DE102016116856A1

DE102016116856A1 - System und Verfahren zum Anpassen einer Höhe zumindest eines Teiles eines Nutzfahrzeuges

Info

Publication number: DE102016116856A1
Application number: DE102016116856.4A
Authority: DE
Inventors: Levente Balogh; Huba Németh; Csaba Horvath
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2016-09-08
Filing date: 2016-09-08
Publication date: 2018-03-08
Also published as: US20190193505A1; EP3509879A1; CN109952216A; CN109952216B; WO2018046250A1

Abstract

Ein System zum Anpassen einer Höhe zumindest eines Teiles eines Nutzfahrzeuges an zumindest einem vorbestimmten Ort ist offenbart, wobei das Nutzfahrzeug eine Positionsbestimmungseinrichtung (40) und eine Höheneinstelleinrichtung (50) aufweist, die ausgebildet sind, um eine Position des Nutzfahrzeuges zu bestimmen und eine Höhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges über einen Untergrund zu ändern. Das System umfasst eine Schnittstelle (110) zum Empfangen von Daten, die eine Zielhöhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges an dem vorbestimmten Ort anzeigen; und eine Steuereinheit (130), die an die Positionsbestimmungseinrichtung (40) und an die Höheneinstelleinrichtung (50) koppelbar und ausgebildet ist, um basierend auf einer ermittelten Position die Höheneinstelleinrichtung (50) des Nutzfahrzeuges zu veranlassen, die Höhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges an die Zielhöhe anzupassen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zum Anpassen einer Höhe zumindest eines Teiles eines Nutzfahrzeuges und insbesondere auf ein Höhenanpasssystem für autonom fahrende Fahrzeuge.
Autonomes Fahren gewinnt zunehmend an Bedeutung auch für Nutzfahrzeuge. Obwohl bei der autonomen Steuerung von Nutzfahrzeugen eine Bewegung des Nutzfahrzeuges in einer horizontalen Ebene im Vordergrund steht, ist es ebenfalls wichtig, die vertikale Höhe des Nutzfahrzeuges bzw. zumindest eines Teiles des Nutzfahrzeuges ebenfalls autonom zu steuern. Eine automatische Höhensteuerung ist jedoch nicht nur für ein autonom fahrendes Fahrzeug wünschenswert, sondern kann ebenfalls den Komfort von herkömmlich betriebenen Nutzfahrzeugen verbessern. Da mögliche Fehleinschätzungen des Fahrers zumindest durch eine Steuereinheit überwacht werden können, kann der Fahrer darauf hingewiesen werden, dass eine Höhenregelung an einem bestimmten Punkt nicht ausreichend durchgeführt wurde.
Bei der herkömmlichen Betriebsweise von Nutzfahrzeugen behält der Fahrer letztendlich immer noch die Kontrolle über das Fahrzeug. Automatische Lösungen für die Höheneinstellung sind aber für autonom betriebene Nutzfahrzeuge sehr wichtig. Hierunter fallen zum Beispiel Höhenanpassungen, die erforderlich sind, um bestimmte Laderampen mit dem Nutzfahrzeug anfahren zu können oder bestimmte Maximalhöhen bei der Durchfahrt von Brücken zu berücksichtigen oder aber an Bushaltestellen den Einstiegsbereich ausreichend stark abzusenken. Darüber hinaus gibt es noch andere Anwendungen, die im Nutzfahrzeugbereich eine wichtige Rolle spielen.
Eine Höhenregelung im kommerziellen Nutzfahrzeugbereich ist beispielsweise in der US 5,549,412 A offenbart, wo eine Asphaltiermaschine beschrieben ist, die eine Höhenkontrolle über eine Sensoreinrichtung automatisch durchführt, um ein vorbestimmtes Höhenprofil als Funktion der Position zu durchlaufen. Ein weiteres bekanntes Höheneinstellsystem ist in der US 2014379214 A1 offenbart, bei der eine automatische Steuerung eines Höhenniveaus durchgeführt wird, wenn ein Fahrzeug eine Parkposition anläuft. In US 2014297116 A1 ist ein adaptives Federsystem offenbart, welches eine Fahrzeugposition und topographische Daten nutzt, um die Fahrzeugfedereinrichtung in Abhängigkeit der Oberfläche der vorausliegenden Straße und der Steigung entsprechend anzupassen.
Keines der bekannten Systeme erreicht jedoch eine ausreichende Höhenkontrolle, die für ein autonom fahrendes Nutzfahrzeug hinreichend genau und zuverlässig funktioniert.
Daher besteht ein Bedarf nach alternativen Systemen zur Höhenkontrolle von Nutzfahrzeugen.
Zumindest ein Teil der obengenannten Probleme wird durch ein System und ein Verfahren zum Anpassen einer Höhe zumindest eines Teiles eines Nutzfahrzeuges nach Anspruch 1 oder Anspruch 12 und ein Nutzfahrzeug nach Anspruch 10 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Gegenstände nach den unabhängigen Ansprüchen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zum Anpassen einer Höhe zumindest eines Teiles eines Nutzfahrzeuges an zumindest einem vorbestimmten Ort, wobei das Nutzfahrzeug eine Positionsbestimmungseinrichtung und eine Höheneinstelleinrichtung aufweist, die ausgebildet sind, um eine Position des Nutzfahrzeuges zu bestimmen und eine Höhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges über einen Untergrund zu ändern. Das System umfasst eine Schnittstelle zum Empfangen von Daten, die eine Zielhöhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges an dem vorbestimmten Ort anzeigen; und eine Steuereinheit, die an die Positionsbestimmungseinrichtung und an die Höheneinstelleinrichtung koppelbar und ausgebildet ist, um basierend auf einer ermittelten Position die Höheneinstelleinrichtung des Nutzfahrzeuges zu veranlassen, die Höhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges an die Zielhöhe anzupassen. Der vorbestimmte Ort kann beispielsweise eine Brückendurchfahrt, eine Bushaltestelle, eine Laderampe, etc. sein. Die Erfindung soll nicht auf spezielle Orte eingeschränkt werden oder nur insoweit dem vorbestimmten Ort eine Position zugewiesen werden kann.
Der Begriff „Position“ soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung breit ausgelegt werden und sich nicht nur auf eine global definierte Position (z. B. innerhalb eines Koordinatensystems oder über GPS ermittelt) beziehen, sondern ebenfalls relative Positionen umfassen, die beispielsweise in Bezug auf bekannte Fixpunkte wie beispielsweise Gebäude oder Markierungen ermittelt werden. Die relative Position kann beispielsweise über Entfernungsmesser oder andere Sensoren ermittelt werden. Außerdem soll mit der „Position“ nicht nur ein Ort in der horizontalen Ebene definiert werden, sondern ebenfalls vertikale Positionen umfasst sein, wie beispielsweise eine Höhe über einem Untergrund.
Die Schnittstelle kann beispielsweise ausgebildet sein, um die Daten von einer entfernten Datenbank, insbesondere unter Nutzung einer Drahtlosverbindung (z.B. Mobilfunk), zu empfangen. Optional kann die Schnittstelle Werte für die Zielhöhe zusammen mit der Position des vorbestimmten Ortes abspeichern. Dazu kann sie beispielsweise auf einen Speicher des Nutzfahrzeuges zugreifen oder das System umfasst selbst einen entsprechenden Speicher.
Optional ist die Steuereinheit ausgebildet, um die folgenden Funktionen durchzuführen:

– eine momentane Entfernung des Nutzfahrzeuges zu dem vorbestimmten Ort oder eine voraussichtliche Zeitdauer bis zum Erreichen des vorbestimmten Ortes durch das Nutzfahrzeug zu ermitteln oder von der Positionsbestimmungseinrichtung abzufragen, und
– die Höheneinstelleinrichtung zur Anpassung der Höhe zu veranlassen, wenn die momentane Entfernung oder die voraussichtliche Zeitdauer bis zur Ankunft an dem vorbestimmten Ort unterhalb eines Schwellenwertes liegt.

Optional kann die Steuereinheit weiter ausgebildet sein, um eine vertikale Position des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges basierend auf Daten von der Positionsbestimmungseinrichtung zu ermitteln oder von der Positionsbestimmungseinrichtung abzufragen.
Die Steuereinheit kann ebenfalls ausgebildet sein, um die Position in zumindest einer horizontalen Koordinate basierend auf Daten von der Positionsbestimmungseinrichtung zu ermitteln oder von der Positionsbestimmungseinrichtung abzufragen.
Die Positionsbestimmungseinrichtung kann alle Mittel umfassen, die geeignet sind Positionen zu ermitteln. Dazu können die Mittel mehrere Einheiten aufweisen, wovon eine Einheit beispielsweise eine Entfernung zu einem Fixpunkt ermittelt, eine andere Einheit eine globale Positionsermittlung (z. B. eine GPS-Einheit) durchführt und eine weitere Einheit beispielsweise eine Höhenbestimmung (z.B. von einem Untergrund) eines vorbestimmten Punktes des Nutzfahrzeuges durchführt. Die Ermittlung der Höhe über einem Untergrund kann aber ebenfalls über eine Kalibrierung der Höheneinstelleinrichtung durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Höheneinstelleinrichtung mehrere Aktuatoren aufweisen, die die Höhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges ändern, wobei bestimmte Aktuatorpositionen einer bestimmten Höhe entsprechen. Diese Aktuatorpositionen können zuvor durch eine Kalibrierung oder Eichung der Höheneinstelleinrichtung bestimmt werden.
Daher umfasst das System gemäß weiterer Ausführungsbeispiele eine Sensoreinheit, die an die Steuereinheit koppelt und zumindest eines aus dem Folgenden aufweist: einen Radar, einen Laserscanner, eine drahtlose Übertragungseinrichtung, ein Mobilfunkmodul, ein differentielles oder globales Positionierungssystem, eine Kamera, ein weiteres Lokalisierungssystem (z.B. ein GPS-Modul).
Optional ist die Steuereinheit weiter ausgebildet, um basierend auf Sensordaten von der Sensoreinheit einen Referenzpunkt (z.B. Markierungen auf der Fahrbahn oder an Gebäuden) in einer Umgebung des Nutzfahrzeuges zu erfassen und eine Position des Nutzfahrzeuges relativ zu dem Referenzpunkt zu ermitteln.
Optional kann das Nutzfahrzeug zumindest einen dynamischen Fahrzeugsensor (Tachometer, Drehratenmesser, etc.) aufweisen, der ausgebildet ist, um eine Geschwindigkeit und/oder Richtungsänderung des Nutzfahrzeuges zu ermitteln. Die Steuereinheit kann dann ausgebildet sein, um basierend auf Sensordaten von dem zumindest einen dynamischen Fahrzeugsensor zumindest eine Positionsänderung relativ zu einer zuvor erfassten Position zu bestimmen, um eine Verfolgung eines Bewegungspfades zu ermöglichen (z.B. kann auch ein Bewegungsprofil aufgezeichnet werden).
Optional kann die Steuereinheit weiter ausgebildet sein, ohne eine Interaktion mit dem Fahrer des Nutzfahrzeuges die Höhenanpassung zu veranlassen, sodass das System in einem autonom fahrenden Nutzfahrzeug implementierbar ist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Nutzfahrzeug mit einer Positionsbestimmungseinrichtung, einer Höheneinstelleinrichtung und einem zuvor beschriebenen System. Die Höheneinstelleinrichtung des Nutzfahrzeuges kann beispielsweise ausgebildet sein, um die Höhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges so lange zu ändern, bis ein Bezugspunkt oder ein vorbestimmtes Teil des Nutzfahrzeuges die Zielhöhe erreicht hat.
Optional kann das zumindest eine oder vorbestimmte Teil des Nutzfahrzeuges ein Boden eines Fahrzeugeinganges oder eine charakteristische höchste Erhebung des Nutzfahrzeuges oder ein Seitenpunkt mit einer geringsten Höhe oder ein Punkt einer Fahrzeugachse sein.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Anpassen einer Höhe zumindest eines Teiles eines Nutzfahrzeuges an zumindest einem vorbestimmten Ort, wobei das Nutzfahrzeug eine Positionsbestimmungseinrichtung und eine Höheneinstelleinrichtung aufweist, die ausgebildet sind, um eine Position des Nutzfahrzeuges zu bestimmen und eine Höhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges über einen Untergrund zu ändern. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

– Empfangen von Daten, die eine Zielhöhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges an dem vorbestimmten Ort anzeigen;
– Ermitteln einer Position des Nutzfahrzeuges; und
– Anpassen einer Höhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges an die empfangene Zielhöhe.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung lösen somit zumindest einen Teil der oben genannten technischen Probleme dadurch, dass eine Datenbank mit kartographischen Informationen nutztbar ist, um vertikale Höhenwerte zu erhalten und optional im Nutzfahrzeug abzuspeichern, und zwar als Funktion einer horizontalen Position. Damit wird es möglich, dass bestimmte Referenzpunkte des Nutzfahrzeuges oder der Fahrzeugkombination (z. B. ein Sattelaufleger) vertikal bewegt werden können, wenn die horizontale Position des Nutzfahrzeuges eine Höhenanpassung erforderlich macht.
Die Höhenanpassung kann beispielsweise über eine Radaufhängung oder ein Federsystem des Nutzfahrzeuges geschehen, ohne dass der Fahrer mit dem System interagieren muss. Die erforderliche Höhenanpassung kann wie bereits erwähnt über einen Schwellenwert definiert werden, der eine vorbestimmte Entfernung zu der vorbestimmten Position definiert oder eine vorbestimmte Zeitdauer, die voraussichtlich erforderlich ist, um die vorbestimmte Position zu erreichen.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden von der folgenden detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele, die jedoch nicht so verstanden werden sollten, dass sie die Offenbarung auf die spezifischen Ausführungsformen einschränkt, sondern lediglich der Erklärung und dem Verständnis dienen.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein System zum Anpassen einer Höhe zumindest eines Teiles eines Nutzfahrzeuges an zumindest einem vorbestimmten Ort.
2 zeigt beispielhafte Situationen, bei der das System gemäß Ausführungsbeispielen zum Einsatz kommt.
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Anpassen einer Höhe zumindest eines Teiles eines Nutzfahrzeuges gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein System zum Anpassen einer Höhe zumindest eines Teiles eines Nutzfahrzeuges an zumindest einem vorbestimmten Ort (Position). Das System umfasst eine Schnittstelle 110 zum Empfangen von Daten. Die Daten zeigen eine Zielhöhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges an dem vorbestimmten Ort an. Außerdem umfasst das System eine Steuereinheit 130, die an eine Positionsbestimmungseinrichtung 40 und an die Höheneinstelleinrichtung 50 koppelbar ist. Die Positionsbestimmungseinrichtung 40 und eine Höheneinstelleinrichtung 50 sind nicht zwingend Teil des Systems (können es aber sein), vielmehr kann das Nutzfahrzeug diese Einrichtungen aufweisen. Die Positionsbestimmungseinrichtung 40 ist ausgebildet, um eine Position des Nutzfahrzeuges zu bestimmen, und die Höheneinstelleinrichtung 50 ist ausgebildet, um eine Höhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges über einen Untergrund zu ändern. Die Steuereinheit 130 ist außerdem ausgebildet, um basierend auf einer ermittelten Position die Höheneinstelleinrichtung 50 des Nutzfahrzeuges zu veranlassen, die Höhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges an die Zielhöhe anzupassen.
Die Höheneinstelleinrichtung 50 kann beispielsweise mittels Aktuatoren umgesetzt werden, die eine Radaufhängung oder ein Federsystem des Nutzfahrzeuges ansteuern, um so definiert einen bestimmten Bereich des Fahrzeuges oder das gesamte Fahrzeug anzuheben oder abzusenken.
Das System, wie es in 1 gezeigt ist, nutzt beispielhaft die Schnittstelle 110 des Systems, um Höheninformationen von einer Datenbank zu erhalten. Die Übertragung dieser Informationen kann beispielsweise drahtlos oder auch drahtgebunden geschehen. Die entsprechenden Höheninformationen können in dem Nutzfahrzeug abgespeichert werden (zum Beispiel in einem Speicher, der in den Figuren nicht gezeigt ist) oder dort bereits gespeichert sein.
Das Positionsbestimmungseinrichtung 40 kann jedes beliebige Lokalisierungssystem sein, wobei die Positionsbestimmung beispielsweise basierend auf einem globalen Positionssystem (GPS), einem differenziellen globalen Positionierungssystem (DGPS), einer Kamera, einem Radar, einem Lidar oder anderen dynamischen Sensorsignalen erfolgen kann.
2 zeigt beispielhafte Situationen, bei denen das System gemäß Ausführungsbeispielen zum Einsatz kommen kann.
So kann beispielsweise ein Nutzfahrzeug in einen Bereich, wie er in der 2 gezeigt ist, über eine Einfahrt 210 hineinfahren. In dem Bereich befinden sich beispielhaft drei Gebäudeteile, ein erstes Gebäude 310 mit insgesamt zwölf Andockstationen, ein zweites Gebäude 320, vor dem sich beispielsweise eine Bushaltestelle 230 befindet, und ein drittes Gebäude 330.
Die Einfahrt 210 kann beispielsweise ebenfalls eine Übergabestation umfassen, bei der der Fahrer des Nutzfahrzeuges das Fahrzeug für eine autonome Betriebsweise innerhalb des gezeigten Bereiches freigibt. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass die Einfahrt 210 lediglich eine Straßenkreuzung darstellt, bei der beispielsweise eine automatische Höhenkorrektur durch den Fahrer aktiviert wird. Die Einfahrt 210 kann eine erste oder Anfangposition eines Pfades 200 darstellen, den das Nutzfahrzeug durch den gezeigten Bereich folgt.
Nach der Einfahrt 210 folgt eine Überführung 220 (zweite Position), die den Pfad 200 überquert. Im weiteren Pfadverlauf werden beispielhaft Stationen „6“, „7“, „8“ passiert, die beispielsweise eine Bushaltestelle 230 (dritte Position) umfassen können. Der Verlauf des Pfades 200 führt dann weiter zu einer vierten Position 240 und daran anschließend zu einer fünften Position 250. Nach dem Passieren einer sechsten Position 260 führt der Pfad 200 schließlich hin zu einem beispielhaften Parkbereich 270.
Entlang des Pfades 200 sind an den vorbestimmten Positionen oder Orten (erste bis siebte Position) Höhenkontrollen durchzuführen.
So ist es beispielsweise bei der Überführung 220 erforderlich, die Maximalhöhe des Nutzfahrzeuges so einzustellen, dass das Nutzfahrzeug unter die Überführung 220 durchfahren kann. Dazu kann beispielsweise die Radaufhängung oder die Federung so geändert werden, dass ein automatisches Absenken des Fahrzeuges ausgeführt wird, um beispielsweise eine Höhe von weniger als beispielsweise 4,10 Meter zu erreichen, um unter die Brücke (oder Überführung) hindurchzufahren.
Falls das Nutzfahrzeug ein Bus ist, kann bei der dritten vorbestimmten Position 230 beispielsweise eine Höheneinstellung eines Passagiereinganges in einem Fußbereich erforderlich sein. Dies kann beispielsweise geschehen, wenn der Bus in die Nähe der Bushaltestelle 230 gelangt. Die Anpassung kann ein Absenken des Bodenbereiches des Einganges bewirken, so dass der Bodenbereich sich beispielsweise 0,2 m oberhalb eines Untergrundes befindet.
Falls das Nutzfahrzeugen beispielsweise eine Liftachse aufweist, kann es an der vierten Position 240 beispielsweise erforderlich sein, die Liftachsenhöhe entsprechend zu ändern. Beispielsweise kann an der Position des Docks 12 ein Absenken der Liftachse durch die beispielhafte Federung erforderlich sein, und zwar unterhalb von 0,5 m, um eine Verbindung zwischen den Rädern und der Straße zu erreichen. Dies kann beispielsweise erforderlich sein, um eine Achslast der Ladung an dieser Stelle messen zu können.
Wenn das Nutzfahrzeug Güter transportiert, kann eine Anpassung der Höhe der Ladeplattform erforderlich sein, um beispielsweise an der fünften vorbestimmten Position 250 die Ladeflächenhöhe auf einen Zielwert einzustellen. Damit wird eine Ent- oder Beladung an der Dockstation 3 durchführbar oder erleichtert. Beispielsweise kann ein Trailer an eine beispielhaft erforderliche Höhe von 1,2 m Höhe angepasst werden.
An der sechsten vorbestimmten Position 260 kann es beispielhaft erforderlich sein, eine Stoßstangenhöhe der vorderen Stoßstange anzupassen, da sich an dieser Position beispielsweise eine Rampe befinden kann. Um ohne Schaden eine solche Rampe befahren zu können, sollte ein unterer Abschnitt der vorderen Stoßstange soweit angehoben werden (beispielsweise über die Federung), bis eine Mindesthöhe von 0,4 m erreicht wird. Die Höhenanpassung kann wiederum bereits dann geschehen, wenn das Fahrzeug sich der Rampe nähert.
An der Parkposition 270 kann eine beispielhafte Parkhöhe des Nutzfahrzeuges eingestellt werden.
Es versteht sich, dass die dargestellten vorbestimmten Orte oder Positionen nicht von jedem Nutzfahrzeug in gleicher Weise vorbestimmte Aktionen erfordern. Zum Beispiel ist eine Höheneinstellung für einen Einstieg typischerweise nur für einen Bus erforderlich, nicht jedoch für einen Lastkraftwagen. Ebenso sind andere Höhenanpassungen, z. B. eine Laderampe lediglich für bestimmte Nutzfahrzeuge erforderlich. Daher braucht die Steuereinheit nur die für das Nutzfahrzeug relevanten Daten von der Datenbank herunterzuladen.
Die 2 zeigt somit verschiedene Möglichkeiten, wie an vorbestimmten Punkten eine Höhenanpassung des Fahrzeuges in Bezug auf Referenzpunkte erforderlich ist. Für alle gezeigten Aktionen ist insbesondere keine aktive Mitwirkung des Fahres erforderlich. Vielmehr empfängt das System automatisch über die Schnittstelle 110 die einzuhaltenden Höhenwerte und die dazugehörenden Positionen (z.B. Koordinaten der ersten bis siebten vorbestimmten Position). Das System kann dann bei Annäherung an die vorbestimmten Positionen automatisch die entsprechenden Höheneinstellungen auslösen. Dies kann insbesondere rechtzeitig vor Ankunft an den vorbestimmten Positionen geschehen.
Durch eine Definition eines entsprechender Bereichs um die vorbestimmten Positionen herum, kann dadurch ein reibungsloser Fahrablauf gewährleisten werden. Wie bereits erwähnt, kann dieser vorbestimmte Bereich beispielsweise eine Entfernung sein oder optional auch einen Zeitbereich umfassen, der eine voraussichtliche Ankunft an dem vorbestimmten Punkt definiert. Zum Auslösen der Höhenkorrektur können Schwellenwerte definiert werden, die eine Mindest- oder Maximalentfernung von den vorbestimmten Punkten definieren oder auch eine vorbestimmte Zeitdauer definieren. Dazu kann das System fortlaufend die Position des Fahrzeuges bestimmen und bei einem Überschreiten eines Schwellenwertes die Höhenanpasssung des Teiles des Fahrzeuges auslösen.
3 zeigt eine Flussdiagramm für ein Verfahren, das durch das System ausgeführt wird, um eine Höhe zumindest eines Teiles eines Nutzfahrzeuges an zumindest einem vorbestimmten Ort zu ändern. Das Nutzfahrzeug umfasst wieder die Positionsbestimmungseinrichtung 40 und die Höheneinstelleinrichtung 50, die ausgebildet sind, um eine Position des Nutzfahrzeuges zu bestimmen und eine Höhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges über einen Untergrund zu ändern. Das Verfahren umfasst die Schritte: Empfangen S110 von Daten, die eine Zielhöhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges an dem vorbestimmten Ort anzeigen, Ermitteln S120 einer Position des Nutzfahrzeuges, und Anpassen S130 einer Höhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges an die empfangene Zielhöhe.
Eine Steuerung der Höhe ist beispielsweise über die Federung möglich und erlaubt es, dass beliebige Fahrzeugteile oder auch das gesamte Fahrzeug in der Höhe entsprechend den Erfordernissen eingestellt werden kann.
Ausführungsbeispiele sind flexibel anwendbar für beliebige Bereiche, da die entsprechend relevanten Informationen über die Schnittstelle 110 geladen und in dem Fahrzeug gespeichert werden können. Die Höhenanpassung wird vorteilhafterweise nicht erst bei Erreichen der vorgegebenen Positionen vorgenommen, sondern über entsprechende Schwellenwerte bereits vorher ausgelöst, sodass eine reibungslose Fahrweise ermöglicht wird.
Ausführungsbeispiele erlauben eine direkte Steuerung des Nutzfahrzeuges oder einer ganzen Nutzfahrzeugkombination (z.B. eine Zugmaschine und einen Trailer). Dabei können beliebige Teile des Nutzfahrzeuges, der Zugmaschine oder des Trailers in Bezug auf die Höhe gesteuert werden, so dass eine Verbesserung des Komforts und der Sicherheit erreicht wird. Die Anpassung der Höhe erfolgt insbesondere automatisch und Umgebungsänderungen können außerdem automatisch wahrgenommen werden. Beispielweise kann die Entfernung zu den vorbestimmten Punkten bzw. die zu erwartende Fahrtzeit ständig überwacht und korrigiert werden, um so das Betreiben des Nutzfahrzeuges reibungslos durchzuführen. Hierzu kann eine Sensoreinheit in dem System integriert sein, um beispielweise die Umgebung fortlaufend erfassen zu können. Optional kann das System auf entsprechende Sensoren des Nutzfahrzeuges zugreifen.
Die Sensoren können beispielsweise einen Radar, einen Laserscanner, eine drahtlose Übertragungseinrichtung, ein Mobilfunkmodul, ein differentielles oder globales Positionierungssystem, eine Kamera, weitere Lokalisierungssysteme. Mit diesen Sensoren können beispielsweise die Gebäude 310, 320, 330 aus der 2 erfasst werden, um so eine relative Positionsbestimmung zu erlauben.
Ohne dass die vorliegende Erfindung darauf eingeschränkt ist, sind Ausführungsbeispiele insbesondere für die folgenden typischen Anwendungsfälle anwendbar (vgl. Auch 2):
Ein Bus hält an einer Bushaltestelle 230 an. In dieser Situation ist es erforderlich, dass die Federung ein Absenken des Einstiegsniveaus an der Bushaltestelle vornimmt. Die erforderliche Höheninformation (z. B. die Höhe des Bordsteines) über der Fahrbahn kann von einer externen Datenbank erhalten werden. Außerdem kann das Fahrzeug diesen Ist-Zustand selbst messen (z.B. über die vorhandene Sensoreinheit). Außerdem kann der Bus die Entfernung zu der Bushaltestelle ermitteln, um so beispielsweise eine Absenkung rechtzeitig vor dem Anhalten durchführen zu können. Es versteht sich, dass verschiedene Höhenwerte an verschiedenen Bushaltestellen eingestellt werden können.
Ein Transportfahrzeug soll beladen werden. In diesem Fall ist es häufig erforderlich, dass ein LKW oder ein Trailer die Ladefläche entsprechend den Gegebenheiten einer Ladestation anpasst, um ein kontinuierliches Be- und Entladen ohne Absätze an der Ladefläche zu ermöglichen. Heute werden üblicherweise solche Operationen manuell durch den Fahrer ausgeführt, der dazu nach dem Parken das Fahrzeug zunächst an dem Ladedock einstellen muss. Wenn jedoch die erforderliche Ladehöhe bereits vorab bekannt ist und von der Datenbank ans Fahrzeug übertragen wurde, kann unter Nutzung der Positionsbestimmungseinrichtung 40 eine entsprechende Höheneinstellung vorab durchgeführt werden. Beispielsweise kann das Transportfahrzeug bereits beim Annähern an die entsprechende Ladestation die Ladefläche auf die erforderliche Höhe einstellen. Dies kann wiederum vollautomatisch geschehen, ohne dass der Fahrer mit dem System interagieren muss. Optional ist es ebenfalls möglich, dass die entsprechenden Höhenwerte an einer entsprechend vorhandenen Schnittstelle ausgelesen bzw. visualisiert werden können.
Ein weiterer Anwendungsfall besteht in Höhenbegrenzungen an Kreuzungsabschnitten, wo es erforderlich sein kann, dass der höchste Punkt des Nutzfahrzeuges eine Maximalhöhe nicht überschreiten darf, um beispielsweise unter Ampelanlagen oder ähnlichen Beschränkungen frei durchfahren zu können. Die Höhenmessung kann dabei beispielhaft an dem höchsten Punkt des Fahrzeuges als Referenzpunkt durchgeführt werden. Alternativ kann an jedem beliebigen anderen Punkt des Rahmens oder der Karosserie die Höhenmessung erfolgen, wobei in diesem Fall eine entsprechende Umrechnung möglich sein kann. Wiederum kann das Fahrzeug über die Schnittstelle 110 von der Datenbank die erforderliche Information erhalten und lokal in dem Nutzfahrzeug speichern. Mit dieser Information kann das System insbesondere die Federung veranlassen, rechtzeitig vor Erreichen der entsprechenden Punkte eine Absenkung des Fahrzeuges oder der Fahrzeugteile automatisch durchzuführen und anschließend nach der Durchfahrt wiederum eine Rückkehr zu dem Normalzustand zu ermöglichen.
Wie bereits gesagt kann auch ein Anheben von entsprechenden Achsen von Nutzfahrzeugen autonom geschehen, da es an bestimmten Positionen erforderlich sein kann, die vertikale Position der Achsen anzupassen. Auch diese Information, d.h. wo dies erforderlich ist, kann der angeschlossenen Datenbank entnommen werden.
Die Positionen, wo eine Höhenanpassung durchgeführt werden soll, können beispielsweise über ein globales Positionierungssystem ermittelt werden. Alternativ ist es ebenfalls möglich, die Identifikation dieser Punkte über Referenzpunkte durchzuführen, die beispielsweise an der Fahrbahn oder an den Gebäuden vorgesehen sind und durch eine bestimmte Sensorik des Fahrzeuges erfassbar sind. Dazu können beispielsweise Kameras, Laserscanner, Radars oder andere Lokalisierungssysteme in dem Nutzfahrzeug vorgesehen sein und eine entsprechende Infrastruktur (z. B. bestimmte Strichcodes oder Zeichen) an Gebäuden oder der Fahrbahn vorgesehen sein. Die Bestimmung der gegenwärtigen Position relativ zu den Referenzpunkten kann beispielsweise unter Nutzung von dynamischen Fahrzeugsensoren, wie beispielsweise ein Tachometer, Drehratenmesser, einen Lenkwinkelsensor oder andere Sensoren erfolgen.
Die Informationen, die von der Datenbank ins Fahrzeug geladen werden, können zusammen mit anderen Informationen in einem Speicher im Nutzfahrzeug gespeichert werden (z. B. in einem Navigationssystem). Diese Informationen können ebenfalls mit entsprechendem Kartenmaterial kombiniert werden, um dadurch die Orientierung und Positionsbestimmung zu erleichtern.
Die in der Beschreibung, den Ansprüchen und den Figuren offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
Bezugszeichenliste

40: Positionsbestimmungseinrichtung
50: Höheneinstelleinrichtung
110: Schnittstelle zum Empfangen von Daten
130: Steuereinheit
310, 320, 330: Gebäude
210, 220, ...: vorbestimmte Positionen/Orte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5549412 A [0004]
US 2014379214 A1 [0004]
US 2014297116 A1 [0004]

Claims

System zum Anpassen einer Höhe zumindest eines Teiles eines Nutzfahrzeuges an zumindest einem vorbestimmten Ort, wobei das Nutzfahrzeug eine Positionsbestimmungseinrichtung (40) und eine Höheneinstelleinrichtung (50) aufweist, die ausgebildet sind, um eine Position des Nutzfahrzeuges zu bestimmen und eine Höhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges über einen Untergrund zu ändern, gekennzeichnet durch: – eine Schnittstelle (110) zum Empfangen von Daten, die eine Zielhöhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges an dem vorbestimmten Ort anzeigen; und – eine Steuereinheit (130), die an die Positionsbestimmungseinrichtung (40) und an die Höheneinstelleinrichtung (50) koppelbar und ausgebildet ist, um basierend auf einer ermittelten Position die Höheneinstelleinrichtung (50) des Nutzfahrzeuges zu veranlassen, die Höhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges an die Zielhöhe anzupassen.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (110) ausgebildet ist, um die Daten über die Zielhöhe von einer entfernten Datenbank, insbesondere unter Nutzung einer Drahtlosverbindung, zu empfangen und Werte für die Zielhöhe zusammen mit der Position des vorbestimmten Ortes abzuspeichern.
System nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (130) ausgebildet ist, um – eine momentane Entfernung des Nutzfahrzeuges zu dem vorbestimmten Ort oder eine voraussichtliche Zeitdauer bis zum Erreichen des vorbestimmten Ortes durch das Nutzfahrzeug zu ermitteln oder von der Positionsbestimmungseinrichtung (40) abzufragen, und um – die Höheneinstelleinrichtung (50) zur Anpassung der Höhe zu veranlassen, wenn die momentane Entfernung oder die voraussichtliche Zeitdauer bis zur Ankunft an dem vorbestimmten Ort unterhalb eines Schwellenwertes liegt.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (120) ausgebildet ist, um eine vertikale Position des zumindest eines Teils des Nutzfahrzeuges basierend auf Daten von der Positionsbestimmungseinrichtung (40) zu ermitteln oder von der Positionsbestimmungseinrichtung (40) abzufragen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (120) ausgebildet ist, um die Position in zumindest einer horizontalen Koordinate basierend auf Daten von der Positionsbestimmungseinrichtung (40) zu ermitteln oder von der Positionsbestimmungseinrichtung (40) abzufragen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch: Sensoreinheit, die an die Steuereinheit (130) koppelt und zumindest eines aus dem Folgenden aufweisen: einen Radar, einen Laserscanner, eine drahtlose Übertragungseinrichtung, ein Mobilfunkmodul, ein differentielles oder globales Positionierungssystem, eine Kamera, weitere Lokalisierungssysteme, und die Steuereinheit (130) weiter ausgebildet ist, um eine relative Position basierend auf Daten von der Sensoreinheit zu ermitteln.
System nach Ansprch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (130) ausgebildet ist, um basierend auf Sensordaten von der Sensoreinheit einen Referenzpunkt in einer Umgebung des Nutzfahrzeuges zu erfassen und eine Position des Nutzfahrzeuges relativ zu dem Referenzpunkt zu ermitteln.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nutzfahrzeug zumindest einen dynamischen Fahrzeugsensor aufweist, der ausgebildet ist, um eine Geschwindigkeit und/oder Richtungsänderung des Nutzfahrzeuges zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (130) ausgebildet ist, um basierend auf Sensordaten von dem zumindest einen dynamischen Fahrzeugsensor zumindest eine Positionsänderung relativ zu einer zuvor erfassten Position zu bestimmen, um eine Verfolgung eines Bewegungspfades zu ermöglichen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (130) weiter ausgebildet ist, ohne eine Interaktion mit dem Fahrer des Nutzfahrzeuges die Höhenanpassung zu veranlassen, sodass das System in einem autonom fahrenden Nutzfahrzeug implementierbar ist.
Nutzfahrzeug gekennzeichnet durch: – eine Positionsbestimmungseinrichtung (40), – eine Höheneinstelleinrichtung (50); und – ein System nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Nutzfahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Teil eines Nutzfahrzeuges ein Boden eines Fahrzeugeinganges oder eine charakteristische höchste Erhebung des Nutzfahrzeuges oder ein Seitenpunkt mit einer geringsten Höhe oder ein Punkt einer Fahrzeugachse ist.
Verfahren zum Anpassen einer Höhe zumindest eines Teiles eines Nutzfahrzeuges an zumindest einem vorbestimmten Ort, wobei das Nutzfahrzeug eine Positionsbestimmungseinrichtung (40) und eine Höheneinstelleinrichtung (50) aufweist, die ausgebildet sind, um eine Position des Nutzfahrzeuges zu bestimmen und eine Höhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges über einen Untergrund zu ändern, gekennzeichnet durch: – Empfangen (S110) von Daten, die eine Zielhöhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges an dem vorbestimmten Ort anzeigen; – Ermitteln (S120) einer Position des Nutzfahrzeuges; und – Anpassen (S130) einer Höhe des zumindest einen Teils des Nutzfahrzeuges an die empfangene Zielhöhe.