten Zeitintervall. Zum anderen können der Signalempfänger 420 und die erwähnten Sensoren 110 und 120 beispielsweise über den Kommunikationsbus des Fahrzeugs kommunizieren, der aus einem oder mehreren Kabeln, einem Datenbus, wie beispielsweise einem CAN-Bus (CAN = Controller Area Network), einem MOST-Bus (Media Oriented Systems Transport) oder einem drahtlosen Anschluss, beispielsweise gemäß einem der oben genannten Technologien für drahtlose Kommunikation, bestehen kann.
Die Berechnungseinheit 410 besitzt einen Signalempfänger 420, der ein Signal vom ersten Sensor 110 und vom zweiten Sensor 120 empfangen kann.
Das Signal, das vom ersten Sensor 110 empfangen wird, beinhaltet eine gemessene erste Strecke L1 zwischen dem ersten Sensor 110 und einem Objekt 130, das sich vor dem Fahrzeug 100 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs befindet. Das Signal, das vom zweiten Sensor 120 empfangen wird, beinhaltet eine gemessene zweite Strecke H zwischen dem zweiten Sensor 120 und dem Objekt 130. Dadurch kann die Berechnungseinheit 410 bei bestimmten Ausführungsformen die erste Strecke L1 bzw. die zweite Strecke H auf der Basis des empfangenen Messwerts des ersten Sensors 110 bzw. des zweiten Sensors 120 bestimmen.
Außerdem besitzt die Berechnungseinheit 410 einen Prozessorkreis 430. Der Prozessorkreis 430 dient zur Berechnung einer korrelierenden Strecke L2 zwischen dem zweiten Sensor 120 und einem korrelierenden Abstandspunkt 140, der sich im gleichen Abstand zum Fahrzeug 100 wie das Objekt 130 befindet, und zwar auf der Basis der Messung der zweiten Strecke H zwischen dem zweiten Sensor 120 und dem Objekt 130. Der Prozessorkreis 430 ist außerdem in der Lage, die Winkelabweichung δ des Fahrzeugs in der Horizontalebene 105 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs zu ermitteln, indem er den Arkustangens des Unterschieds zwischen der gemessenen ersten Strecke L1 und der korrelierenden Strecke L2 berechnet und durch den Abstand A in Vertikalrichtung des Fahrzeugs zwischen dem ersten Sensor 110 und dem zweiten Sensor 120 dividiert.
Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Berechnungseinheit 410 die Winkelabweichung δ ermitteln, indem Folgendes berechnet wird: Winkelabweichung δ = arctan L2 – L1 / A.
Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Berechnungseinheit 410 die korrelierende Länge L2 ermitteln, indem Folgendes berechnet wird: korrelierende Strecke L2 = √H² – A²
Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Berechnungseinheit 410 auch einen Signalsender 440 enthalten. Der Signalsender 440 kann genutzt werden, um Steuersignale an einen Winkeleinsteller 220 zu senden, die diesen anweisen, die Scheinwerfer 210 des Fahrzeugs mit der entsprechenden Winkelabweichung δ zu drehen, die für das Fahrzeug 100 berechnet wurde, und zwar in entgegengesetzter Richtung in der Horizontalebene 105 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs.
Bei verschiedenen Ausführungsformen können diese Signale, wie bereits beschrieben, über eine drahtlose oder alternativ über eine drahtgebundene Schnittstelle übermittelt werden.
Der Signalgeber 440 kann außerdem gemäß bestimmten Ausführungsformen Steuersignale zu mindestens einem einstellbaren Stoßdämpfer 230-1, 230-2, 230-3 übermitteln, um diesen anzuweisen, das Fahrzeug 100 mit der entsprechenden Winkelabweichung δ in entgegengesetzter Richtung in der Horizontalebene 105 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs zu drehen.
Der Prozessorkreis 430 kann auch bei bestimmten Ausführungsformen genutzt werden, um einen korrigierten Füllstand 175 für einen Füllstandmesser 180 in einem Flüssigkeitstank 160 im Fahrzeug 110 auf der Basis der ermittelten Winkelabweichung δ und eines Abstands D in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs zwischen dem Füllstandmesser 180 und der Mittelachse 165 des Flüssigkeitstanks zu berechnen. Der Prozessorkreis 430 kann gemäß diesen Ausführungsformen den korrigierten Füllstand 175 im Flüssigkeitstank 160 berechnen, indem der gemessene Füllstand 170 plus/minus Abstand D, multipliziert mit dem Tangens der Winkelabweichung δ ermittelt wird, d. h.: korrigierter Füllstand = gemessener Füllstand +/– D·tanδ
Der Prozessorkreis 410 kann beispielsweise aus einem oder mehreren Zentralprozessoren (CPU), Mikroprozessoren oder anderen Logikeinheiten bestehen, die Anweisungen interpretieren und auszuführen und/oder Daten lesen oder schreiben. Der Prozessorkreis 410 kann Eingabe- und Ausgabedaten verarbeiten oder eine Datenverarbeitung durchführen, welche die Pufferung von Daten, Kontrollfunktionen oder dergleichen umfasst.
Die Berechnungseinheit 410 kann außerdem gemäß bestimmten Ausführungsformen eine Speichereinheit 425 umfassen, die bei bestimmten Ausführungsformen aus einem Speichermedium für Daten bestehen kann. Die Speichereinheit 425 kann beispielsweise aus einer Speicherkarte, einem Flash-Speicher, einem USB-Speicher, einer Festplatte oder einer anderen ähnlichen Datenspeichereinheit, beispielsweise aus der folgenden Gruppe, bestehen: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash-Speicher, EEPROM (Electrically Erasable PROM) usw. in unterschiedlichen Ausführungsformen.
Außerdem umfasst die Erfindung gemäß bestimmten Ausführungsformen ein Computerprogramm zur Bestimmung der Winkelabweichung δ in der Horizontalebene 105 eines Fahrzeugs 100 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs.
Das Computerprogramm dient dazu, das Verfahren 300 gemäß mindestens einem der zuvor beschriebenen Schritte 301–304 durchzuführen, wenn das Programm in einem Prozessorkreis 430 in der Berechnungseinheit 410 ausgeführt wird.
Das Computerprogramm kann außerdem bei bestimmten Ausführungsformen dazu dienen, die Scheinwerfer 210 des Fahrzeugs mit der entsprechenden Winkelabweichung δ, die für das Fahrzeug 100 berechnet wurde, in entgegengesetzter Richtung in der Horizontalebene 105 in der Fahrtrichtung 101 so einzustellen, dass entgegenkommende Verkehrsteilnehmer nicht geblendet werden. Beispielsweise kann das Computerprogramm dies durch Aktivierung eines Winkeleinstellers 220 erreichen, der die Scheinwerfer 210 des Fahrzeugs dreht.
Das Computerprogramm kann außerdem bei bestimmten Ausführungsformen dazu dienen, die Neigung des Fahrzeugs mit der entsprechenden Winkelabweichung δ in entgegengesetzter Richtung in der Horizontalebene 105 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs zu einzustellen. Beispielsweise kann eine solche Einstellung der Fahrzeugneigung durch Aktivierung von mindestens einem einstellbaren Stoßdämpfer 230-1, 230-2, 230-3 erreicht werden, der das Fahrzeug 100 mit der entsprechenden Winkelabweichung δ dreht.
Das Computerprogramm kann außerdem bei bestimmten Ausführungsformen genutzt werden, um einen korrigierten Füllstand 175 für einen Füllmesser 180 in einem Flüssigkeitstank 160 im Fahrzeug 110 auf der Basis der ermittelten Winkelabweichung δ und eines Abstands D in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs zwischen dem Füllstandmesser 180 und der Mittelachse 165 des Flüssigkeitstanks zu berechnen. Eine solche Berechnung des korrigierten Füllstandes 175 im Flüssigkeitstank 160 kann gemäß bestimmten Ausführungsformen die Ermittlung des gemessenen Füllstandes 170 plus/minus Abstand D, multipliziert mit dem Tangens der Winkelabweichung δ des Fahrzeugs beinhalten.
Das Verfahren 300 gemäß mindestens einem der Schritte 301–304 zur Bestimmung der Winkelabweichung δ in der Horizontalebene 105 eines Fahrzeugs 100 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs kann realisiert werden durch einen oder mehrere Prozessorkreise 430 in der Berechnungseinheit 410 zusammen mit einem Programmcode zur Ausführung eines, mehrerer, bestimmter oder aller der oben beschriebenen Schritte 301–304. Dadurch kann ein Computerprogramm, das Anweisungen zur Ausführung der Schritte 301–304 beinhaltet, ausgeführt werden, wenn das Programm in den Prozessorkreis 430 geladen wird.
Das oben beschriebene Computerprogramm im Fahrzeug 100 ist bei bestimmten Ausführungsformen dafür vorgesehen, in der Speichereinheit 425 in der Berechnungseinheit 410, beispielsweise über eine drahtlose Schnittstelle, installiert zu werden.
Der oben beschriebene und behandelte Signalempfänger 420 und/oder Signalsender 440 kann bei bestimmten Ausführungsformen aus separaten Sendern und Empfängern bestehen. Jedoch können der Signalempfänger 420 und der Signalsender 440 in der Berechnungseinheit 410 in bestimmten Ausführungsformen aus einem Sendeempfänger bzw. Transceiver bestehen, der dafür ausgelegt ist, Funksignale zu senden und zu empfangen, und bei dem Teile der Konstruktion, beispielsweise die Antenne, von Sender und Empfänger gemeinsam genutzt werden. Die erwähnte Kommunikation kann für die drahtlose Informationsübermittlung über Funkwellen, WLAN, Bluetooth oder Infrarot-Sender/Empfängermodul ausgelegt sein. Jedoch kann der Signalempfänger 420 und/oder Signalsender 440 in bestimmten Ausführungsformen alternativ speziell für drahtgebundenen Informationsaustausch oder alternativ sowohl für drahtlose als auch drahtgebundene Kommunikation ausgelegt sein.
Die Erfindung umfasst außerdem ein System 400 zur Bestimmung der Winkelabweichung δ in der Horizontalebene 105 eines Fahrzeugs 100 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs. Das System 400 umfasst einen ersten Sensor 110 und einen zweiten Sensor 120, die am Fahrzeug 100 angebracht sind, wobei der zweite Sensor 120 sich in einem Abstand A in Vertikalrichtung des Fahrzeugs vom ersten Sensor 110 entfernt befindet. Der erste Sensor 110 ist dafür vorgesehen, eine erste Strecke L1 zwischen dem ersten Sensor 110 und einem Objekt 130, das sich vor dem Fahrzeug 100 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs befindet, zu messen.
Der zweite Sensor 120 ist dafür vorgesehen, eine zweite Strecke H zwischen dem zweiten Sensor 120 und dem Objekt 130 zu messen.
Außerdem umfasst das System 400 eine Berechnungseinheit 410 gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen.
Das System 400 kann außerdem gemäß bestimmten Ausführungsformen einen oder mehrere Winkeleinsteller 220 umfassen, die dafür vorgesehen sind, die Scheinwerfer 210 des Fahrzeugs mit einer entsprechenden Winkelabweichung δ wie derjenigen, die für das Fahrzeug 100 berechnet wurde, in entgegengesetzter Richtung in der Horizontalebene 105 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs zu drehen.
Das System 400 kann außerdem gemäß bestimmten Ausführungsformen mindestens einen einstellbaren Stoßdämpfer 230-1, 230-2, 230-3 umfassen, der das Fahrzeug 100 mit der entsprechenden Winkelabweichung δ in entgegengesetzter Richtung in der Horizontalebene 105 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs dreht.
Das System 400 kann auch gemäß bestimmten Ausführungsformen einen Füllstandmesser 180 in einem Flüssigkeitstank 160 im Fahrzeug 110 umfassen.
Der erste Sensor 110 bzw. der zweite Sensor 120, die zum System 400 gehören, können in unterschiedlichen Ausführungsformen aus einem Radarmessgerät, einem Lasermessgerät, einer Kamera, einem Abstandsmesser auf der Basis von Ultraschallwellen oder einer anderen vergleichbaren Vorrichtung, welche die Abstandsermittlung zum Gegenstand 130 ermöglicht, bestehen.
Manche Ausführungsformen der Erfindung umfassen auch ein Fahrzeug 100, das ein im Fahrzeug 100 installiertes System 400 zur Bestimmung der Winkelabweichung δ in der Horizontalebene 105 des Fahrzeugs 100 in der Fahrtrichtung 101 des Fahrzeugs einschließt. Das System 400 umfasst unter anderem eine Berechnungseinheit 410, die dazu dient, zumindest Teile eines Verfahrens 300 zur Bestimmung der Winkelabweichung δ in der Horizontalebene 105 des Fahrzeugs 100 auszuführen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Normen 802.11a, ac, b, g und/oder n [0078]

Claims

Verfahren (300) zur Bestimmung der Winkelabweichung (δ) in der Horizontalebene (105) eines Fahrzeugs (100) in der Fahrtrichtung (101) des Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug (100) mit einem ersten Sensor (110) und einem zweiten Sensor (120) ausgestattet ist. Der zweite Sensor (120) ist in einem Abstand (A) in Vertikalrichtung des Fahrzeugs vom ersten Sensor (110) angebracht. Das Verfahren (300) ist gekennzeichnet durch: Bestimmung (301) einer ersten Strecke (L1) zwischen dem ersten Sensor (110) und einem Objekt (130), das sich vor dem Fahrzeug (100) in der Fahrtrichtung (101) des Fahrzeugs befindet, Bestimmung (302) einer zweiten Strecke (H) zwischen dem zweiten Sensor (120) und dem Objekt (130), Berechnung (303) einer korrelierenden Strecke (L2) zwischen dem zweiten Sensor (120) und einem korrelierenden Abstandspunkt (140), der vom Fahrzeug (100) den gleichen Abstand hat wie das Objekt (130), und zwar auf der Basis der Bestimmung (302) der zweiten Strecke (H) zwischen dem zweiten Sensor (120) und dem Objekt (130), Bestimmung (304) der Winkelabweichung (δ) des Fahrzeugs in der Horizontalebene (105) in der Fahrtrichtung (101) des Fahrzeugs durch Berechnung des Arkustangens des Unterschieds zwischen der gemessenen ersten Strecke (L1) und der korrelierenden Strecke (L2), dividiert durch den Abstand (A) in Vertikalrichtung des Fahrzeugs zwischen dem ersten Sensor (110) und dem zweiten Sensor (120).
Verfahren (300) gemäß Anspruch 1, bei dem die Ermittlung (304) der Winkelabweichung (δ) folgende Berechnung umfasst: Winkelabweichung δ = arctan L2 – L1 / A.
Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die Berechnung (303) der korrelierenden Strecke (L2) folgende Berechnung umfasst: korrelierende Strecke L2 = √H² – A²
Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1 – 3, bei dem die festgestellte (304) Winkelabweichung (δ) verwendet wird, um die Scheinwerfer (210) des Fahrzeugs mit der entsprechenden Winkelabweichung (δ) in entgegengesetzter Richtung in der Horizontalebene (105) in der Fahrtrichtung (101) so einzustellen, dass entgegenkommende Verkehrsteilnehmer nicht geblendet werden.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 4, bei dem die Einstellung der Scheinwerfer (210) des Fahrzeugs durch Aktivierung eines Winkeleinstellers (220) vorgenommen wird, der die Scheinwerfer (210) des Fahrzeugs mit der entsprechenden Winkelabweichung (δ) in entgegengesetzter Richtung in der Horizontalebene (105) in der Fahrtrichtung (101) des Fahrzeugs dreht.
Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1–5, bei dem die ermittelte (304) Winkelabweichung (δ) verwendet wird, um die Neigung des Fahrzeugs mit der entsprechenden Winkelabweichung (δ) in entgegengesetzter Richtung in der Horizontalebene (105) in der Fahrtrichtung (101) so einzustellen.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 6, bei dem die Einstellung der Neigung des Fahrzeugs durch Aktivierung von mindestens einem einstellbaren Stoßdämpfer (230-1, 230-2, 230-3) vorgenommen wird, der das Fahrzeug (100) mit der entsprechenden Winkelabweichung (δ) in entgegengesetzter Richtung in der Horizontalebene (105) in der Fahrtrichtung (101) des Fahrzeugs dreht.
Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1–7, bei dem die ermittelte (304) Winkelabweichung (δ) benutzt wird, um einen korrigierten Füllstand (175) für einen Füllstandmesser (180) in einem Flüssigkeitstank (160) im Fahrzeug (110) auf der Basis der ermittelten (304) Winkelabweichung (δ) und eines Abstands (D) in der Fahrtrichtung (101) des Fahrzeugs zwischen dem Füllstandmesser (180) und der Mittelachse (165) des Flüssigkeitstanks zu berechnen.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 8, bei dem die Berechnung des korrigierten Füllstands (175) im Flüssigkeitstank (160) die Ermittlung des gemessenen Füllstands (170) plus/minus Abstand (D), multipliziert mit dem Tangens der Winkelabweichung (δ) umfasst: korrigierter Füllstand (175) = gemessener Füllstand (170) +/– D·tanδ
Berechnungseinheit (410) zur Bestimmung der Winkelabweichung (δ) in der Horizontalebene (105) eines Fahrzeugs (100) in der Fahrtrichtung (101) des Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug (100) mit einem ersten Sensor (110) und einem zweiten Sensor (120) ausgestattet ist. Der zweite Sensor (120) ist in einem Abstand (A) in Vertikalrichtung des Fahrzeugs vom ersten Sensor (110) angebracht. Die Berechnungseinheit (410) ist gekennzeichnet durch: einen Signalempfänger (420), der ein Signal vom ersten Sensor (110) empfängt, das eine gemessene erste Strecke (L1) zwischen dem ersten Sensor (110) und einem Objekt (130), das sich vor dem Fahrzeug (100) in dessen Fahrtrichtung (101) befindet, beinhaltet, und der ein Signal vom zweiten Sensor (120) empfängt, das eine gemessene zweite Strecke (H) zwischen dem zweiten Sensor (120) und dem Objekt (130) beinhaltet, einen Prozessorkreis (430), der eine korrelierende Strecke (L2) zwischen dem zweiten Sensor (120) und einem korrelierenden Abstandspunkt (140), der sich im gleichen Abstand vom Fahrzeug (100) befindet wie das Objekt (130), berechnet, wobei die Berechnung auf der Messung der zweiten Strecke (H) zwischen dem zweiten Sensor (120) und dem Objekt (130) basiert, und der außerdem die Winkelabweichung (δ) des Fahrzeugs in der Horizontalebene (105) in der Fahrtrichtung (101) ermittelt, indem er den Arkustangens des Unterschieds zwischen der ersten Strecke (L1) und der korrelierenden Strecke (L2), dividiert durch den Abstand (A) in Vertikalrichtung des Fahrzeugs zwischen dem ersten Sensor (110) und dem zweiten Sensor (120), berechnet.
Berechnungseinheit (410) gemäß Anspruch 10, wobei die Berechnungseinheit (410) dazu dient, die Winkelabweichung (δ) des Fahrzeugs durch folgende Berechnung zu ermitteln: Winkelabweichung δ = arctan L2 – L1 / A.
Berechnungseinheit (410) gemäß Anspruch 10 oder Anspruch 11, wobei die Berechnungseinheit (410) dazu dient, die korrelierende Strecke (L2) durch folgende Berechnung zu ermitteln: korrelierende Strecke L2 = √H² – A²
Berechnungseinheit (410) gemäß einem der Ansprüche 10–12, wobei die Berechnungseinheit (410) auch Folgendes umfasst: einen Signalsender (440), der dazu dient, Steuersignale an einen Winkeleinsteller (220) zu senden, die diesen anweisen, die Scheinwerfer (210) des Fahrzeugs mit der entsprechenden Winkelabweichung (δ) zu drehen, die für das Fahrzeug (100) berechnet wurde, und zwar in entgegengesetzter Richtung in der Horizontalebene (105) in der Fahrtrichtung (101) des Fahrzeugs.
Berechnungseinheit (410) gemäß einem der Ansprüche 10–13, wobei die Berechnungseinheit (410) außerdem Folgendes umfasst: einen Signalsender (440), der Steuersignale zu mindestens einem einstellbaren Stoßdämpfer (230-1, 230-2, 230-3) übermittelt, um diesen anzuweisen, das Fahrzeug (100) mit der entsprechenden Winkelabweichung (δ) in entgegengesetzter Richtung in der Horizontalebene (105) in der Fahrtrichtung (101) zu drehen.
Berechnungseinheit (410) gemäß Anspruch 10–14, wobei der Prozessorkreis (430) einen korrigierten Füllstand (175) für einen Füllstandmesser (180) in einem Flüssigkeitstank (160) im Fahrzeug (110) auf der Basis der ermittelten Winkelabweichung (δ) und eines Abstands (D) in der Fahrtrichtung (101) des Fahrzeugs zwischen dem Füllstandmesser (180) und der Mittelachse (165) des Flüssigkeitstanks berechnet.
Computerprogramm zur Bestimmung der Winkelabweichung (δ) in der Horizontalebene (105) eines Fahrzeugs (100) in der Fahrtrichtung (101) des Fahrzeugs durch ein Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1–7, wobei das Computerprogramm in einem Prozessorkreis (430) in einer Berechnungseinheit (410) gemäß einem der Ansprüche 10–15 ausgeführt wird.
System (400) zur Bestimmung der Winkelabweichung (δ) in der Horizontalebene (105) eines Fahrzeugs (100) in der Fahrtrichtung (101) des Fahrzeugs, wobei das System Folgendes umfasst: einen ersten Sensor (110), der sich im oder am Fahrzeug (100) befindet, einen zweiten Sensor (120), der sich im oder am Fahrzeug (100) in einem Abstand (A) in Vertikalrichtung des Fahrzeugs vom ersten Sensor (110) entfernt befindet, wobei der erste Sensor (110) eine erste Strecke (L1) zwischen dem ersten Sensor (110) und einem Objekt (130), das sich vor dem Fahrzeug (100) in dessen Fahrtrichtung (101) befindet, misst, und der zweite Sensor (120) eine zweite Strecke (H) zwischen dem zweiten Sensor (120) und dem Objekt (130) misst, sowie eine Berechnungseinheit (410) gemäß einem der Ansprüche 10–15.
System (400) gemäß Anspruch 17, das außerdem einen Winkeleinsteller (220) umfasst, der die Scheinwerfer (210) des Fahrzeugs mit der entsprechenden Winkelabweichung (δ) dreht, die für das Fahrzeug (100) berechnet wurde, und zwar in entgegengesetzter Richtung in der Horizontalebene (105) in der Fahrtrichtung (101) des Fahrzeugs.
System (400) gemäß einem der Ansprüche 17–18, das außerdem mindestens einen einstellbaren Stoßdämpfer (230-1, 230-2, 230-3) umfasst, der das Fahrzeug (100) mit der entsprechenden Winkelabweichung (δ) in entgegengesetzter Richtung in der Horizontalebene (105) in der Fahrtrichtung (101) des Fahrzeugs dreht.
System (400) gemäß einem der Ansprüche 17–18, das außerdem einen Füllstandmesser (180) in einem Flüssigkeitstank (160) im Fahrzeug (110) umfasst.
System (400) gemäß einem der Ansprüche 17–20, bei dem der erste Sensor (110) bzw. der zweite Sensor (120) Folgendes umfasst: ein Radarmessgerät, ein Lasermessgerät, eine Kamera, einen Abstandsmesser auf der Basis von Ultraschallwellen.
Fahrzeug (100), das ein im Fahrzeug (100) installiertes System (400) gemäß einem der Ansprüche 17–21 umfasst, das dazu dient, ein Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1–9 zur Bestimmung der Winkelabweichung (δ) in der Horizontalebene (105) des Fahrzeugs (100) auszuführen.