DE102019212817A1 - Method for predicting a route - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prädiktion einer Fahrtroute (21 - 24) eines Kraftfahrzeugs Hierin wird eine Startposition (30) des Kraftfahrzeugs ermittelt wird. Es wird geprüft, ob sich in einem vorgebbaren Umkreis (40) um die Startposition (30) eine Startposition (30) einer in einem Speicher gespeicherten früheren Fahrtroute (21 - 24) des Kraftfahrzeugs befindet. Eine prädizierte Fahrtroute wird aus den gespeicherten Fahrtrouten ausgewählt.The invention relates to a method for predicting a route (21-24) of a motor vehicle. A starting position (30) of the motor vehicle is determined here. It is checked whether there is a starting position (30) of an earlier travel route (21-24) of the motor vehicle stored in a memory in a predeterminable radius (40) around the starting position (30). A predicted route is selected from the stored routes.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prädiktion einer Fahrtroute eines Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, das jeden Schritt des Verfahrens ausführt, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, welches das Computerprogramm speichert. Schließlich betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, um das Verfahren auszuführen.The present invention relates to a method for predicting a travel route of a motor vehicle. The present invention also relates to a computer program that executes each step of the method, as well as a machine-readable storage medium that stores the computer program. Finally, the invention relates to an electronic control device which is set up to carry out the method.
Stand der TechnikState of the art
Zur Einhaltung von Emissionsvorschriften sind Dieselpartikelfilter im Abgasstrang von Kraftfahrzeugen mit Dieselmotor erforderlich. Der Partikelfilter muss in gewissen Zeitabständen von seinen Rußablagerungen befreit werden, damit sein Durchflusswiderstand die Motorleistung nicht verringert. Dazu wird die Rußschicht abgebrannt, wobei sich aus dem Ruß Kohlendioxid und Wasserdampf bilden. Die Wahl des Zeitpunkts zu dem eine Regeneration des Partikelfilters eingeleitet wird, orientiert sich beispielsweise an einer gefahrenen Strecke des Kraftfahrzeugs und der Druckdifferenz über den Partikelfilter. Gleichzeitig muss auch sichergestellt werden, dass während der gesamten Regeneration geeignete Rahmenbedingungen vorherrschen. Die Regeneration des Partikelfilters ist ein exothermer Prozess. Mit Übergang des Kraftfahrzeugs in den Schubbetrieb oder in den Leerlauf besteht beispielweise die Gefahr, dass im Falle eines hochbeladenen Partikelfilters der Abgasmassenstrom ab nimmt und dass es bei gleichzeitiger Erhöhung des Sauerstoffpartialdrucks zu einer Temperaturerhöhung im Partikelfilter kommt, die zu dessen Zerstörung führen kann.To comply with emission regulations, diesel particulate filters are required in the exhaust system of vehicles with diesel engines. The particulate filter must be freed of its soot deposits at certain time intervals so that its flow resistance does not reduce the engine performance. For this purpose, the soot layer is burned off, with carbon dioxide and water vapor being formed from the soot. The selection of the point in time at which a regeneration of the particle filter is initiated is based, for example, on a distance traveled by the motor vehicle and the pressure difference across the particle filter. At the same time, it must also be ensured that suitable framework conditions prevail during the entire regeneration. The regeneration of the particle filter is an exothermic process. When the motor vehicle switches to coasting mode or idling, there is a risk, for example, that the exhaust gas mass flow will decrease in the event of a highly loaded particle filter and that if the oxygen partial pressure is increased at the same time, the temperature in the particle filter will increase, which can lead to its destruction.
Die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
In dem Verfahren zur Prädiktion einer Fahrtroute eines Kraftfahrzeugs wird zunächst eine Startposition des Kraftfahrzeugs ermittelt. Dies kann insbesondere mittels Daten des globalen Positionierungssystems (GPS) geschehen, die von einem Navigationssystem des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Anschließend wird geprüft, ob sich in einem vorgebbaren Umkreis, um die tatsächliche Startposition eine Startposition einer in einem Speicher gespeicherten früheren Fahrtroute des Kraftfahrzeugs befindet. Die prädizierte Fahrtroute wird dann aus den gespeicherten Fahrtrouten ausgewählt.In the method for predicting a travel route of a motor vehicle, a starting position of the motor vehicle is first determined. This can be done in particular by means of data from the global positioning system (GPS), which are recorded by a navigation system of the motor vehicle. It is then checked whether there is a start position of an earlier travel route of the motor vehicle stored in a memory in a predeterminable radius around the actual start position. The predicted route is then selected from the stored routes.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass die Fahrtroute auch unabhängig von einer Benutzereingabe des Fahrers des Kraftfahrzeugs prädiziert werden kann. Gerade bei häufig gefahrenen Fahrtstrecken verzichtet der Fahrer oft auf die Eingabe des Fahrtziels in das Navigationssystem des Kraftfahrzeugs, da er den Weg auch ohne Unterstützung des Navigationssystems findet. Das Verfahren macht sich die Tatsache zu Nutze, dass ein Fahrer üblicherweise bestimmte Fahrtstrecken, wie beispielsweise eine Fahrt von seinem Wohnort zum Arbeitsort, immer wieder zurücklegt, sodass diese Information für die Prädiktion genutzt werden kann. In dem Speicher kann dabei eine Tabelle häufig gefahrener Fahrtrouten angelegt werden und für die Prädiktion genutzt werden. Es wird angenommen, dass ein Fahrer, der das Kraftfahrzeug von einer bekannten Startposition oder aus der unmittelbaren Nähe dieser Startposition heraus startet, eine der üblicherweise von dieser Startposition aus zurückgelegten Fahrtrouten benutzten wird.This method has the advantage that the route can also be predicted independently of a user input from the driver of the motor vehicle. Particularly in the case of frequent journeys, the driver often foregoes entering the destination into the navigation system of the motor vehicle, since he can find the way even without the assistance of the navigation system. The method makes use of the fact that a driver usually covers certain routes, such as a trip from his home to the place of work, so that this information can be used for the prediction. A table of frequently traveled routes can be created in the memory and used for the prediction. It is assumed that a driver who starts the motor vehicle from a known starting position or from the immediate vicinity of this starting position will use one of the travel routes usually covered from this starting position.
Wenn es sich bei der Startposition beispielsweise um den Wohnort des Fahrers handelt, werden von dieser regelmäßig mehrere gespeicherte Fahrtrouten ausgehen. Um die Auswahl vornehmen zu können ist bevorzugt, dass hier die gespeicherte Fahrtroute eine Uhrzeit und/oder einen Wochentag ihres Fahrbeginns aufweist. Beim Auswählen erfolgt dann ein Vergleich der aktuellen Uhrzeit und/oder des aktuellen Wochentages mit Uhrzeiten und/oder Wochentagen der gespeicherten Fahrtrouten. Da Fahrten zum Arbeitsort üblicherweise nur an Werktagen und nur um eine stets ähnliche Uhrzeit gestartet werden und andere Fahrten, beispielsweise zur regelmäßigen Wahrnehmung gesellschaftlicher Termine, in der Regel ebenfalls an bestimmten Tagen und zu bestimmten Uhrzeiten gestartet werden, ist es auf diese Weise möglich aus einer Gruppe potentieller Fahrtrouten, die wahrscheinlichste Fahrtroute des Kraftfahrzeugs auszuwählen.If the starting position is, for example, the place of residence of the driver, a number of stored driving routes will regularly be based on this. In order to be able to make the selection, it is preferred that the stored route has a time and / or a day of the week when the journey began. When selecting, the current time and / or the current day of the week is compared with the times and / or days of the week of the stored routes. Since trips to the place of work are usually only started on working days and always at a similar time and other trips, for example to regularly attend social appointments, are usually also started on certain days and at certain times, it is possible in this way from one Group of potential routes to select the most likely route of the motor vehicle.
Um zu überprüfen, ob die Fahrt des Kraftfahrzeugs tatsächlich auf der prädizierten Fahrtroute erfolgt, sind zwei Ausführungsformen des Verfahrens bevorzugt. In beiden Ausführungsformen, sind die gespeicherten Fahrrouten in Segmente unterteilt:
- In der ersten Ausführungsform wird dann, wenn das Kraftfahrzeug ein Ende eines Segments erreicht, ein Peilungswinkel zwischen einem Beginn des Segments der gespeicherten Fahrtroute und dem Ende des Segment der gespeicherten Fahrtroute ermittelt und dieser Peilungswinkel mit einem Peilungswinkel zwischen dem Beginn des Segments der gespeicherten Fahrtroute und dem Ende des Segments der tatsächlich gefahrenen Fahrtroute verglichen. Wenn sich die beiden Peilungswinkel um mehr als eine vorgegebene Differenz unterscheiden sollten, wird erkannt, dass das Kraftfahrzeug von der prädizierten Fahrtroute abgewichen ist und die Prädiktion wird zurückgesetzt. In unterschiedlichen Ausführungsformen des Verfahrens können dabei verschiedene absolute Bezugssysteme für die Peilung, wie beispielsweise die astronomische Nordrichtung verwendet werden. Insbesondere wird der Peilungswinkel θ gemäß Formel 1 berechnet:
- In the first embodiment, when the motor vehicle reaches the end of a segment, a bearing angle is determined between the beginning of the segment of the stored route and the end of the segment of the stored route and this bearing angle is determined with a bearing angle between the beginning of the segment of the stored route and compared to the end of the segment of the route actually driven. If the two bearing angles should differ by more than a predefined difference, it is recognized that the motor vehicle has deviated from the predicted route and the prediction is reset. In different embodiments of the method, different absolute reference systems can be used for the bearing, such as, for example, the astronomical north direction. In particular, the bearing angle θ is calculated according to formula 1:
Dabei bezeichnet Δβ die Differenz zwischen dem Längengrad am Beginn des Segments und am Ende des Segments, φ1 bezeichnet den Breitengrad am Beginn des Segments und φ2 bezeichnet den Breitengrad am Ende des Segments. Die Längengrade und Breitengrade können dabei mittels GPS ermittelt werden. Here, Δβ denotes the difference between the longitude at the beginning of the segment and at the end of the segment, φ 1 denotes the latitude at the beginning of the segment and φ 2 denotes the latitude at the end of the segment. The degrees of longitude and latitude can be determined using GPS.
In der zweiten bevorzugten Ausführungsform werden dann, wenn das Kraftfahrzeug ein Ende eines Segments erreicht, für mehrere zurückgelegte Segmente, insbesondere für alle zurückgelegten Segmente, jeweils eine Differenz zwischen einem Peilungswinkel zwischen einem Beginn des jeweiligen Segments der gespeicherten Fahrtroute und dem Ende des jeweiligen Segments der gespeicherten Fahrtroute, sowie einem Peilungswinkel zwischen dem Beginn des jeweiligen Segments der gespeicherten Fahrtroute und dem Ende des jeweiligen Segments der tatsächlich gefahrenen Fahrtroute verglichen. Es wird ein Abweichen des Kraftfahrzeugs von der prädizierten Fahrtroute erkannt und die Prädiktion zurückgesetzt, wenn eine Summe der Beträge der Differenzen einen vorgebbaren Schwellenwert überschreitet. Dabei wird der Schwellenwert vorzugsweise in Abhängigkeit von einer Anzahl der summierten Beträge vorgegeben. Um eine fälschliche Erkennung eines Abweichens von der prädizierten Fahrtroute zu vermeiden, ist es dabei besonders bevorzugt, dass der Schwellenwert umso höher gewählt wird je größer die Anzahl der summierten Beträge ist. Während die erste bevorzugte Ausführungsform jeweils nur Abweichungen des erwarteten Peilungswinkels im letzten zurückgelegten Segment berücksichtigt, werden in der zweiten Ausführungsform mehr Segmente berücksichtigt. Dies macht die Beurteilung ob sich das Kraftfahrzeug noch auf der prädizierten Route befindet zum einen zuverlässiger, ist aber andererseits rechenintensiver, als das Vorgehen gemäß der ersten Ausführungsform.In the second preferred embodiment, when the motor vehicle reaches an end of a segment, for several segments covered, in particular for all segments covered, a difference between a bearing angle between the beginning of the respective segment of the stored route and the end of the respective segment of the stored route, as well as a bearing angle between the beginning of the respective segment of the stored route and the end of the respective segment of the actual route traveled. A deviation of the motor vehicle from the predicted route is recognized and the prediction is reset when a sum of the amounts of the differences exceeds a predeterminable threshold value. In this case, the threshold value is preferably specified as a function of a number of the summed amounts. In order to avoid erroneous detection of a deviation from the predicted route, it is particularly preferred that the threshold value is selected to be higher, the greater the number of summed amounts. While the first preferred embodiment only takes into account deviations from the expected bearing angle in the last segment covered, more segments are taken into account in the second embodiment. This makes the assessment of whether the motor vehicle is still on the predicted route on the one hand more reliable, but on the other hand it is more computationally intensive than the procedure according to the first embodiment.
Die Segmente werden vorzugsweise durch Punkte definiert, die in einem gleichen Luftlinienabstand voneinander gespeichert werden. Um den Speicherplatz besser auszunutzen können die Segmente in einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung von variabler Länge sein. Zweckmäßigerweise geht man dabei so vor, dass die ersten Segmente kürzer und die nachfolgenden Segmente länger gewählt werden. Somit kann man zu Beginn der Fahrt die Route schneller erkennen. Die variable Einteilung erfolgt entweder in Abhängigkeit von einem Segmentindex oder in Abhängigkeit vom Luftlinienabstand zur Startposition. Dabei definiert jeder Punkt das Ende eines Segments und den Beginn des nächsten Segments. Dies ermöglicht das Speichern einer Vielzahl von Fahrtrouten mit einer Vielzahl von Segmenten, ohne dass hierzu große Datenmengen erzeugt werden müssten. Indem die Segmentlänge nicht über die Länge der tatsächlich gefahrenen Strecke, sondern stattdessen über den Luftlinienabstand definiert wird, ist es auch nicht erforderlich beim Erfassen einer neuen Fahrtroute den genauen Routenverlauf zwischenzuspeichern. Vielmehr genügt es den Anfangspunkt des aktuellen Segments, welcher gleichzeitig der Endpunkt des vorhergehenden Segments ist, und den aktuellen Aufenthaltsort des Kraftfahrzeugs zu kennen. Durch ständige Neuberechnung des Luftlinienabstands d gemäß Formel 2 kann dann ermittelt werden, wann das Ende eines Segments erreicht wurde und ein neuer Punkt abgespeichert werden muss. Bei Formel 2 handelt es sich um eine Haversi ne- Formel:
Dabei bezeichnet R den Erdradius. Die Variable c kann der Formel 3 entnommen werden und die Variable a kann der Formel 4 entnommen werden:
Wie in Formel 1 bezeichnet Δβ die Differenz der Längengrade, φ1 bezeichnet den Breitengrad am Beginn des Segments, φ2 bezeichnet den Breitengrad an der aktuellen Position und Δφ bezeichnet die Differenz der Breitengrade.As in formula 1, Δβ denotes the difference in longitude, φ 1 denotes the latitude at the beginning of the segment, φ 2 denotes the latitude at the current position and Δ φ denotes the difference in latitude.
Um die anfallende Datenmenge zu begrenzen, ist es bevorzugt, dass eine Anzahl der Segmente, die pro Fahrtroute gespeichert werden, begrenzt wird. Wenn das Kraftfahrzeug eine Fahrtroute zurücklegt, die länger ist als die vorgegebene maximale Anzahl der Segmente, so kann in unterschiedlichen Ausführungsformen des Verfahrens vorgesehen sein, diese Fahrtroute entweder nicht zu speichern, oder nur eine Anzahl von Segmenten zu speichern, die der vorgegebenen maximalen Anzahl entspricht und diese lediglich durch die konkrete Zielkoordinate der Fahrtroute zu ergänzen. In noch einer anderen Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, den Speicherbedarf für die Fahrtroute zu begrenzen, indem die Segmentanzahl jeder Fahrtroute dynamisch bestimmt wird und nur der Summenspeicherbedarf begrenzt wird.In order to limit the amount of data that accumulates, it is preferred that the number of segments that are stored per route is limited. If the motor vehicle travels a route that is longer than the specified maximum number of segments, different embodiments of the method can either not store this route or only store a number of segments that corresponds to the specified maximum number and only to supplement this with the specific destination coordinate of the route. In yet another embodiment, provision can also be made to limit the memory requirement for the route by dynamically determining the number of segments of each route and only limiting the total memory requirement.
Neben der Länge der abgespeicherten Fahrtrouten kann auch deren hohe Anzahl dazu führen, dass eine zu hohe Datenmenge entsteht. Es ist deshalb weiterhin bevorzugt, dass zu jeder gespeicherten Fahrtroute eine Häufigkeit gespeichert wird, mit der diese zurückgelegt wurde. Jedes Mal, wenn eine bereits im Speicher erfasste Fahrtroute zurückgelegt wurde, wird dann ein dieser Fahrtroute zugeordneter Zähler um eins erhöht. Überschreitet die Anzahl der gespeicherten Fahrtrouten eine vorgebbare maximale Anzahl, so wird dann die Fahrtroute mit der geringsten Häufigkeit gelöscht, da es bei dieser am unwahrscheinlichsten ist, dass sie zukünftig noch ein weiteres Mal gefahren wird.In addition to the length of the stored travel routes, the large number of these can also lead to an excessive amount of data being generated. It is therefore also preferred that a frequency with which it was covered is stored for each stored route. Each time a route already recorded in the memory has been covered, a counter assigned to this route is then increased by one. If the number of stored routes exceeds a predeterminable maximum number, the route with the lowest frequency is then deleted, since it is most unlikely that it will be driven again in the future.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Häufigkeit beim Auswählen der prädizierten Fahrtroute berücksichtigt wird. Wenn von der Startposition mehrere gespeicherte frühere Fahrtrouten des Kraftfahrzeugs ausgehen, dann wird insbesondere angenommen, dass die Fahrt am wahrscheinlichsten auf der Fahrtroute erfolgen wird, die in der Vergangenheit am häufigsten zurückgelegt wurde.It is further preferred that the frequency is taken into account when selecting the predicted route. If several stored earlier travel routes of the motor vehicle start from the starting position, then it is assumed in particular that the journey will most likely take place on the travel route that has been covered most frequently in the past.
Die prädizierte Fahrtroute kann insbesondere verwendet werden, um einen Zeitpunkt für einen Regenerationsbeginn eines Abgaspartikelfilters auszuwählen. Dabei kann die Länge der Segmente vorzugsweise in Abhängigkeit von der Regenerationsdauer des im Kraftfahrzeug verbauten Partikelfilters gewählt werden.The predicted route can in particular be used to select a point in time for a start of regeneration of an exhaust gas particle filter. The length of the segments can preferably be selected as a function of the regeneration time of the particulate filter installed in the motor vehicle.
Das Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem Rechengerät oder einem elektronischen Steuergerät abläuft. Es ist ermöglich die Implementierung unterschiedlicher Ausführungsformen des Verfahrens auf einem elektronischem Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist das Computerprogramm auf dem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert. Durch Aufspielen des Computerprogramms auf ein herkömmliches elektronisches Steuergerät, wird das elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, um mittels des Verfahrens eine Fahrtroute eines Kraftfahrzeugs zu prädizieren.The computer program is set up to carry out each step of the method, in particular when it runs on a computing device or an electronic control device. It is possible to implement different embodiments of the method on an electronic control device without having to make structural changes to it. For this purpose, the computer program is stored on the machine-readable storage medium. By uploading the computer program to a conventional electronic control device, the electronic control device is obtained, which is set up to predict a route of a motor vehicle by means of the method.
FigurenlisteFigure list
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert.
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1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug, dessen Fahrtroute mittels Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens prädiziert werden kann. -
2 zeigt eine Auswahl einer wahrscheinlichsten Fahrtroute eines Kraftfahrzeugs aus einer Gruppe abgespeicherter Fahrtrouten in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. -
3 zeigt wie in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Startposition und eine Endposition eines Segments einer Fahrtroute mittels ihrer Längengrade und Breitengrade auf der Erdkugel definiert werden können. -
4 zeigt in einem Ablaufdiagramm wie in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Fahrtroute eines Kraftfahrzeugs gespeichert werden kann. -
5 zeigt in einem Ablaufdiagramm wie in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Fahrtroute eines Kraftfahrzeugs prädiziert werden kann.
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1 shows schematically a motor vehicle, the route of which can be predicted by means of exemplary embodiments of the method according to the invention. -
2 shows a selection of a most likely travel route of a motor vehicle from a group of stored travel routes in an exemplary embodiment of the invention. -
3rd shows how, in an exemplary embodiment of the invention, a start position and an end position of a segment of a travel route can be defined by means of their longitudes and latitudes on the globe. -
4th shows in a flow chart how a travel route of a motor vehicle can be stored in an exemplary embodiment of the invention. -
5 shows in a flow chart how a route of a motor vehicle can be predicted in an exemplary embodiment of the invention.
Ausführungsbeispiele der ErfindungEmbodiments of the invention
In dem elektronischen Steuergerät
In
Die jeweiligen Fahrzeugpositionen werden mittels GPS-Daten ermittelt. In
In einem anderen Ausführungsbeispiel des Verfahrens haben die Segmente keine konstante Länge von 1 km Luftlinienabstand. Stattdessen sind sie von variabler Länge, wobei die ersten Segmente kürzer und die nachfolgenden Segmente länger gewählt werden. Die variable Einteilung erfolgt entweder in Abhängigkeit von einem Segmentindex so, dass die ersten fünf Segmente jeweils eine Länge von 500 m Luftlinienabstand haben und alle folgenden Segmente jeweils eine Länge von 1 km Luftlinienabstand haben.In another exemplary embodiment of the method, the segments do not have a constant length of 1 km as the crow flies. Instead, they are of variable length, with the first segments being chosen to be shorter and the following segments being chosen to be longer. The variable classification is based on a segment index so that the first five segments each have a length of 500 m air line spacing and all following segments are each 1 km air line spacing.
Wenn das Kraftfahrzeug
Die im Datensammelschritt
Nach einem Start
In einem anderen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, werden im Schritt
Solange sich das Kraftfahrzeug
In einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist außerdem die Möglichkeit vorgesehen, dass der Fahrer
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