DE102021119599A1

DE102021119599A1 - Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs sowie Fahrzeug

Info

Publication number: DE102021119599A1
Application number: DE102021119599.3A
Authority: DE
Inventors: Hubert Glas
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-07-28
Filing date: 2021-07-28
Publication date: 2023-02-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs, welches ein Fahrzeugrad, ein mit dem Fahrzeugrad mitdrehbares und dadurch um eine Drehachse drehbares Geberelement (4), welches mehrere, in um die Drehachse (2) verlaufender Umfangsrichtung (6) des Geberelements (4) aufeinanderfolgende Geberbereiche (5) aufweist, und einen dem Geberelement (4) zugeordneten Sensor (11) aufweist. Es wird eine Anzahl derjenigen Geberbereiche (5) ermittelt, die innerhalb eines Zeitraums durch einen Erfassungsbereich (12) des Sensors (11) hindurchbewegt und dadurch mittels des Sensors (11) erfasst werden. Es wird ein einen von dem Fahrzeugrad zurückgelegten Weg charakterisierender, erster Wegwert anhand der Anzahl und anhand eines einen Umfang des Fahrzeugrades charakterisierenden Umfangwerts ermittelt. Es wird ein den zurückgelegten Weg charakterisierender, zweiter Wegwert anhand einer mittels wenigstens eines Beschleunigungssensors erfassten Längsbeschleunigung des Fahrzeugs und anhand einer erfassten Drehzahl des Fahrzeugrads ermittelt. Es wird ein die Position des Fahrzeugs charakterisierender Positionswert aus einem der Wegwerte und einem Korrekturwert berechnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug.
Der DE 10 2016 219 379 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung einer Orientierung eines Fahrzeugs bezogen auf ein raumfestes Koordinatensystem als bekannt zu entnehmen. Des Weiteren offenbart die DE 10 2016 225 140 B3 ein Verfahren zum Bestimmen einer aktuellen Position eines Kraftfahrzeugs relativ zu einer vorher von dem Kraftfahrzeug eingenommenen Ausgangsposition.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie ein Fahrzeug zu schaffen, sodass insbesondere auch bei geringen Geschwindigkeiten, mit welchen das Fahrzeug gefahren wird, eine Position des Fahrzeugs besonders vorteilhaft bestimmt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer, insbesondere aktuellen, Position eines Fahrzeugs, insbesondere relativ zu einer Ausgangsposition des Fahrzeugs. Das Fahrzeug weist wenigstens ein Fahrzeugrad auf, welches auch einfach als Rad bezeichnet wird. Das Fahrzeugrad ist ein Bodenkontaktelement, über welches das Fahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin an einem Boden oder einer Fahrbahn abstützbar oder abgestützt ist. Wird das Fahrzeug entlang der Fahrbahn, insbesondere vorwärts, gefahren, während das Fahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über das Fahrzeugrad an dem Boden abgestützt ist, so rollt das Fahrzeug an dem Boden ab. Insbesondere wird das Verfahren durchgeführt, während das Fahrzeug mit einer auch als Fahrzeuggeschwindigkeit bezeichneten Geschwindigkeit entlang des Bodens, insbesondere vorwärts, gefahren wird. Beispielsweise weist das Fahrzeug einen Aufbau auf, welcher vorzugsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildet ist. Der Aufbau begrenzt beispielsweise einen auch als Fahrgastraum oder Fahrgastzelle bezeichneten Innenraum des Fahrzeugs, in dessen Innenraum sich während einer Fahrt des Fahrzeugs Personen wie beispielsweise ein Fahrer des Fahrzeugs aufhalten können. Vorzugsweise ist das Fahrzeug als ein Kraftfahrzeug, insbesondere als ein Kraftwagen und ganz insbesondere als ein Personenkraftwagen, ausgebildet. Beispielsweise ist das Fahrzeugrad um eine Raddrehachse relativ zu dem Aufbau drehbar an dem Aufbau gehalten, sodass insbesondere dann, wenn das Fahrzeug entlang der Fahrbahn, insbesondere vorwärts, gefahren wird, sich das Fahrzeugrad um die Raddrehachse relativ zu dem Aufbau dreht.
Das Fahrzeug weist außerdem ein Geberelement auf, welches mit dem Fahrzeugrad mitdrehbar und dadurch um eine einfach auch als Drehachse bezeichnete Geberelementdrehachse, insbesondere relativ zu dem Aufbau, drehbar ist. Unter dem Merkmal, dass das Geberelement mit dem Fahrzeugrad mitdrehbar ist, ist zu verstehen, dass das Geberelement mit dem Fahrzeugrad gekoppelt ist, derart, dass, wenn sich das Fahrzeugrad um die Raddrehachse relativ zu dem Aufbau dreht, sich das Geberelement um die Drehachse relativ zu dem Aufbau dreht, mithin mitdreht. Dabei ist es denkbar, dass das Geberelement drehfest mit dem Fahrzeugrad verbunden ist, wobei beispielsweise die Raddrehachse mit der Drehachse zusammenfällt, sodass beispielsweise das Fahrzeugrad und das Geberelement koaxial zueinander angeordnet sind. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass sich dann, wenn sich das Fahrzeugrad mit einer auch als Fahrzeugraddrehzahl bezeichneten Drehzahl insbesondere um die Raddrehachse relativ zu dem Aufbau dreht, sich das Geberelement mit der gleichen Drehzahl um die Drehachse, insbesondere relativ zu dem Aufbau, mitdreht. Ferner ist es denkbar, dass das Geberelement mit dem Fahrzeugrad derart gekoppelt ist, dass die Raddrehachse und die Drehachse nicht zusammenfallen, sodass beispielsweise die Raddrehachse und die Drehachse voneinander beabstandet sind und beispielsweise parallel zueinander verlaufen, oder die Raddrehachse und die Drehachse verlaufen schräg oder senkrecht zueinander. Ferner ist es denkbar, dass das Geberelement derart mit dem Fahrzeugrad mitdrehbar ist, dass sich dann, wenn sich das Fahrzeugrad insbesondere um die Raddrehachse relativ zu dem Aufbau mit einer ersten Drehzahl dreht, sich das Geberelement um die Drehachse, insbesondere relativ zu dem Aufbau, mit einer von der ersten Drehzahl unterschiedlichen, zweiten Drehzahl dreht. Wenn im Folgenden die Rede von der Drehzahl ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die Drehzahl des Fahrzeugrads, mithin die Fahrzeugraddrehzahl, zu verstehen.
Das Geberelement weist mehrere, in um die Drehachse verlaufender Umfangsrichtung des Geberelements aufeinanderfolgende und gegebenenfalls voneinander beabstandete Geberbereiche auf. Die Geberbereiche sind beispielsweise Zähne einer Verzahnung des Geberelements, wobei die Verzahnung die Zähne und in Umfangsrichtung des Geberelements zwischen den Zähnen angeordnete und aufeinanderfolgende Zahnlücken aufweist. Die Zähne sind somit in radialer Richtung des Geberelements nach außen hin gegenüber den Zahnlücken erhabene Vorsprünge, wobei die radiale Richtung des Geberelements senkrecht zur Drehachse des Geberelements verläuft. Ferner ist es denkbar, dass die Geberbereiche erste Magnetpole sind, welche auch als erste Magnetpole bezeichnet werden. Dabei weisen die ersten Magnetpole eine jeweilige, erste magnetische Polarität auf. Dabei ist es ferner denkbar, dass in Umfangsrichtung des Geberelements zwischen den ersten Magnetpolen zweite Magnetpole angeordnet sind, welche auch als zweite Magnetspule bezeichnet werden. Die zweiten Magnetpole weisen beispielsweise eine jeweilige, von der ersten magnetischen Polarität unterschiedliche, zweite magnetische Polarität auf. Beispielsweise sind die ersten Magnetpole Nordpole, sodass die zweiten Magnetpole Südpole sind, oder umgekehrt. Das Geberelement ist beispielsweise ein Geberrad oder eine Geberscheibe.
Das Fahrzeug weist außerdem einen dem Geberelement zugeordneten Sensor auf, welcher auch als erster Sensor bezeichnet wird und einen Erfassungsbereich aufweist. Mittels des Sensors sind die Geberbereiche, insbesondere berührungslos, erfassbar, die sich bei einer um die Drehachse insbesondere relativ zu dem Aufbau erfolgenden Drehung des Geberelements durch den Erfassungsbereich hindurchbewegen und sich beispielsweise dabei an dem Sensor vorbei bewegen, mithin an dem Sensor vorbei streichen. Somit ist beispielsweise das Geberelement um die Raddrehachse relativ zu dem Erfassungsbereich und insbesondere relativ zu dem Sensor drehbar. Unter dem Merkmal, dass die sich durch den Erfassungsbereich hindurchbewegenden Geberbereiche mittels des Sensors erfassbar sind, ohne dass eine Berührung zwischen dem Sensor und dem jeweiligen Geberbereich stattfindet. Insbesondere kann der Sensor den jeweiligen Geberbereich optisch und/oder induktiv erfassen. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist unter einer insbesondere um die Drehachse und ganz insbesondere relativ zu dem Aufbau erfolgende Drehung des Geberelements zu verstehen, dass sich das Geberelement um die Drehachse, insbesondere relativ zu dem Aufbau, dreht, wobei sich das Geberelement nicht notwendigerweise einmal vollständig, das heißt um 360 Grad, um die Drehachse drehen muss. Mit anderen Worten ist unter einer Drehung des Geberelements auch eine solche Drehung zu verstehen, bei welcher sich das Geberelement um weniger als 360 Grad um die Drehachse dreht.
Das Fahrzeug kann gegebenenfalls einen zusätzlich zu dem ersten Sensor vorgesehenen Drehzahlsensor aufweisen, welcher ein zweiter Sensor ist oder als zweiter Sensor bezeichnet wird. Unter dem Merkmal, dass der Drehzahlsensor zusätzlich zu dem ersten Sensor vorgesehen ist, ist zu verstehen, dass die Sensoren separat voneinander ausgebildete Komponenten sind, sodass der erste Sensor bezüglich des zweiten Sensors extern ist und umgekehrt. Der Drehzahlsensor ist beispielsweise dem Fahrzeugrad zugeordnet und dazu ausgebildet, eine beziehungsweise die zuvor genannte Drehzahl des Fahrzeugrads zu erfassen. Unter der Drehzahl des Fahrzeugrads ist eine Anzahl von insbesondere um die Fahrzeugraddrehachse und ganz insbesondere relativ zu dem Aufbau erfolgenden Drehungen des Fahrzeugrads pro Zeiteinheit zu verstehen.
Um nun die Position des Fahrzeugs besonders vorteilhaft bestimmen zu können, ist es bei einem ersten Schritt des Verfahrens vorgesehen, dass, insbesondere mittels einer elektronischen Recheneinrichtung, eine auch als Geberbereichanzahl bezeichnete Anzahl derjenigen Geberbereiche ermittelt wird, die innerhalb eines Zeitraums durch den Erfassungsbereich des ersten Sensors hindurchbewegt und dadurch mittels des ersten Sensors erfasst werden. Mit anderen Worten wird mittels des ersten Sensors gezählt, wie oft der erste Sensor innerhalb des Zeitraums erfasst, dass ein jeweiliger der Geberbereiche des Geberelements durch den Erfassungsbereich hindurchbewegt wird. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt, jedes Mal, wenn einer der Geberbereiche des Geberelements durch den Erfassungsbereich hindurchbewegt wird, wird dies mittels des ersten Sensors erfasst, wobei mittels des ersten Sensors die Geberbereiche gezählt werden, die innerhalb des Zeitraums durch den Erfassungsbereich hindurchbewegt werden, wobei durch dieses Zählen die auch als erste Anzahl bezeichnete Geberbereichanzahl ermittelt beziehungsweise bestimmt wird.
Beispielsweise weist das Geberelement eine Gesamtanzahl von Geberbereichen auf. Mit anderen Worten, werden alle mittels des ersten Sensors bei genau einer vollständigen Umdrehung des Geberelements erfassbaren Geberbereiche des Geberelements gezählt, so ergibt dieses Zählen eine beziehungsweise die zuvor genannte Gesamtanzahl. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt, wird das Geberelement innerhalb des genannten Zeitraums genau einmal vollständig um die Drehachse, insbesondere relativ zu dem Aufbau, gedreht, so wird innerhalb des Zeitraums jeder der Geberbereiche genau einmal durch den Erfassungsbereich des ersten Sensors hindurchbewegt, sodass der erste Sensor innerhalb des Zeitraums jeden der Geberbereiche genau einmal erfasst. Dann entspricht die Geberbereichanzahl (erste Anzahl) der Gesamtanzahl der Geberbereiche. Beispielsweise ist die Gesamtanzahl der Geberbereiche größer als 10. Beispielsweise beträgt die Gesamtanzahl der Geberbereiche 96. Insbesondere bei geringen, einfach auch als Geschwindigkeiten bezeichneten Fahrgeschwindigkeiten, mit denen das Fahrzeug entlang der zuvor genannten Fahrbahn, insbesondere vorwärts, gefahren wird, dreht sich beispielsweise das Geberelement innerhalb des Zeitraums um weniger als 360 Grad um die Drehachse. Mit anderen Worten führt dann das Geberelement innerhalb des Zeitraums keine vollständige Umdrehung, das heißt weniger als eine vollständige Umdrehung um die Drehachse, aus. Dann ist die Geberbereichanzahl geringer als die Gesamtanzahl.
Bei einem zweiten Schritt des Verfahrens wird, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung, anhand der Geberbereichanzahl und anhand eines einen Umfang des Fahrzeugrades charakterisierenden Umfangswerts ein erster Wegwert ermittelt, insbesondere berechnet, wobei der erste Wegwert einen von dem Fahrzeugrad und somit beispielsweise von dem Fahrzeug zurückgelegten Weg, insbesondere ausgehend von der zuvor genannten Ausgangsposition, charakterisiert, das heißt beschreibt. Die Geberbereichanzahl an sich, das heißt für sich alleine betrachtet, ist beispielsweise dimensionslos, das heißt eine dimensionslose Größe. Insbesondere ist die Geberbereichanzahl an sich, das heißt für sich alleine betrachtet, zeitunabhängig. Dies bedeutet, dass die Geberbereichanzahl an sich, das heißt für sich alleine betrachtet, lediglich die Anzahl der Geberbereiche angibt, die innerhalb des Zeitraums durch den Erfassungsbereich hindurchbewegt wurden, jedoch gibt die Geberbereichanzahl an sich, das heißt für sich alleine betrachtet, nicht den Zeitraum oder eine andere Zeitspanne oder Zeiteinheit an, sodass die Geberbereichanzahl an sich keinen Bezug zur Zeit hat oder angibt. Somit ist beispielsweise die Geberbereichanzahl eine positive, ganze Zahl. Ferner ist es vorgesehen, dass auch der erste Wegwert an sich, das heißt für sich alleine betrachtet, zeitunabhängig ist, das heißt keinen Bezug zur Zeit hat. Somit gibt der erste Wegwert, beispielsweise in einer Einheit wie Meter, den genannten Weg an, ohne sich dabei jedoch auf die Zeit zu beziehen. Der erste Wegwert wird beispielsweise ermittelt, indem die Geberbereichanzahl mit dem Umfangwert multipliziert wird. Der Umfang des Fahrzeugrades ist beispielsweise ein Kreis oder wird beispielsweise als Kreis betrachtet. Diesbezüglich charakterisiert oder beschreibt der Umfangwert beispielsweise eine Länge eines Kreisbogens des Kreises, wobei die Länge in Umfangsrichtung des Geberelements zwischen jeweils zwei mittels des ersten Sensors erfassbaren Geberbereichen liegt, sodass dann, wenn das Fahrzeugrad um die Fahrzeugraddrehachse relativ zu dem Aufbau derart gedreht wird, dass daraus resultierend das Geberelement um die Drehachse relativ zu dem Aufbau derart gedreht wird, dass ein sich zunächst in dem Erfassungsbereich befindender, erster der Geberbereiche aus dem Erfassungsbereich heraus bewegt und ein zweiter der Geberbereiche in den Erfassungsbereich hinein bewegt wird, der von dem Fahrzeugrad insbesondere auf der Fahrbahn zurückgelegte Weg dem genannten Kreisbogen, das heißt der genannten Länge des Kreisbogens, entspricht. Beispielsweise ergibt sich der Umfangwert zu: $Umfangwert = \frac{2 \cdot π \cdot r}{G e s a m t a n z a h l} .$
Dabei ist mit r der Radius des genannten Kreises, mithin des Fahrzeugrads, bezeichnet. Ferner ist erkennbar, dass beispielsweise dann, wenn innerhalb des Zeitraums das Fahrzeugrad derart gedreht wird, dass daraus resultierend das Geberelement derart gedreht wird, dass das Geberelement innerhalb des Zeitraums genau eine vollständige Umdrehung um die Drehachse ausführt, das Fahrzeugrad auf der Fahrbahn den Umfang des Rades zurücklegt, mithin der Weg dem Umfang des Fahrzeugrades entspricht. Ferner ist erkennbar, dass weder die Geberbereichanzahl an sich noch der erste Wegwert an sich eine Anzahl an Umdrehungen des Geberelements oder des Fahrzeugrads angeben, das heißt eine Drehzahl des Rads oder des Geberelements angeben. Vielmehr handelt es sich beispielsweise bei der Geberbereichanzahl um eine zeitunabhängige und dimensionslose Größe, und bei dem ersten Wegwert handelt es sich beispielsweise um eine zeitunabhängige und reine Weg- beziehungsweise Streckenangabe.
Beispielsweise sind die Geberbereiche in Umfangsrichtung des Geberelements äquidistant und somit paarweise gleich voneinander beabstandet, sodass sich durch Multiplizieren der Geberbereichanzahl mit der Länge des Kreisbogens, insbesondere mit dem Umfangswert, der Weg ergibt. Wird somit beispielsweise ermittelt, dass die Geberbereichanzahl 4 ist, so kann darauf rückgeschlossen werden, dass das Fahrzeugrad auf der Fahrbahn das Vierfache der Länge des Kreisbogens zurückgelegt hat. Weiterhin kann dann beispielsweise darauf rückgeschlossen werden, dass das Fahrzeugrad und somit das Fahrzeug ausgehend von der Ausgangsposition das Vierfache der Länge des Kreisbogens auf der Fahrbahn zurückgelegt haben.
Bei einem dritten Schritt des Verfahrens wird, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung, wenigstens ein zweiter Wegwert anhand einer mittels wenigstens eines Beschleunigungssensors des Fahrzeugs erfassten Längsbeschleunigung des Fahrzeugs und anhand einer beziehungsweise der erfassten Drehzahl des Fahrzeugrads ermittelt. Beispielsweise wird die Drehzahl mittels des Drehzahlsensors erfasst, oder aber die Drehzahl wird derart erfasst, dass die Geberbereichanzahl, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung, auf die Zeit, insbesondere den Zeitraum, bezogen wird, beispielsweise derart, dass die Geberbereichanzahl durch den Zeitraum, das heißt durch eine den Zeitraum angebende Zeit, dividiert wird. Der zweite Wegwert charakterisiert, das heißt beschreibt den von dem Fahrzeugrad zurückgelegten Weg. Es ist erkennbar, dass sich die Geberbereichanzahl und der erste Wegwert einerseits und die Drehzahl andererseits dadurch voneinander unterscheiden, dass einerseits - wie zuvor beschrieben - sowohl der erste Wegwert an sich als auch die Geberbereichanzahl an sich keinen Zeitbezug haben, das heißt sich nicht auf die Zeit beziehen, während andererseits die Drehzahl eine Anzahl von um die Fahrzeugraddrehachse pro Zeiteinheit, insbesondere pro Zeitraum, erfolgenden Umdrehungen des Fahrzeugrades angibt, sodass die Drehzahl sehr wohl einen Zeitbezug hat, das heißt sich auf die Zeit bezieht. Auch die Längsbeschleunigung, die mittels des Beschleunigungssensors erfasst, das heißt gemessen, wird, hat einen Zeitbezug, das heißt bezieht sich auf die Zeit, da sie beispielsweise in einer zeitbezogenen Einheit wie beispielsweise Meter pro Sekunde zum Quadrat angeben beziehungsweise betrachtet wird.
Der zweite Wegwert ergibt sich beispielsweise zu: $zweiter Wegwert = \frac{1}{2} \cdot a \cdot t^{2} + ν_{0} \cdot t .$
Dabei bezeichnet a die mittels des Beschleunigungssensors erfasste, das heißt gemessene Längsbeschleunigung des Fahrzeugs, und t bezeichnet die Zeit, mithin eine Zeitspanne, für welchen der Weg beziehungsweise der zweite Wegwert ermittelt wird. Beispielsweise entspricht t dem zuvor genannten Zeitraum. Mit v₀ ist eine auch als Wegwertgeschwindigkeit bezeichnete Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu verstehen, welches mit der Wegwertgeschwindigkeit insbesondere innerhalb des Zeitraums entlang der Fahrbahn gefahren wird. Die Wegwertgeschwindigkeit wird anhand der Drehzahl ermittelt, die, insbesondere mittels des Drehzahlsensors, erfasst, das heißt gemessen wird. Beispielsweise wird die Wegwertgeschwindigkeit derart ermittelt, dass die erfasste Drehzahl mit dem Umfang des Fahrzeugrads multipliziert wird. Gibt beispielsweise die erfasste Drehzahl des Fahrzeugrads eine Anzahl von von dem Fahrzeugrad innerhalb des Zeitraums durchgeführten Umdrehungen des Fahrzeugrads an, so kann durch Multiplizieren der Drehzahl mit dem Umfang des Fahrzeugrads berechnet werden, wie oft das Fahrzeugrad an der Fahrbahn abgerollt ist und somit wie oft sich das Fahrzeugrad um seinen Umfang insbesondere ausgehend von der Ausgangsposition entlang der Fahrbahn bewegt hat, und zwar jeweils innerhalb des Zeitraums. Dadurch kann die Wegwertgeschwindigkeit ermittelt werden.
Bei einem vierten Schritt des Verfahrens wird, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung, wenigstens ein die Position des Fahrzeugs charakterisierender Positionswert aus einem der Wegwerte und einem Korrekturwert berechnet. Beispielsweise wird als der Korrekturwert ein Korrekturfaktor verwendet wird, wobei es denkbar, ist dass der eine Wegwert mit dem Korrekturfaktor multipliziert wird, um dadurch den Positionswert zu berechnen. Bei dem vierten Schritt ist es insbesondere vorgesehen, dass als der eine Wegwert, aus welchem zusammen mit dem Korrekturwert der Positionswert berechnet wird, der zweite Wegwert verwendet wird.
Bei einem fünften Schritt des Verfahrens wird, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung, wenigstens ein einen Unterschied zwischen dem anderen Wegwert und dem Positionswert charakterisierende Unterschiedswerts ermittelt, insbesondere berechnet. Wird als der eine Wegwert der zweite Wegwert verwendet, so wird als der andere Wegwert der erste Wegwert ermittelt.
Bei einem sechsten Schritt des Verfahrens wird, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung, der Korrekturwert in Abhängigkeit von dem Unterschiedswert geändert. Der Korrekturwert wird insbesondere geändert, falls sich der Unterschiedswert ändert. Falls sich beispielsweise der Unterschiedswert nicht ändert und/oder solange der Unterschiedswert gleich bleibt, unterbleibt beispielsweise eine Änderung des Korrekturwerts. Da Verfahren wird im Folgenden an einem Beispiel näher erläutert:

Zunächst, das heißt beispielsweise bei einer ersten Durchführung des Verfahrens oder bei einem ersten Zeitschritt, bei welchem das Verfahren durchgeführt wird, wird beispielsweise bei dem vierten Schritt zunächst ein Ausgangswert als der Korrekturwert verwendet, wobei der Ausgangswert beispielsweise vorgegeben wird oder ermittelt wurde, als das Verfahren vor dem ersten Zeitschritt durchgeführt wurde. Bei dem ersten Zeitschritt wird beispielsweise bei dem sechsten Schritt des Verfahrens dann, wenn der bei dem ersten Zeitschritt ermittelte Unterschiedswert ungleich 0 ist und/oder wenn der Betrag des Unterschiedswert eine vorgegebene oder vorgebbare Schwelle überschreitet, der Korrekturwert beziehungsweise der Ausgangswert geändert, insbesondere derart, dass wenn der geänderte Korrekturwert mit dem bei dem ersten Zeitschritt ermittelten, einen Wegwert multipliziert würde, der Unterschiedswert, der den Unterschied zwischen dem Positionswert, der aus der Multiplikation des geänderten Korrekturwerts mit dem bei dem ersten Zeitschritt ermittelten, einen Wegwert resultieren würde, und dem bei dem ersten Zeitschritt ermittelten, anderen Wegwert charakterisiert, Null zumindest geringer wäre als der bei dem ersten Zeitschritt tatsächlich ermittelte Unterschiedswert, mithin der Unterschied zwischen dem Positionswert, der aus der Multiplikation des geänderten Korrekturwerts mit dem bei dem ersten Zeitschritt ermittelten, einen Wegwert resultieren würde, und dem bei dem ersten Zeitschritt ermittelten, anderen Wegwert aufgehoben oder zumindest geringer wäre als der Unterschied, der durch den bei dem ersten Zeitschritt tatsächlich ermittelten Unterschiedswert charakterisiert wird.

Bei einer auf die erste Durchführung folgenden, zweiten Durchführung des Verfahrens, das heißt beispielsweise bei einem auf den ersten Zeitschritt folgenden, zweiten Zeitschritt, bei welchem das Verfahren durchgeführt wird, wird beispielsweise bei dem vierten Schritt zunächst der bei dem ersten Zeitschritt geänderte Korrekturwert verwendet. Bei dem zweiten Zeitschritt wird beispielsweise bei dem sechsten Schritt des Verfahrens dann, wenn der bei dem zweiten Zeitschritt ermittelte Unterschiedswert ungleich 0 ist und/oder wenn der Betrag des Unterschiedswert die Schwelle überschreitet, der Korrekturwert wieder geändert. Bei einem auf den zweiten Zeitschritt folgende, dritten Zeitschritt, bei welchem das Verfahren erneut durchgeführt würde, würde dann bei dem vierte Schritt des Verfahrens der bei dem zweiten Zeitschritt geänderte Korrekturwert verwendet.
Ist jedoch beispielsweise bei dem zweiten Zeitschritt der Unterschiedswert 0 oder ist der Betrag des bei dem zweiten Zeitschritt ermittelten Unterschieds kleiner oder gleich der Schwelle, so wird beispielsweise bei dem zweiten Zeitschritt bei dem sechsten Schritt des Verfahrens der Korrekturwert nicht geändert. Dann würde bei dem dritten Zeitschritt bei dem vierten Schritt des Verfahrens der gleiche Korrekturwert verwendet, der auch bei dem zweiten Zeitschritt bei dem vierten Schritt des Verfahrens verwendet wurde. Der Korrekturwert wird bei dem sechsten Schritt beispielsweise geändert, insbesondere immer dann geändert, wenn sich der Unterschiedswert ändert und/oder der erste Wegwert bereitgestellt wird und/oder sich ändert.
Beispielsweise aufgrund von Messungenauigkeiten und/oder zum Einsatz kommender Mess- und/oder Ermittlungstechniken können sich die Wegwerte insbesondere bei geringen Geschwindigkeiten voneinander unterscheiden. Mittels des Korrekturwerts kann nun ein etwaiger Unterschied, das heißt eine etwaige Differenz zwischen den Wegwerten an sich aufgehoben oder zumindest verringert oder gering gehalten werden, insbesondere für den jeweiligen, folgenden Zeitschritt.
Da der Positionswert nicht nur alleinig anhand des ersten Wegwerts und nicht nur alleinig anhand des zweiten Wegwerts, sondern anhand beider Wegwerte ermittelt wird, repräsentiert der Positionswert die insbesondere aktuelle Position des Fahrzeugs sehr präzise. Durch Berücksichtigen beider Wegwerte und durch das Ermitteln des Unterschieds wird sozusagen der eine Wegwert anhand des anderen Wegwerts plausibilisiert oder umgekehrt, sodass der Positionswert die aktuelle Position präzise angibt. Außerdem ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, den Positionswert und somit die Position des Fahrzeugs auch dann stetig, durchgängig und/oder zumindest im Wesentlichen kontinuierlich bereitzustellen, wenn das Fahrzeug mit nur sehr geringen Geschwindigkeiten entlang der Fahrbahn gefahren wird. In der Folge kann der ermittelte und bereitgestellte Positionswert, der beispielsweise von einem ersten Modul, insbesondere der elektronischen Recheneinrichtung, bereitgestellt wird, von einem zweiten Modul, insbesondere der elektronischen Recheneinrichtung empfangen und genutzt werden, um beispielsweise Berechnungen und/oder Steuerungsvorgänge und/oder Regelungsvorgänge auf Basis des Positionswerts durchzuführen. Die Erfindung ermöglicht es dabei, das zweite Modul auch bei geringen Geschwindigkeiten stetig beziehungsweise zumindest im Wesentlichen kontinuierlich mit dem Positionswert zu versorgen und somit dem zweiten Modul die insbesondere aktuelle Position des Fahrzeugs zumindest im Wesentlichen kontinuierlich und präzise bereitzustellen.
Der Erfindung liegen dabei insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Üblicherweise erfolgt bei Fahrzeugen wie beispielsweise bei Kraftfahrzeugen eine Odometrie, mithin eine Wegermittlung oder Wegmessung durch Beobachtung von Rädern des Fahrzeugs. Unter der Wegermittlung beziehungsweise der Wegmessung ist zu verstehen, dass durch die Odometrie ein von den Rädern und somit von dem Fahrzeug zurückgelegter Weg ermittelt wird. Herkömmlicherweise wird ab einer festgelegten Mindestgeschwindigkeit durch die Odometrie eine Positionsermittlung, insbesondere eine Positionsberechnung, auf Basis von Raddrehzahlsignalen durchgeführt, sodass eine Position des Fahrzeugs, insbesondere ausschließlich, anhand von Drehzahlsignalen ermittelt wird, welche jeweilige Drehzahlen der Räder charakterisieren. Eine solche Odometrie anhand eines Raddrehzahlsignals basiert beispielsweise auf einer Ermittlung, insbesondere Berechnung, eines zeitlichen Abstands zwischen erfassten Geberbereichen. Bei den Geberbereichen handelt es sich beispielsweise um Geberflanken, die beispielsweise durch die zuvor beschriebenen Zähne der Verzahnung gebildet sind. In einem Niedriggeschwindigkeitsbereich, das heißt dann, wenn das Fahrzeug mit einer sehr geringen Geschwindigkeit entlang einer Fahrbahn gefahren wird, jedoch nicht stillsteht, kann mittels des Drehzahlsensors die auch als Raddrehzahl bezeichnete Drehzahl des Fahrzeugrads aufgrund einer unzureichenden Genauigkeit des auch als Raddrehzahlsensor bezeichneten Drehzahlsensors nur sehr ungenau erfasst werden, was zu einem signifikanten Fehler der ermittelten Raddrehzahl führen kann. Dies kann wiederum zu einer nur mangelhaften Odometrie, das heißt zu einer nur mangelhaften beziehungsweise ungenauen Bestimmung der Position des Fahrzeugs führen. Daher kann vorgesehen sein, dass unterhalb einer vorgebbaren oder vorgegebenen Geschwindigkeitsgrenze, das heißt beispielsweise dann, wenn das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit gefahren wird, die geringer als die zuvor genannte Mindestgeschwindigkeit ist, von der auf der Raddrehzahl basierenden Odometrie beziehungsweise von der auf der Raddrehzahl basierenden Positionsberechnung auf eine flankenbasierte Odometrie beziehungsweise auf eine flankenbasierte Positionsberechnung umgeschaltet wird. Die auf der Raddrehzahl basierende Odometrie beziehungsweise Positionsberechnung wird auch als drehzahlbasierte Odometrie beziehungsweise Positionsberechnung bezeichnet. Bei der flankenbasierten Positionsberechnung wird die Anzahl der erfassten Geberbereiche, insbesondere Geberflanken, pro Zeit betrachtet. Als nachteilhaft dabei wurde jedoch identifiziert, dass eine nur sehr geringe Auflösung realisierbar ist, welche nun direkt von der Gesamtanzahl der Geberbereiche abhängt. Beträgt die Gesamtanzahl beispielsweise 96, so ergibt sich die Auflösung je Fahrzeugrad zu: $Aufl \ddot{o} sung = \frac{U m f a n g d e s F a h r z e u g r a d s}{96 b e z i e h u n g s w e i s e G e s a m t a n z a h l} .$
Aufgrund der nur geringen Auflösung der flankenbasierten Positionsberechnung kann in dem Niedriggeschwindigkeitsbereich üblicherweise die Position des Fahrzeugs nicht hinreichend stetig präzise bereitgestellt werden. Mit anderen Worten kann die Position nicht hinreichend oft aktualisiert oder geprüft werden, sodass beispielsweise die durch die flankenbasierte Positionsberechnung ermittelte Position des Fahrzeugs von einer tatsächlichen, aktuellen Position des Fahrzeugs signifikant abweichen kann. Insbesondere bei modernen Fahrzeugen ist es jedoch wünschenswert, auch im Niedriggeschwindigkeitsbereich die insbesondere aktuelle Position des Fahrzeugs hinreichend stetig und hinreichend präzise bereitzustellen, um somit auch auf kurzen Wegintervallen Fehler, das heißt eine etwaige Abweichung der ermittelten Position von der tatsächlichen, aktuellen Position des Fahrzeugs, so gering wie möglich zu halten, um hierdurch beispielsweise auch im Niedriggeschwindigkeitsbereich Steuerungs- und/oder Regelungsvorgänge und/oder Berechnungsvorgänge hinreichend präzise durchführen zu können. Üblicherweise sind jedoch im Niedriggeschwindigkeitsbereich sowohl die drehzahlbasierte Odometrie alleinig als auch die flankenbasierte Odometrie alleinig unzureichend, da die drehzahlbasierte Odometrie alleinig zu ungenau ist und die flankenbasierte Odometrie alleinig eine zu geringe Auflösung aufweist.
Die zuvor genannten Probleme und Nachteile können durch die Erfindung vermieden werden. Die Erfindung vereint Vorteile der flankenbasierten Positionsberechnung und der drehzahlbasierten Positionsberechnung, sodass durch das erfindungsgemäße Verfahren die insbesondere aktuelle Position des Fahrzeugs mit einer hinreichend hohen Auflösung mit einer hinreichend hohen Genauigkeit ermittelt und bereitgestellt werden kann. Beispielsweise wird der Positionswert durch ein Positionssignal charakterisiert und beispielsweise bereitgestellt. Insbesondere kann durch die Erfindung im Niedriggeschwindigkeitsbereich die Genauigkeit der flankenbasierten Odometrie mit der demgegenüber höheren Auflösung der drehzahlbasierten Odometrie vereint werden. Hierzu wird, insbesondere in dem Niedriggeschwindigkeitsbereich, der Positionswert beziehungsweise die Position auf Basis der erfassten Drehzahl sowie der Längsbeschleunigung ermittelt, insbesondere geschätzt. Diese drehzahl- und längsbeschleunigungsbasierte Ermittlung, insbesondere Schätzung, der Position wird durch den zweiten Wegwert charakterisiert und zusätzlich durch den ersten Wegwert plausibilisiert beziehungsweise korrigiert. Dabei wird der erste Wegwert sozusagen durch eine flankenbasierte Odometrie beziehungsweise nach Art einer flankenbasierten Odometrie, die auch als erste Odometrie bezeichnet wird, ermittelt, da der erste Wegwert anhand der erfassten und somit beispielsweise gezählten Geberbereiche ermittelt wird, der innerhalb des Zeitraums durch den Erfassungsbereich hindurchbewegt wurden. Der zweite Wegwert wird sozusagen durch eine drehzahl- und längsbeschleunigungsbasierte Odometrie beziehungsweise nach Art einer drehzahl- und längsbeschleunigungsbasierten Odometrie ermittelt, die auch als zweite Odometrie bezeichnet wird,
Die Erfindung nutzt dabei, dass die zweite Odometrie den zweiten Wegwert stetig bereitstelle beziehungsweise dass anhand der zweiten Odometrie der zweite Wegwert stetig, das heißt ohne Sprünge ermittelt, insbesondere berechnet, werden kann. Da jedoch die zweite Odometrie prinzipbedingt ungenau ist, insbesondere ungenauer als die erste Odometrie, liefert die zweite Odometrie zwar stetige, aber relativ ungenaue Ergebnisse oder Informationen über die Position. Die erste Odometrie ist sehr präzise, insbesondere präziser als die zweite Odometrie, wobei jedoch die erste Odometrie den ersten Wegwert prinzipbedingt nicht stetig bereitstellen kann. Somit ist die erste Odometrie zwar präzise, aber nicht stetig. Mit anderen Worten liefert die erste Odometrie zwar genaue Ergebnisse oder Informationen über die Position, jedoch liefert die erste Odometrie ihre Ergebnisse nicht stetig. Die Erfindung ermöglicht es nun, die Vorteile beider Odometrien zu vereinen und deren Nachteile zu kompensieren oder zu vermeiden. Hierfür wird vorzugsweise der zweite Wegwert, welcher mittels der zweiten Odometrie stetig beziehungsweise kontinuierlich ermittelt und bereitgestellt wird, die Position aber nur ungenau charakterisiert, mittels des Korrekturwerts korrigiert, um den Positionswert, insbesondere stetig beziehungsweise kontinuierlich zu berechnen und bereitzustellen, obwohl die erste Odometrie den ersten Wegwer zwar präzise, aber nicht stetig ermitteln und bereitstellen kann. Da jedoch der Korrekturwert, insbesondere für einen jeweiligen, folgende Zeitschritt, geändert und dadurch angepasst wird, und zwar in Abhängigkeit von dem Unterschied zwischen dem insbesondere in dem jeweiligen, vorweggehenden Zeitschritt ermittelten Positionswert und dem ersten Wegwert, kann durch Berechnen des Positionswerts aus dem ersten Wegwert und dem Korrekturwert der Positionswert nicht nur stetig beziehungsweise kontinuierlich ermittelt und bereitgestellt werden, sondern der Positionswert ist auch besonders präzise beziehungsweise gibt die Position besonders präzise an. Dann und beispielsweise immer dann, wenn die erste Odometrie ihre Ergebnisse, das heißt den ersten Wegwert ermittelt und bereitstellt, werden der Unterschiedswert und in der Folge beispielsweise der Korrekturwert gebildet, denn beispielsweise liefert die erste Odometrie den ersten Wegwert nur dann, wenn ein neuer Geberbereich erfasst wird.
Sobald beispielsweise eine neuer Geberbereich erkannt wird, das heißt sobald erkannt wird, dass einer der Geberbereiche aus dem Erfassungsbereich heraus bewegt und ein anderer der Geberbereiche in den Erfassungsbereich hinein bewegt wird, werden der erste Wegwert und somit der auch als Abweichung bezeichnete Unterschiedswert ermittelt. Der Unterschied zwischen dem Positionswert und dem anderen Wegwert charakterisiert sozusagen eine Abweichung zwischen der drehzahlbasierten, zweiten Odometrie korrigiert um den Korrekturfaktor und der flankenbasierten, ersten Odometrie, da der erste Wegwert durch die flankenbasierte, erste Odometrie beziehungsweise nach Art der flankenbasierten Odometrie und der zweite Wegwert durch die drehzahlbasierte, zweite Odometrie beziehungsweise nach Art einer drehzahlbasierten Odometrie ermittelt wird. Der in oder bei einem Zeitschritt ermittelte Unterschied, das heißt die ermittelte, insbesondere berechnete, Abweichung liefert beispielsweise den Unterschiedswert, woraus in dem einen Zeitschritt die Änderung des Korrekturwerts in resultiert, der dann beispielsweise in einen nächsten Rechenzyklus, das heißt in einem nächsten, folgenden Zeitschritt einfließt, sodass ein etwaiger Drift der Position aufgrund fehlerhafter Raddrehzahlen verhindert werden kann.
Es ist denkbar, dass das Fahrzeug wenigstens ein oder mehrere weitere Fahrzeugräder aufweist. Beispielsweise weist das Fahrzeug genau vier Fahrzeugräder auf. Es ist denkbar, dass die Position je Fahrzeugrad ermittelt wird, sodass beispielsweise pro Fahrzeugrad eine Odometrieberechnung erfolgt. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass je Fahrzeugrad ein jeweiliger Positionswert auf die beschriebene Weise ermittelt wird. Daraufhin wird beispielsweise in geeigneter Weise gemittelt. Insbesondere ist es denkbar, dass die ermittelten Positionswerte gemittelt werden. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt wird beispielsweise aus den ermittelten Positionswerten ein Mittelwert gebildet, welcher beispielsweise ein arithmetisches Mittel ist. Insbesondere ist es denkbar, dass aus den pro Fahrzeugrad ermittelten Positionswerten ein in geeigneter Weise gemitteltes und auf einen gemeinsamen Bezugspunkt transformiertes Signal erzeugt wird, welches beispielsweise anschließend mithilfe eines insbesondere erfassten Schwimmwinkels des Fahrzeugs und einer insbesondere erfassten Gierrate des Fahrzeugs zu der auch als Fahrzeugposition bezeichneten Position des Fahrzeugs integriert wird. Insbesondere können durch die Erfindung zumindest die folgenden Vorteile realisiert werden:

- Das Berechnen des Positionswerts aus dem einen Wegwert und dem Korrekturwert ist ein Korrekturschritt, durch welchen keine oder nur eine kurzfristige Fortpflanzung eines Fehlers in die Position erfolgt.
- Der Positionswert beziehungsweise einen Positionswert charakterisierendes Positionssignal ist stetig, insbesondere dadurch, dass zu jedem Rechenzyklus (Zeitschritt) ein neuer Wert bereitgestellt werden kann.
- Das Positionssignal besitzt eine gute Auflösung resultierend aus der Berücksichtigung der Raddrehzahl und eine hohe Driftstabilität beziehungsweise Genauigkeit resultieren aus der Berücksichtigung der beispielsweise als Geberflanken ausgebildeten Geberbereiche.
- Durch die Erfindung kann eine zentrale Odometrie für unterschiedliche Anforderungen bereitgestellt werden.

Unter der Bereitstellung der zentralen Odometrie ist zu verstehen, dass der Positionswert beziehungsweise das Positionssignal insbesondere durch das zuvor genannte, erste Modul bereitgestellt und von einem zweiten Modul oder mehreren, anderen Modulen genutzt werden kann. Die anderen Module können dann das empfangene Positionssignal beziehungsweise den empfangenen Positionswert bedarfsgerecht weiter verarbeiten. Somit kann vermieden werden, dass unterschiedliche Odometrien, das heißt mehrere, unterschiedliche Positionsermittlungen oder Positionsberechnungen eingeführt und durchgeführt werden müssen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass bei der Ermittlung des ersten Wegwerts eine Berücksichtigung der Zeit unterbleibt, wodurch der Positionswert und somit die Position besonders präzise und mit einer hohen Auflösung ermittelt werden können.
Um die Position besonders präzise ermitteln zu können, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass als der eine Wegwert der zweite Wegwert verwendet wird, welcher mittels des Unterschiedswerts korrigiert wird.
Um die Position des Fahrzeugs besonders präzise bestimmen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Positionswert auf die beschriebene Weise ermittelt wird, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, welches mit der Geschwindigkeit entlang der Fahrbahn fährt, größer als ein erster Schwellenwert und kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist.
Diesbezüglich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, dass dann, wenn die Geschwindigkeit kleiner oder gleich dem ersten Schwellenwert ist, ein die Position des Fahrzeugs charakterisierender, zweiter Positionswert ermittelt wird, indem der zweite Positionswert bezogen auf die Wegwerte ausschließlich anhand des ersten Wegwerts ermittelt wird. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass dann, wenn die Geschwindigkeit kleiner oder gleich dem ersten Schwellenwert ist, der zweite Positionswert durch die flankenbasierte Odometrie oder Positionsberechnung, das heißt nach Art einer flankenbasierten Odometrie oder Positionsberechnung, ermittelt wird. Wenn die Geschwindigkeit kleiner oder gleich dem ersten Schwellenwert ist, wird somit beispielsweise die Anzahl derjenigen Geberbereiche, die innerhalb des Zeitraums durch den Erfassungsbereich des ersten Sensors hindurchbewegt und dadurch mittels des ersten Sensors erfasst werden, ermittelt, und es wird der den von dem Fahrzeugrad zurückgelegten Weg charakterisierende, erste Wegwert anhand der Geberbereichanzahl und anhand des Umfangswerts ermittelt, und der zweite Positionswert wird anhand des ersten Wegwerts ermittelt, wobei eine Berücksichtigung des zweiten Wegwerts unterbleibt. Hierdurch kann bei besonders geringen Geschwindigkeiten und insbesondere dann, wenn das Fahrzeug fast, jedoch nicht ganz, stillsteht, die Position des Fahrzeugs präzise ermittelt werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass dann, wenn die Geschwindigkeit größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist, ein die Position des Fahrzeugs charakterisierender, dritter Positionswert auf Basis der erfassten Drehzahl des Fahrzeugrads ermittelt wird, wobei eine Berücksichtigung der Geberbereiche unterbleibt. Mit anderen Worten ist es somit vorgesehen, dass dann, wenn die Geschwindigkeit größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist, der dritte Positionswert und somit die Position des Fahrzeugs drehzahlbasiert, das heißt anhand der drehzahlbasierten Odometrie oder Positionsberechnung, ermittelt wird, sodass auf die flankenbasierte Odometrie beziehungsweise Positionsberechnung, das heißt auf die Geberbereiche, nicht zurückgegriffen wird.
Um die Position des Fahrzeugs auch bei besonders geringen Geschwindigkeiten stetig und mit einer hohen Auflösung bereitstellen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der erste Schwellenwert größer als 0 Kilometer pro Stunde ist und höchstens 2 Kilometer pro Stunde, insbesondere höchstens 1 Kilometer pro Stunde, beträgt.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der zweite Schwellenwert höchstens 20 Kilometer pro Stunde, insbesondere höchstens 15 Kilometer pro Stunde und ganz insbesondere höchstens 10 Kilometer pro Stunde, beträgt, wodurch die Position des Fahrzeugs insbesondere bei geringen Fahrgeschwindigkeiten präzise ermittelt werden kann.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der erste Sensor ein elektrisches Signal bereitstellt, welches auch als Sensorsignal bezeichnet wird und pro innerhalb des Zeitraums durch den Erfassungsbereich des ersten Sensors hindurchbewegtem und dadurch mittels des ersten Sensors erfasstem Geberbereich ein Signalelement, insbesondere eine Signalflanke, aufweist. Dabei wird eine Anzahl der Signalflanken ermittelt und als die Anzahl der innerhalb des Zeitraums durch den Erfassungsbereich des ersten Sensors hindurchbewegten und dadurch mittels des ersten Sensors erfassten Geberbereiche verwendet, wodurch die Position besonders präzise ermittelt werden kann.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein vorzugsweise als Kraftfahrzeug, insbesondere als Kraftwagen, ausgebildetes Fahrzeug, welches zum Durchführen eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:

1 ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs;
2 eine schematische Vorderansicht einer ersten Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung des Fahrzeugs;
3 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfassungseinrichtung; und
4 ein Diagramm zum weiteren Veranschaulichen des Verfahrens.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Flussdiagramm, anhand dessen im Folgenden ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs erläutert wird. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Kraftfahrzeug, insbesondere um einen Kraftwagen, dessen Innenraum durch einen beispielsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau begrenzt ist. Beispielsweise weist das Fahrzeug genau vier einfach auch als Räder bezeichnete Fahrzeugräder auf, welche Bodenkontaktelemente des Fahrzeugs sind. Das Fahrzeug ist in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über seine Räder an einem Boden abgestützt und wird beispielsweise während des Verfahrens entlang des Bodens gefahren, sodass der Boden eine Fahrbahn für das Fahrzeug ist beziehungsweise auch als Fahrbahn bezeichnet wird. Mittels des Verfahrens kann die insbesondere aktuelle Position des Fahrzeugs insbesondere dann besonders präzise bestimmt werden, wenn das Fahrzeug mit einer geringen, auch als Fahrgeschwindigkeit bezeichneten Geschwindigkeit, die beispielsweise größer als ein erster Schwellenwert und kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, entlang der Fahrbahn, insbesondere vorwärts, gefahren wird.
In Zusammenschau mit 2 und 3 ist erkennbar, dass das Fahrzeug eine Erfassungseinrichtung 1 aufweist. 2 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfassungseinrichtung 1, und 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfassungseinrichtung 1. Das Verfahren wird im Folgenden anhand eines der Fahrzeugräder beschrieben. Wenn im Folgenden somit die Rede von dem Fahrzeugrad ist, so ist darunter das eine Fahrzeugrad zu verstehen, falls nichts anderes angegeben ist.
Selbstverständlich können die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem Fahrzeugrad auch auf die anderen Fahrzeugräder übertragen werden und umgekehrt.
Aus 2 ist erkennbar, dass die Erfassungseinrichtung 1 und somit das Fahrzeug ein mit dem Fahrzeugrad mitdrehbares und dadurch um eine Drehachse 2, insbesondere relativ zu dem Aufbau, drehbares Geberelement 3 aufweisen, welches bei der ersten und zweiten Ausführungsform als ein Geberrad ausgebildet ist. In 2 ist durch einen Pfeil 4 eine Drehrichtung veranschaulicht, in welche sich das Geberelement 3 relativ zu dem Aufbau um die Drehachse 2 dreht, wenn das Fahrzeug entlang der Fahrbahn vorwärts gefahren wird und dadurch das Fahrzeugrad auf der Fahrbahn abrollt. Das Geberelement 3 weist mehrere, in um die Drehachse 2 verlaufender Umfangsrichtung des Geberelements 3 aufeinanderfolgende Geberbereiche 5 auf. Die Umfangsrichtung des Geberelements 3 ist in 2 durch einen Doppelpfeil 6 veranschaulicht. Bei der in 2 gezeigten ersten Ausführungsform umfasst das Geberelement 3 eine Verzahnung 7, welche in Umfangsrichtung des Geberelements 3 aufeinanderfolgende und voneinander beabstandete Zähne 8 und zwischen den Zähnen 8 angeordnete Zahnlücken 9 aufweist. Dabei umfassen die Geberbereiche 5 die Zähne 8. Insbesondere umfassen die Geberbereiche 5 Flanken des Geberelements 3, insbesondere der Zähne 8, wobei die Flanken auch als Zahnflanken, Radgeberflanken oder Radflanken bezeichnet werden. Eine der Flanken ist in 2 in einem in 2 mit B bezeichneten Bereich angeordnet und mit 10 bezeichnet.
Die Erfassungseinrichtung 1 umfasst außerdem einen dem Geberelement 3 zugeordneten, ersten Sensor 11, welcher in einem in radialer Richtung des Geberelements 3 verlaufenden Abstand A zu dem Geberelement 3, insbesondere zu den Radgeberflanken, angeordnet ist, insbesondere derart, dass der Sensor 11, insbesondere ein Sensorelement des Sensors 11, der Verzahnung 7 und somit dem Geberelement 3 zugewandt ist.
Der Sensor 11 weist einen Erfassungsbereich 12 auf, durch welchen die Geberbereiche 5 und somit die Radgeberflanken aufeinanderfolgend hindurchbewegt werden können, indem das Geberelement 3 um die Drehachse 2 relativ zu dem Aufbau gedreht wird. Mit anderen Worten, dreht sich das Fahrzeugrad beispielsweise derart, dass daraus resultierend das Geberelement 3 genau einmal vollständig um die Drehachse 2 relativ zu dem Aufbau gedreht wird, so wird jeder der Geberbereiche 5 genau einmal durch den Erfassungsbereich 12 hindurchbewegt und somit mittels des Sensors 11 erfasst. Bei der in 2 gezeigten ersten Ausführungsform erfolgt die Erfassung der Geberbereiche 5 passiv, da die Geberbereiche 5 keine Kräfte oder andere Signale bereitstellen, sondern der jeweilige Geberbereich 5 wird mittels des Sensors 11 derart erfasst, dass der Sensor 11 den jeweiligen Geberbereich 5 berührungslos erfasst, wenn der jeweilige Geberbereich 5 durch den Erfassungsbereich 12 hindurchbewegt wird. Hierfür stellt beispielsweise der Sensor 11 ein beispielsweise elektrisches Signal bereit beziehungsweise der Sensor 11 strahlt beispielsweise elektromagnetische Wellen aus, um den jeweiligen Geberbereich 5 in dem Erfassungsbereich 12 zu erfassen.
Somit sind bei der ersten Ausführungsform die Geberbereiche 5 passiv, da sie keine elektromagnetische Wellen oder andere Signale, anhand derer die Geberbereiche 5 mittels des Sensors 11 erfasst werden können, bereitstellen, während der Sensor 11 aktiv ist, da der Sensor 11 beispielsweise elektromagnetische Wellen zum Erfassen der Geberbereiche 5 bereitstellt.
Bei der in 3 gezeigten zweiten Ausführungsform sind die Geberbereiche 5 aktiv, während beispielsweise der Sensor 11 passiv ist. Bei der zweiten Ausführungsform sind die Geberbereiche 5 magnetische Pole, das heißt Magnetpole. Hierbei sind erste der Geberbereiche 5 mit N bezeichnete Nordpole, und zweite der Geberbereiche 5 sind mit S bezeichnete Südpole, sodass die Geberbereiche 5 Magnetkräfte beziehungsweise ein Magnetfeld bereitstellen, das heißt ausstrahlen, welche beziehungsweise welches mittels des insbesondere passiven Sensors 11 erfasst werden beziehungsweise wird. Bei der zweiten Ausführungsform ist somit das Geberelement 3 ein sogenannter Multipolring. Es ist erkennbar, dass dann, wenn das Geberelement 3 um die Drehachse 2 relativ zu dem Aufbau und insbesondere relativ zu dem Sensor 11 gedreht wird, die Geberbereiche 5 aufeinanderfolgend durch den Erfassungsbereich 12 hindurchbewegt werden und dabei an dem Sensor 11 vorbei bewegt werden, insbesondere vorbei streichen. Dabei kann der Sensor 11 diejenigen Geberbereiche 5, insbesondere berührungslos, erfassen, die durch den Erfassungsbereich 12 hindurchbewegt werden, mithin an dem Sensor 11 vorbei streichen.
Um nun auch bei sehr geringen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs die Position besonders präzise und mit einer hohen Auflösung ermitteln und insbesondere bereitstellen zu können, wird bei einem in 1 durch einen Block 13 veranschaulichten, ersten Schritt des Verfahrens eine Anzahl derjenigen Geberbereiche 5 ermittelt, die innerhalb eines Zeitraums durch den Erfassungsbereich 12 des Sensors 11 hindurchbewegt und dadurch mittels des Sensors 11 erfasst werden. Mit anderen Worten werden mittels des Sensors 11 diejenigen Geberbereiche 5 gezählt, die innerhalb des Zeitraums durch den Erfassungsbereich 12 des Sensors 11 hindurchbewegt und dadurch mittels des Sensors 11 erfasst werden, wobei durch das Zählen die auch als Geberbereichanzahl bezeichnete Anzahl ermittelt wird. Bei einem in 1 durch einen Block 14 veranschaulichten, zweiten Schritt des Verfahrens wird anhand der Geberbereichanzahl und anhand eines einen Umfang des Fahrzeugrades charakterisierenden Umfangswerts wenigstens ein erster Wegwert ermittelt, welcher einen Weg charakterisiert, der von dem Fahrzeugrad, insbesondere entlang der Fahrbahn, bei einer Drehung des Fahrzeugrads zurückgelegt wird oder wurde, wobei die genannte Drehung des Fahrzeugrads dazu führt oder geführt hat, dass zur Ermittlung der Geberbereichanzahl die Geberbereiche 5 durch den Erfassungsbereich 12 hindurchbewegt wurden.
Mit anderen Worten, innerhalb des genannten Zeitraums dreht sich das Fahrzeugrad, wodurch zumindest einige der Geberbereiche 5 durch den Erfassungsbereich 12 hindurchbewegt werden, wobei diejenigen Geberbereiche 5, die innerhalb des Zeitraums durch die Drehung des Fahrzeugrads durch den Erfassungsbereich 12 hindurchbewegt werden, mittels des Sensors 11 gezählt werden, wodurch die Geberbereichanzahl ermittelt wird. Außerdem wird, wie durch einen Block 15 veranschaulicht ist, eine auch als Raddrehzahl bezeichnete Drehzahl des Fahrzeugrads, insbesondere innerhalb des Zeitraums, erfasst und, insbesondere innerhalb des Zeitraums, wird, wie durch einen Block 16 veranschaulicht ist, mittels eines Beschleunigungssensors eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs erfasst. Bei einem durch einen Block 17 veranschaulichten, dritten Schritt des Verfahrens wird anhand der mittels des Beschleunigungssensors erfassten Längsbeschleunigung des Fahrzeugs und anhand der erfassten Drehzahl des Fahrzeugs wenigstens ein zweiter Wegwert ermittelt, welcher den von dem Fahrzeugrad zurückgelegten Weg charakterisiert. Beispielsweise wird bei dem Block 15 die Raddrehzahl mittels eines zusätzlich zu dem Sensor 11 vorgesehenen Drehzahlsensors, welcher auch als zweiter Sensor bezeichnet wird, erfasst, oder die Raddrehzahl wird derart erfasst, dass die Geberbereichanzahl auf eine Zeiteinheit wie beispielsweise den Zeitraum bezogen, mithin durch die Zeiteinheit wie beispielsweise den Zeitraum dividiert wird. Insbesondere ist es dabei vorgesehen, dass sowohl die Geberbereichanzahl als auch der erste Wegwert zeitunabhängig sind, das heißt sich an sich nicht auf die Zeit beziehen. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der erste Wegwert ohne Berücksichtigung einer zeitabhängigen beziehungsweise sich auf die Zeit beziehenden Größe ermittelt, insbesondere berechnet, wird. Demgegenüber wird jedoch der zweite Wegwert anhand wenigstens einer zeitbezogenen, das heißt sich auf die Zeit beziehenden Größe vorliegend in Form der Drehzahl ermittelt, insbesondere berechnet.
Bei einem durch einen ausgefüllten Kreis 19 veranschaulichten, vierten Schritt des Verfahrens wird wenigstens ein die Position des Fahrzeugs charakterisierender Positionswert aus dem zweiten Wegwert einem Korrekturwert ermittelt, insbesondere berechnet, wobei der die Position des Fahrzeugs charakterisierende Positionswert in 1 durch einen Pfeil 20 veranschaulicht ist. Vorliegend wird der Positionswert beispielsweise derart ermittelt, insbesondere berechnet, dass der zweite Wegwert mit dem Korrekturwert multipliziert wird, sodass der Korrekturwert ein Korrekturfaktor ist.
Bei einem durch einen ausgefüllten Kreis 18 veranschaulichten, fünften Schritt des Verfahrens wird wenigstens ein Unterschiedswert ermittelt, insbesondere berechnet, der einen auch als Abweichung bezeichneten Unterschied zwischen dem ersten Wegwert und dem Positionswert charakterisiert. Aus 1 ist erkennbar, dass der Unterschiedswert insbesondere derart ermittelt wird, dass der Positionswert von dem ersten Wegwert abgezogen wird.
Bei einem in 1 durch einen Block 21 veranschaulichten, sechsten Schritt des Verfahrens wird der Korrekturwert in Abhängigkeit von dem Unterschiedswert geändert, insbesondere falls der Unterschiedswert ungleich Null ist und/oder wenn der Betrag des Unterschiedswerts eine insbesondere von Null unterschiedliche Grenze überschreitet.
Der Positionswert gibt die insbesondere aktuelle Position des Fahrzeugs mit einer hohen Auflösung wieder. Insbesondere beschreibt der Positionswert eine Positionsänderung, insbesondere bezogen auf eine Ausgangsposition. Beispielsweise beschreibt der Positionswert einen Weg, um welchen das Fahrzeugrad und somit das Fahrzeug ausgehend von der Ausgangsposition bewegt wurde, das heißt von der Ausgangsposition weg bewegt wurde. Das Fahrzeugrad ist in 1 durch einen Block 22 veranschaulicht, wobei Blöcke 23, 24 und 25 die anderen Fahrzeugräder bezeichnen. Für jedes Fahrzeugrad wird ein jeweiliger Positionswert auf die Weise ermittelt, die zuvor für das eine Fahrzeugrad und den zugehörigen Positionswert beschrieben wurde. Wie beispielsweise in 1 durch einen Block 26 veranschaulicht ist, werden beispielsweise die Positionswerte gemittelt und/oder aus den Positionswerten oder aus dem jeweiligen Positionswert, welcher beispielsweise eine Strecke oder einen Weg beschreibt, wird eine beziehungsweise die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt, welche sich mit der Geschwindigkeit entlang der Fahrbahn bewegt. Hierzu wird beispielsweise der Positionswert beziehungsweise ein aus den Positionswerten gebildeter Mittelwert durch eine Zeiteinheit wie beispielsweise den zuvor genannten Zeitraum dividiert. Wie in 1 durch Blöcke 27 und 28 veranschaulicht ist, kann durch das Verfahren eine zentrale Odometrie bereitgestellt werden, die zentral den Positionswert und somit die insbesondere aktuelle Position des Fahrzeugs bereitstellt. Der Positionswert und somit die Position können von anderen Funktionen empfangen werden, welche dann anhand des Positionswerts bedarfsgerecht eigene Berechnungsvorgänge und somit beispielsweise Steuerungs- und/oder Regelungsvorgänge durchführen können, insbesondere zur Realisierung einer autonomen oder teilautonomen Fahrt.
4 zeigt ein Diagramm, auf dessen Abszisse 29 die Zeit aufgetragen ist, wobei auf der Ordinate 30 des Diagramms die Position des Fahrzeugs aufgetragen ist. Ein Verlauf 31 ist ein zeitlicher Verlauf des Positionswerts und somit der Position, die mittels des anhand von 1 beschriebenen Verfahrens ermittelt wird. Ein Verlauf 32 ist ein zeitlicher Verlauf der Position, die alleinig auf Basis der Raddrehzahl ermittelt wird, und ein Verlauf 33 ist ein zeitlicher Verlauf der Position, die alleine auf Basis der Geberbereiche 5 und somit ohne Berücksichtigung der Drehzahl ermittelt wird. Ein Verlauf 34 ist ein Referenzverlauf, welcher die tatsächliche Position des Fahrzeugs veranschaulicht. Es ist erkennbar, dass mittels des Verfahrens die Position des Fahrzeugs auch bei sehr geringen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs sehr genau mit einer hohen Auflösung ermittelt und bereitgestellt werden kann, sodass anderweitige Funktionen beispielsweise zum automatischen oder teilautomatischen Fahren des Fahrzeugs zumindest im Wesentlichen stetig mit dem Positionswert und der dadurch charakterisierten Position versorgt werden können. Dadurch können diese Funktionen auch bei sehr geringen Fahrgeschwindigkeiten vorteilhaft Steuerungs- und/oder Regelungsaufgaben erfüllen.
Das in 4 gezeigte Diagramm ist in zwei Bereiche 35 und 36 unterteilt. Die Bereiche 35 und 36 sind Geschwindigkeitsbereiche, wobei der Bereich 36 ein Niedriggeschwindigkeitsbereich ist, in welchem das Fahrzeug mit geringeren Geschwindigkeiten entlang der Fahrbahn gefahren wird gegenüber dem Bereich 35. Es ist erkennbar, insbesondere anhand des Verlaufs 31, dass mittels des anhand von 1 beschriebenen Verfahrens insbesondere im Niedriggeschwindigkeitsbereich die Position präzise und mit einer hohen Auflösung, das heißt stetig, ermittelt und bereitgestellt werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Erfassungseinrichtung
2: Drehachse
3: Geberelement
4: Pfeil
5: Geberbereich
6: Umfangsrichtung
7: Verzahnung
8: Zahn
9: Zahnlücke
10: Flanke
11: Sensor
12: Erfassungsbereich
13: Block
14: Block
15: Block
16: Block
17: Block
18: Kreis
19: Kreis
20: Pfeil
21: Block
22: Block
23: Block
24: Block
25: Block
26: Block
27: Block
28: Block
29: Abszisse
30: Ordinate
31: Verlauf
32: Verlauf
33: Verlauf
34: Verlauf
35: Bereich
36: Bereich
A: Abstand
B: Bereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016219379 A1 [0002]
DE 102016225140 B3 [0002]

Claims

Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs, welches wenigstens ein Fahrzeugrad, ein mit dem Fahrzeugrad mitdrehbares und dadurch um eine Drehachse drehbares Geberelement (4), welches mehrere, in um die Drehachse (2) verlaufender Umfangsrichtung (6) des Geberelements (4) aufeinanderfolgende Geberbereiche (5) aufweist, und einen dem Geberelement (4) zugeordneten Sensor (11) aufweist, mit den Schritten: - Ermitteln einer Anzahl derjenigen Geberbereiche (5), die innerhalb eines Zeitraums durch einen Erfassungsbereich (12) des Sensors (11) hindurchbewegt und dadurch mittels des Sensors (11) erfasst werden, - Ermitteln wenigstens eines einen von dem Fahrzeugrad zurückgelegten Weg charakterisierenden, ersten Wegwerts anhand der Anzahl und anhand eines einen Umfang des Fahrzeugrades charakterisierenden Umfangwerts, - Ermitteln wenigstens eines den von dem Fahrzeugrad zurückgelegten Weg charakterisierenden, zweiten Wegwerts anhand einer mittels wenigstens eines Beschleunigungssensors erfassten Längsbeschleunigung des Fahrzeugs und anhand einer erfassten Drehzahl des Fahrzeugrads, - Berechnen wenigstens eines die Position des Fahrzeugs charakterisierenden Positionswert aus einem der Wegwerte und einem Korrekturwert; - Ermitteln wenigstens eines einen Unterschied zwischen dem anderen Wegwert und dem Positionswert charakterisierenden Unterschiedswerts, und - Ändern des Korrekturwerts in Abhängigkeit von dem Unterschiedswert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des ersten Wegwerts eine Berücksichtigung der Zeit unterbleibt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als der eine Wegwert der zweite Wegwert verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionswert (20) ermittelt wird, wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, welches mit der Geschwindigkeit entlang einer Fahrbahn fährt, größer als ein erster Schwellenwert und kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenn die Geschwindigkeit kleiner oder gleich dem ersten Schwellenwert ist, ein die Position des Fahrzeugs charakterisierender, zweiter Positionswert ermittelt wird, indem der zweite Positionswert bezogen auf die Wegwerte ausschließlich anhand des ersten Wegwerts ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenn die Geschwindigkeit größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist, ein die Position des Fahrzeugs charakterisierender, dritter Positionswert auf Basis der Drehzahl des Fahrzeugrads ermittelt wird, wobei eine Berücksichtigung des ersten Wegwerts unterbleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schwellenwert größer als 0 Kilometer pro Stunde ist und höchstens 2 Kilometer pro Stunde, insbesondere höchstens 1 Kilometer pro Stunde, beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schwellenwert höchstens 20 Kilometer pro Stunde, insbesondere höchstens 15 Kilometer pro Stunde und ganz insbesondere höchstens 10 Kilometer pro Stunde, beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (11) ein elektrisches Signal bereitstellt, welches pro innerhalb des Zeitraums durch den (12) Erfassungsbereich des Sensors (11) hindurchbewegtem und dadurch mittels des Sensors (11) erfasstem Geberbereich (5) ein Signalelement, insbesondere eine Signalflanke, aufweist, wobei eine Anzahl der Signalflanken ermittelt und als die Anzahl der innerhalb des Zeitraums durch den Erfassungsbereich (12) des Sensors (11) hindurchbewegten und dadurch mittels des Sensors (11) erfassten Geberbereiche (5) verwendet wird.
Fahrzeug, welches zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.