WO2018177718A1 - Method and device for adjusting an operating strategy for a vehicle - Google Patents

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WO2018177718A1
WO2018177718A1 PCT/EP2018/055853 EP2018055853W WO2018177718A1 WO 2018177718 A1 WO2018177718 A1 WO 2018177718A1 EP 2018055853 W EP2018055853 W EP 2018055853W WO 2018177718 A1 WO2018177718 A1 WO 2018177718A1
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vehicle
control
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radar sensor
speed
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PCT/EP2018/055853
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Markus Birk
Craig Kavan PINTO
Martin Hermann Hahn
Daniel Wolf
Mauro Cesar ZANELLA
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • B60W40/06Road conditions
    • B60W40/076Slope angle of the road

Definitions

  • the invention relates to a method for setting an operating strategy for a vehicle by means of at least one sensor, in particular a radar sensor. Furthermore, the invention relates to a device for setting an operating strategy for a vehicle and a computer program product. In particular, the invention relates to a construction or working machine with such a device.
  • DE 102 56 726 A1 discloses a method for generating signals in a motor vehicle as a function of the road surface.
  • a reflection signal emanating from the roadway is picked up by a sensor, wherein the sensor of an evaluation unit supplies an input signal relating to the roadway condition.
  • the input signal is compared with a reference signal.
  • a signal generator generates an output signal if the deviation between the input signal and the reference signal is above a threshold. In this case, the height of the threshold is varied depending on the degree of deviation between a plurality of input signals within a time interval and the reference signal.
  • the object of the present invention is to provide an alternative method and apparatus for setting an operating strategy for a vehicle.
  • the inventive device for setting an operating strategy for a vehicle comprises at least one radar sensor, which is inclined relative to a vehicle longitudinal axis in the direction of a vehicle accessible surface inclined to the vehicle arranged and provided by means of meridian angle height information for position data of objects located in the vicinity of the vehicle and a control and evaluation device that is used to evaluate position data and vehicle operating data and to set a field of the vehicle adapted operating strategy is provided.
  • the device according to the invention is used in a work machine.
  • a working machine is to be understood as a machine which, according to its design and special equipment fixed to the vehicle, is intended and suitable for carrying out work, but not for the transport of persons or goods.
  • a working machine is understood to mean a agricultural or forestry machine, a wheel loader, a so-called dump truck or other construction machine.
  • At least position data of objects arranged in an environment of the vehicle are detected by means of at least one radar sensor and transmitted to a control and evaluation device, wherein the at least one radar sensor obliquely relative to a vehicle longitudinal axis in the direction of from Vehicle drivable background arranged inclined to the vehicle and is intended to detect by means of meridian angle height information for the position data from the objects located in the vicinity of the vehicle, wherein vehicle operating data for comparison with the detected by the at least one radar sensor position data of the control and evaluation provided to set by means of the control and evaluation device adapted to the environment of the vehicle operating strategy for the vehicle.
  • the setting of an operating strategy is to monitor and regulate vehicle operating states, wherein, for example, a vehicle speed, an engine speed, a transmission shift strategy or a driving dynamics influence of the drive train (for example, the locking / unlocking of differential drives in the drive train, influencing damper characteristics at adaptable suspension / damping systems of the chassis) can be adjusted according to the method according to the invention.
  • a vehicle speed, an engine speed, a transmission shift strategy or a driving dynamics influence of the drive train for example, the locking / unlocking of differential drives in the drive train, influencing damper characteristics at adaptable suspension / damping systems of the chassis
  • the position data acquired by the at least one radar sensor include, for example, the height and dimensions of the surroundings in the vicinity of the vehicle.
  • ten objects which may act, for example, a driveable by the vehicle surface or road, a road crossing bridge, treetops, signs or similar objects.
  • height information, distance information, angle information and / or a radial velocity of the objects are to be understood as position data.
  • the at least one radar sensor is essentially a component that emits bundled electromagnetic waves as a primary signal, which is reflected by the objects and received as a reflection signal and evaluated according to various criteria.
  • a plurality of radar sensors can be arranged on a vehicle, which are fastened at different heights and at different angles to the vehicle. The use of multiple radar sensors improves the sensitivity and accuracy of the system. Radar sensors which are already known from applications in the automotive sector can be used in a suitable manner, for example in use for driver assistance systems such as blind spot / lane change assistants or else adaptive cruise control systems (so-called ACC systems).
  • the opening angle of the radar sensor is substantially 70 °, wherein the radar sensor is rotated by 90 ° to the drivable ground, thus in contrast to the previously described applications in the automotive sector in the perpendicular emits a signal cone to determine by means of meridian angle height information for the position data.
  • the plurality of radar sensors can be provided so that they are arranged at an angle to each other with respect to a vehicle vertical axis in order to detect a larger area of the preceding travel path. In the case of overlapping detection regions of the plurality of radar sensors, it is also possible to generate a redundancy which can be used for a plausibility check of the signals and / or used to increase the system accuracy.
  • the use of pivotable about the vertical axis radar sensors is conceivable, in which case additionally the pivot angle must be detected in order to be able to assign detected obstacles locally.
  • the center axis of the opening angle of the radar sensor is arranged inclined relative to the vehicle longitudinal axis in the direction of the drivable ground, wherein the radar sensor detects a substantially conical region in front of the vehicle.
  • This reflection signals are in Form of position data collected by surrounding the vehicle objects and / or the road detected and the control and evaluation provided. These position data are dependent on the mounting height and the mounting angle of the radar sensor on the vehicle.
  • other sensors can be used which can send and / or receive optical signals and provide these signals in the form of position data of the control and evaluation device.
  • control and evaluation device By sensing the vehicle surroundings and thus also the drivable subsoil, it is possible by means of the control and evaluation device to set an operating strategy adapted to the environment of the vehicle, which is further dependent on the vehicle operating data, such as speed, transmission ratio or steering angle.
  • the control and evaluation device preferably determines a first speed of the vehicle by means of the position data of the objects arranged in the surroundings of the vehicle.
  • the first speed corresponds to a vehicle speed determined by means of a radar sensor.
  • a measuring cycle of the radar sensor preferably lasts 40 ms, the duration of the measuring cycles being variable. In particular, the duration of the measuring cycles and the distance between two measuring cycles can be dependent on the vehicle speed.
  • a radial velocity of the objects arranged in the surroundings of the vehicle in a vehicle speed in the longitudinal direction of the vehicle is determined as a function of the mounting height and the mounting angle of the radar sensor. All speeds determined during the respective measuring cycle are loaded into a band filter, which filters outliers or extreme values.
  • the filter range of the bandpass filter is dynamic and may be, for example, dependent on the vehicle operating data. If no measured values are present in a predefined band of the bandpass filter, all read-in radial velocities measured by the radar sensor, with the exception of the minimum and maximum values, are used to determine the first velocity.
  • a median value of the radial velocities in the band is formed, and then an arithmetic mean of the Median values calculated from consecutive measurement cycles.
  • the mean value from the at least three last measuring cycles is preferably used to determine the vehicle speed, wherein alternatively the average values from four or more measuring cycles can be used.
  • an acceleration or deceleration of the vehicle can be determined by means of the radar sensor and the calculated mean values of the vehicle speeds. The values determined are used to simulate a 2D Kalman filter in a subsequent step, whereby the Kalman filter is variable and can be updated after each measurement cycle.
  • the control and evaluation device determines a second speed from respective wheel speeds of respective vehicle wheels, in particular driven vehicle wheels, of the vehicle.
  • the speed of the output shaft of the transmission or of the respective drive / wheel shaft can be measured in order to determine the second speed therefrom.
  • the speed difference value is formed from the first and second speeds, the two speeds being subtracted from each other.
  • the control and evaluation device preferably actuates a differential lock of the vehicle when an upper limit is exceeded (for example when a nonzero differential value is present) of the speed difference value and / or at least indirectly controls slip at a respective vehicle wheel of the vehicle.
  • the slip describes the speed difference value from the first and second speeds, the second speed being greater than the first speed in the case of a slip.
  • the speed difference value can be reduced by a reduction of the engine speed or by active actuation of wheel brakes, for example also targeted at individual vehicle wheels.
  • the control and evaluation device determines, at least by means of the position data of the objects arranged in the vicinity of the vehicle and the first speed of the vehicle, a safety distance between the vehicle and the respective object.
  • the safety distance results from an emergency braking distance, which is necessary for the deceleration of the vehicle to a standstill in order to avoid a collision with the object, as well as an additional buffer distance, which is required for the safe detection of the object.
  • the control and evaluation device When the safety distance between the vehicle and the respective object is undershot, the control and evaluation device preferably emits a warning signal and / or initiates emergency braking of the vehicle. In particular, first the warning signal is output and subsequently initiated the emergency braking. In particular, the emergency braking can be prevented by a vehicle driver initiated deceleration of the vehicle or an evasive maneuver to prevent collision with the object.
  • the at least one radar sensor is preferably provided to determine an incline of the ground drivable by the vehicle. For this purpose, elevation information for the position data of the objects located in the surroundings of the vehicle is determined by means of meridian angle, and from this the slope of the ground drivable by the vehicle is determined.
  • the control and evaluation device adjusts longitudinal dynamics of the vehicle as a function of the gradient of the vehicle driveable ground and the first speed of the vehicle.
  • the longitudinal dynamics of the vehicle, in particular the drive train is anticipated adapted to the changing driving conditions.
  • the engine speed and transmission ratio are adjusted as the vehicle travels from a level course to an uphill distance, providing a higher torque to handle the grade.
  • an imminent switching operation can be prevented if it is foreseeable that the resulting transmission ratio is unsuitable for driving on a above determined route is.
  • the method according to the invention can be carried out in particular by a computer or by the control and evaluation device.
  • the method can be implemented in software.
  • the corresponding software is therefore an independently salable product. Therefore, the invention also relates to a computer program product with machine-readable instructions which, when executed on a computer or on a control and evaluation device, cause the computer or the control and evaluation device to carry out a method according to the invention.
  • a loading point for example a bulk pile
  • an unloading point for example a delimited area, conveyor belt, etc.
  • an adjustment of the engine control can be done, in particular to reserve power reserves to operate the work hydraulics.
  • further sensor types can also be combined with the mentioned radar sensor (s).
  • An example is the combination with GPS, gyroscope, acceleration and / or barometric height sensors.
  • Picture-detecting sensors, such as camera based detection, can be combined. This leads to a further increase in system accuracy.
  • the vehicle weight can for example be measured by means of axle sensors or derived from the pressure ratios of the working hydraulics. This can be an advantage, in particular for plausibility checks with regard to wheel slippage. But vehicle weight can also influence this with regard to a predictive operating strategy. By way of example, it should be noted that the fact of whether a vehicle is loading or unloading a gradient / gradient, has a significant impact.
  • FIG. 1 a shows a simplified schematic illustration of a vehicle having a device according to the invention for setting an operating strategy
  • 1 b a further simplified schematic illustration of a vehicle with the device according to the invention for setting an operating strategy
  • FIG. 2 shows a block diagram for illustrating a method according to the invention for setting a first operating strategy for a vehicle
  • FIG. 3 shows a block diagram for illustrating a method according to the invention for setting a second operating strategy for a vehicle
  • a respective vehicle 1 according to the invention is designed as a work machine, wherein the respective vehicle 1 has a respective device for setting an operating strategy for the respective vehicle 1.
  • the respective device comprises a radar sensor 2, which is inclined with respect to a vehicle longitudinal axis 5 in the direction of a vehicle accessible by the respective vehicle 1 substrate 6 is disposed on the respective vehicle 1.
  • the respective radar sensor 2 is not generally known, as is known from the automotive sector, such that an azimuth angle is resolved and thus the radar beams run in a plane parallel to the roadway or to the ground 6 that can be driven by the vehicle 1, but is essentially rotated by 90 °.
  • the radar beams of the radar sensor 2 extend in a plane which is formed perpendicular to the road surface or to the ground 6 drivable by the vehicle 1, wherein the radar sensor 2 is intended to dissolve a meridian angle.
  • the device according to the invention comprises a control and evaluation device 4, which is provided for evaluating position data and vehicle operating data and for setting an operating strategy adapted to the environment of the vehicle 1.
  • the vehicle 1 travels a background 6 with slope.
  • the radar sensor 2 is active and detects position data of objects 3 arranged in an environment of the vehicle 1, thus also a gradient profile of the background 6. These position data are transmitted to the control and evaluation device 4.
  • vehicle operating data are provided for matching with the position data of the control and evaluation device 4 acquired by the radar sensor 2.
  • the vehicle operating data are present wheel speeds of respective vehicle wheels 7 of the vehicle 1, wherein the wheel speeds are detected by a respective sensor 8 on the respective vehicle wheel 7.
  • the control and evaluation device 4 determines a first speed of the vehicle 1 by means of the position data of the objects 3 arranged in the environment of the vehicle 1.
  • control and evaluation device 4 determines a second speed from the respective wheel speeds of the respective vehicle wheels 7 of the vehicle 1, wherein a speed difference value is formed from the first and second speeds. The speed If an upper limit of the speed difference value is exceeded, the control and evaluation device 4 actuates a - not shown here - differential lock of the vehicle 1 to improve the traction and the slip to the vehicle wheels. 7 to reduce. Thus, a performance improvement of the vehicle 1 is realized by a target-actual comparison by means of the radar sensor 2 and the control and evaluation device 4.
  • the radar sensor 2 is provided to ascertain an incline of the underbody 6 which can be driven by the vehicle 1, wherein the control and evaluation device 4 has longitudinal dynamics of the vehicle 1 as a function of the ascertained gradient of the underbody 6 which can be driven by the vehicle 1 and the first speed of the vehicle 1 sets.
  • the topography of the environment is detected by means of radar sensor 2, wherein the height information of the position data is used to realize a predictive ride.
  • the predictive approach makes it possible to determine whether, by a certain time or within an upcoming next period, a height difference has to be mastered by the vehicle 1 which, assuming a constant speed of the vehicle 1, requires a clearly changing driving torque. Consequently, an adaptation of the drive train of the vehicle 1 can be made in a predictive manner, in particular the shift strategy and / or an operating point of the drive motor can be adapted.
  • the vehicle 1 travels under a ground 6, the radar sensor 2 being active and detecting position data from an object 3 arranged in the vicinity of the vehicle 1. These position data are transmitted to the control and evaluation device 4.
  • the control and evaluation device 4 determines a speed of the vehicle 1 by means of the position data of the object 3 arranged in the environment of the vehicle 1. Furthermore, the control and evaluation device 4 determines a safety distance between the vehicle 1 and the respective object 3 by means of the position data of the object 3 arranged in the environment of the vehicle 1 and the speed of the vehicle 1.
  • vehicle operating data such as a steering angle and a load state of Vehicle 1 also considered by the control and evaluation device 4.
  • control and evaluation device 4 If the safety distance between the vehicle 1 and the detected object 3 is undershot, the control and evaluation device 4 outputs a warning signal and initiates emergency braking of the vehicle 1 in order to avoid a collision with the object 3. Consequently, a predictive approach is also followed in this operating strategy.
  • Figures 2, 3 and 4 show a respective block diagram for illustrating a method according to the invention for setting a respective operating strategy.
  • the individual process steps are preferably carried out in the order given. If the technical conditions allow, but also a different order of the steps is possible.
  • FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of a method according to the invention for setting an operating strategy.
  • a first method step A radar data, in particular position data of objects 3 arranged in an environment of the vehicle 1, are called up cyclically by the control and evaluation device 4.
  • the radar sensor 2 sends a list of tracks and targets that contain the objects 3 detected by the radar sensor 2 or their position data.
  • a current wheel speed which is calculated from a rotational speed of a vehicle wheel 7, read.
  • a second method step B is initiated, in which the control and evaluation device 4 checks whether new radar data is present and adopts it for the further calculation.
  • a third method step C is initiated, wherein a mounting angle of the radar sensor 2 is retrieved on the vehicle 1 and a radial velocity between an object 3 and the vehicle 1 is determined.
  • a fourth method step D is initiated, wherein the radial velocity is converted by the control and evaluation device 4 in the vehicle longitudinal direction 5.
  • the mounting angle of the radar sensor 2 taken into account on the vehicle 1 and an angle of the detected position points, wherein the angle of the detected position points of the radar sensor 2 is output.
  • a fifth method step E is initiated, wherein all speeds of the objects 3 detected in a cycle of preferably 40 ms, which are detected by means of radar sensor 2, are loaded into a band filter.
  • a sixth method step F is initiated, wherein from all of the speeds of the objects 3 loaded into the band filter, a median value is formed in order to determine a speed signal per measuring cycle.
  • a seventh method step G is initiated, wherein a vehicle model is formed by means of a Kalman filter with the speed signals.
  • a vehicle model is formed by means of a Kalman filter with the speed signals.
  • an acceleration of the vehicle 1 is output from at least two consecutive measuring cycles.
  • an eighth method step H is initiated, wherein a vehicle speed of the vehicle 1 per measuring cycle is determined with the median value of the respective measuring cycle and the acceleration of the vehicle 1.
  • a ninth method step I is initiated, wherein an average value is formed with the median values from the preferably three last measuring cycles.
  • the mean value of the vehicle speed is compared with the wheel speed and a speed difference value is formed.
  • a tenth method step J is initiated, wherein the speed difference value is compared with a difference limit value.
  • an eleventh method step K is initiated in accordance with a tenth arrow j, wherein preferably a differential lock of the vehicle 1 is actuated. Below an upper limit, step K is skipped. According to an eleventh arrow k, the method is reset again, wherein the first method step A is initiated.
  • FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of a method according to the invention for setting an operating strategy.
  • radar data in particular position data of objects 3 arranged in an environment of the vehicle 1, are called up cyclically by the control and evaluation device 4.
  • the radar sensor 2 sends a list of tracks and targets that contain the objects 3 detected by the radar sensor 2 or their position data.
  • a current wheel speed which is calculated from a rotational speed of a vehicle wheel 7, read.
  • a second method step B is initiated, in which the control and evaluation device 4 checks whether new radar data is present and adopts it for the further calculation.
  • a third method step C is initiated, wherein a mounting angle of the radar sensor 2 is retrieved on the vehicle 1 and a radial velocity between an object 3 and the vehicle 1 is determined.
  • a fourth method step D is initiated, wherein the radial velocity is converted by the control and evaluation device 4 in the vehicle longitudinal direction 5.
  • the mounting angle of the radar sensor 2 on the vehicle 1 and an angle of the detected position points is taken into account, wherein the angle of the detected position points is output by the radar sensor 2.
  • a mounting height above the ground 6 is also taken into account, wherein the radar data or the radar points are converted to a vehicle reference altitude by means of the fastening height and angle.
  • a fifth method step E is initiated, wherein all speeds of the objects 3 detected in a cycle of preferably 40 ms, which are detected by means of radar sensor 2, are loaded into a band filter.
  • a band is at an output speed, preferably on the transmission or on the Vehicle wheels is measured, with only arranged in this band radar data are used for the next process steps.
  • the width of the band is dynamically adaptable, with the width of the band being increased until at least two radar reflections are present.
  • a sixth method step F is initiated, wherein all radar points are loaded into a histogram.
  • this histogram stores the last three cycles.
  • the cell size of the histogram can be changed depending on the resolution of the radar sensor 2.
  • the cell size is changed during operation of the radar sensor 2.
  • the cell size is changed depending on the speed or depending on environmental conditions.
  • a seventh method step G is initiated, with each column and row of the histogram being filtered to maxima and the histogram being converted into range data, the range data consisting of a distance and a height. Intermediate values are interpolated. Support points or segments are defined, for example, every two meters. The segments are filtered with a low-pass filter to output the slope of each segment. Longitudinal dynamics of the vehicle 1 are set as a function of the gradient of the ground 6 that can be driven by the vehicle 1. Optionally, the determined slope may be compared to a previous or a subsequent slope to preferably form an average slope. However, information regarding a steering angle is necessary for this purpose. After a steering lock, which is accompanied by a change of direction of the vehicle, the old radar data are deleted.
  • the method is reset again, wherein the first method step A is initiated.
  • FIG. 4 shows a third exemplary embodiment of a method according to the invention for setting an operating strategy.
  • radar data in particular position data of objects 3 arranged in an environment of the vehicle 1, are called up cyclically by the control and evaluation device 4.
  • the radar sensor 2 sends a list of tracks and targets that contain the objects 3 detected by the radar sensor 2 or their position data.
  • a current wheel speed which is calculated from a rotational speed of a vehicle wheel 7, read.
  • a second method step B is initiated, in which the control and evaluation device 4 checks whether new radar data is present and adopts it for the further calculation.
  • a third method step C is initiated, wherein a mounting angle of the radar sensor 2 is retrieved on the vehicle 1 and a radial velocity between an object 3 and the vehicle 1 is determined.
  • a fourth method step D is initiated, wherein the radial velocity is converted by the control and evaluation device 4 in the vehicle longitudinal direction 5.
  • the mounting angle of the radar sensor 2 on the vehicle 1 and an angle of the detected position points is taken into account, wherein the angle of the detected position points is output by the radar sensor 2.
  • a mounting height above the ground 6 is taken into account, wherein the radar data or the radar points are converted to a vehicle reference height by means of fastening height and angle.
  • a fifth method step E is initiated, wherein all speeds of the objects 3 detected in a cycle of preferably 40 ms, which are detected by means of radar sensor 2, are loaded into a band filter.
  • a belt is placed around an output speed, which is preferably measured on the transmission or on the vehicle wheels, with only radar data arranged in this band being used for the next method steps.
  • the width of the band is dynamically adaptable, with the width of the band being increased until at least two radar reflections are present.
  • a sixth method step F is initiated, wherein all radar points are loaded into a histogram.
  • the histogram will be for example, the last three cycles saved.
  • the cell size of the histogram can be changed depending on the resolution of the radar sensor 2. For example, the cell size is changed depending on the speed or depending on environmental conditions.
  • a seventh method step G is initiated, wherein it is checked whether objects 3, which may represent obstacles to the vehicle 1, are detected by the radar sensor 2 at the safety distance of the vehicle 1.
  • Obstacles can be, for example, scree, piles of material but also, for example, a precipice or the like. Also, a passage whose passage height is limited, be understood as an obstacle in this sense.
  • an eighth process step H is initiated according to the seventh arrow g, wherein a counter is increased as a function of the speed of the vehicle 1. Thereafter, method step G is repeated.
  • a ninth method step I is initiated according to an eighth arrow h, the counter being lowered as a function of the speed of the vehicle 1.
  • a warning signal is output. It is also monitored whether the objects detected as obstacles can be driven under or driven over.
  • a tenth method step J is initiated, wherein the control and evaluation device 4 initiates emergency braking of the vehicle 1 in order to avoid a collision with the object 3.
  • the method is reset after the emergency braking, with the first method step A being initiated.

Abstract

The invention relates to a method for adjusting an operating strategy for a vehicle (1), according to which at least position data of objects (3) arranged in the surroundings of the vehicle (1) is detected by means of at least one radar sensor (2) and transmitted to a control and evaluation device (4), the at least one radar sensor (2) being arranged on the vehicle (1) in such a way that it is inclined in relation to a vehicle longitudinal axis (5), diagonally towards the surface (6) on which a vehicle (1) can travel, and provided for detecting height information for the position data of the objects (3) located in the surroundings of the vehicle (1) by means of a meridian angle, vehicle operating data being provided for aligning with the position data of the control and evaluation device (4), which is detected by the at least one radar sensor (2), in order to adjust an operating strategy for the vehicle (1) adapted to the surroundings of the vehicle (1) by means of the control and evalation device (4). The invention also relates to a device for adjusting an operating strategy for a vehicle (1), and to a computer program product.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen einer Betriebsstrategie für ein Fahrzeug  Method and device for setting an operating strategy for a vehicle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen einer Betriebsstrategie für ein Fahrzeug mittels mindestens eines Sensors, insbesondere eines Radarsensors. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Einstellen einer Betriebsstrategie für ein Fahrzeug sowie ein Computerprogrammprodukt. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Bau- oder Arbeitsmaschine mit einer solchen Vorrichtung. The invention relates to a method for setting an operating strategy for a vehicle by means of at least one sensor, in particular a radar sensor. Furthermore, the invention relates to a device for setting an operating strategy for a vehicle and a computer program product. In particular, the invention relates to a construction or working machine with such a device.
Beispielsweise geht aus der DE 102 56 726 A1 ein Verfahren zur Signalgenerierung in einem Kraftfahrzeug in Abhängigkeit von der Fahrbahnbeschaffenheit hervor. Ein von der Fahrbahn ausgehendes Reflexionssignal wird von einem Sensor aufgenommen, wobei der Sensor einer Auswerteeinheit ein Eingangssignal betreffend den Fahrbahnzustand zuleitet. In der Auswerteeinheit wird das Eingangssignal mit einem Referenzsignal verglichen. Ein Signalgenerator generiert ein Ausgangssignal, sofern die Abweichung zwischen dem Eingangssignal und dem Referenzsignal über einer Schwelle liegt. Dabei wird die Höhe der Schwelle abhängig vom Grad der Abweichung zwischen einer Mehrzahl an Eingangssignalen innerhalb eines Zeitintervalls und dem Referenzsignal variiert. For example, DE 102 56 726 A1 discloses a method for generating signals in a motor vehicle as a function of the road surface. A reflection signal emanating from the roadway is picked up by a sensor, wherein the sensor of an evaluation unit supplies an input signal relating to the roadway condition. In the evaluation unit, the input signal is compared with a reference signal. A signal generator generates an output signal if the deviation between the input signal and the reference signal is above a threshold. In this case, the height of the threshold is varied depending on the degree of deviation between a plurality of input signals within a time interval and the reference signal.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein alternatives Verfahren und eine Vorrichtung zum Einstellen einer Betriebsstrategie für ein Fahrzeug zu schaffen. The object of the present invention is to provide an alternative method and apparatus for setting an operating strategy for a vehicle.
Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der Patentansprüche 1 und 9. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen. The object is solved by the subject matter of patent claims 1 and 9. Preferred embodiments can be found in the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einstellen einer Betriebsstrategie für ein Fahrzeug umfasst mindestens einen Radarsensor, der bezogen auf eine Fahrzeuglängsachse schräg in Richtung eines vom Fahrzeug befahrbaren Untergrunds geneigt am Fahrzeug angeordnet und dazu vorgesehen ist, mittels Meridianwinkel Höheninformationen für Positionsdaten von im Umfeld des Fahrzeugs befindlichen Objekten zu erfassen, und eine Steuer- und Auswertvorrichtung, die zum Auswerten von Positionsdaten sowie Fahrzeugbetriebsdaten und zum Einstellen einer dem Um- feld des Fahrzeugs angepasste Betriebsstrategie vorgesehen ist. Insbesondere wird die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Arbeitsmaschine verwendet. The inventive device for setting an operating strategy for a vehicle comprises at least one radar sensor, which is inclined relative to a vehicle longitudinal axis in the direction of a vehicle accessible surface inclined to the vehicle arranged and provided by means of meridian angle height information for position data of objects located in the vicinity of the vehicle and a control and evaluation device that is used to evaluate position data and vehicle operating data and to set a field of the vehicle adapted operating strategy is provided. In particular, the device according to the invention is used in a work machine.
Unter einer Arbeitsmaschine ist eine Maschinen zu verstehen, die nach ihrer Bauart und ihren besonderen, mit dem Fahrzeug fest verbundenen Einrichtungen zur Verrichtung von Arbeiten, jedoch nicht zur Beförderung von Personen oder Gütern bestimmt und geeignet ist. Beispielsweise ist unter einer Arbeitsmaschine eine land- oder forstwirtschaftliche Maschine, ein Radlader, ein sogenannter Dumper oder eine sonstige Baumaschine zu verstehen. A working machine is to be understood as a machine which, according to its design and special equipment fixed to the vehicle, is intended and suitable for carrying out work, but not for the transport of persons or goods. For example, a working machine is understood to mean a agricultural or forestry machine, a wheel loader, a so-called dump truck or other construction machine.
Nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einstellen einer Betriebsstrategie für ein Fahrzeug werden mittels mindestens einem Radarsensor zumindest Positionsdaten von in einem Umfeld des Fahrzeugs angeordneten Objekten erfasst und an eine Steuer- und Auswertvorrichtung übermittelt, wobei der mindestens eine Radarsensor bezogen auf eine Fahrzeuglängsachse schräg in Richtung eines vom Fahrzeug befahrbaren Untergrunds geneigt am Fahrzeug angeordnet und dazu vorgesehen ist, mittels Meridianwinkel Höheninformationen für die Positionsdaten von den im Umfeld des Fahrzeugs befindlichen Objekten zu erfassen, wobei Fahrzeugbetriebsdaten zum Abgleich mit den von dem mindestens einen Radarsensor erfassten Positionsdaten der Steuer- und Auswertvorrichtung bereitgestellt werden, um mittels der Steuer- und Auswertvorrichtung eine dem Umfeld des Fahrzeugs angepasste Betriebsstrategie für das Fahrzeug einzustellen. According to a method according to the invention for setting an operating strategy for a vehicle, at least position data of objects arranged in an environment of the vehicle are detected by means of at least one radar sensor and transmitted to a control and evaluation device, wherein the at least one radar sensor obliquely relative to a vehicle longitudinal axis in the direction of from Vehicle drivable background arranged inclined to the vehicle and is intended to detect by means of meridian angle height information for the position data from the objects located in the vicinity of the vehicle, wherein vehicle operating data for comparison with the detected by the at least one radar sensor position data of the control and evaluation provided to set by means of the control and evaluation device adapted to the environment of the vehicle operating strategy for the vehicle.
Unter dem Einstellen einer Betriebsstrategie ist das Überwachen und Regeln von Fahrzeugbetriebszuständen zu verstehen, wobei beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Motordrehzahl, eine Getriebeschaltstrategie oder eine fahrdynamische Beeinflussung des Antriebsstrangs (beispielsweise das Ent-/Sperren von Dif- ferenzialgetrieben im Antriebsstrang, die Beeinflussung von Dämpferkennlinien bei adaptierbaren Federungs-/Dämpfungssystemen des Fahrwerks) gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren eingestellt werden. The setting of an operating strategy is to monitor and regulate vehicle operating states, wherein, for example, a vehicle speed, an engine speed, a transmission shift strategy or a driving dynamics influence of the drive train (for example, the locking / unlocking of differential drives in the drive train, influencing damper characteristics at adaptable suspension / damping systems of the chassis) can be adjusted according to the method according to the invention.
Die vom mindestens einen Radarsensor erfassten Positionsdaten umfassen beispielsweise die Höhe und Abmessungen der im Umfeld des Fahrzeugs angeordne- ten Objekte, wobei diese beispielsweise ein vom Fahrzeug befahrbarer Untergrund beziehungsweise Fahrbahn, eine die Fahrbahn kreuzende Brücke, Baumkronen, Schilder oder ähnliche Objekte handeln kann. Als Positionsdaten sind insbesondere Höheninformationen, Abstandsinformationen, Winkelinformationen und/oder eine radiale Geschwindigkeit der Objekte zu verstehen. The position data acquired by the at least one radar sensor include, for example, the height and dimensions of the surroundings in the vicinity of the vehicle. ten objects, which may act, for example, a driveable by the vehicle surface or road, a road crossing bridge, treetops, signs or similar objects. In particular, height information, distance information, angle information and / or a radial velocity of the objects are to be understood as position data.
Der mindestens eine Radarsensor ist im Wesentlichen ein Bauteil, das elektromagnetische Wellen gebündelt als Primärsignal aussendet, die von den Objekten reflektiert und als Reflexionssignal empfangen und nach verschiedenen Kriterien auswertet. Insbesondere können an einem Fahrzeug mehrere Radarsensoren angeordnet werden, die auf verschiedenen Höhen und in verschiedenen Winkeln am Fahrzeug befestigt sind. Der Einsatz mehrerer Radarsensoren verbessert die Sensibilität und die Genauigkeit des Systems. In geeigneter weise können Radarsensoren verwendet werden, welche bereits aus Anwendungen im Automobilbereich bekannt sind, beispielsweise in Verwendung für Fahrerassistenzsysteme wie Totwinkel- /Spurwechsel-Assistenten oder auch adaptiver Geschwindigkeitsregelsysteme (sogenannte ACC-Systeme). Der Öffnungswinkel des Radarsensors beträgt im Wesentlichen 70°, wobei der Radarsensor um 90° zum befahrbaren Untergrund gedreht ist, somit im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Anwendungen im Automobilbereich in der Lotrechten einen Signalkegel aussendet, um mittels Meridianwinkel Höheninformationen für die Positionsdaten zu bestimmen. In weiteren Ausführungen können die mehreren Radarsensoren so vorgesehen werden, dass diese dabei in einem Winkel zueinander in Bezug auf eine Fahrzeughochachse angeordnet sind, um einen größeren Bereich des vorausliegenden Fahrwegs zu detektieren. Bei sich überlappenden Detektionsbereichen der mehreren Radarsensoren kann auch eine Redundanz erzeugt werden, welche zu einer Plausibilisierung der Signale genutzt und/oder zur Steigerung der Systemgenauigkeit herangezogen werden kann. Alternativ ist auch die Verwendung von um die Hochachse schwenkbaren Radarsensoren denkbar, wobei dann zusätzlich der Schwenkwinkel detektiert werden muss, um erkannte Hindernisse lokal zuordnen zu können. Die Mittelachse des Öffnungswinkels des Radarsensors ist bezogen auf die Fahrzeuglängsachse geneigt in Richtung des befahrbaren Untergrunds angeordnet, wobei der Radarsensor einen im Wesentlichen konischen Bereich vor dem Fahrzeug detektiert. Dabei werden Reflexionssignale in Form von Positionsdaten von im Umfeld des Fahrzeugs angeordneten Objekten und/oder der Fahrbahn erfasst und der Steuer- und Auswertvorrichtung bereitgestellt. Diese Positionsdaten sind abhängig von der Montagehöhe und dem Montagewinkel des Radarsensors am Fahrzeug. Alternativ können auch weitere Sensoren verwendet werden, die optische Signale versenden und/oder empfangen können und diese Signale in Form von Positionsdaten der Steuer- und Auswertvorrichtung bereitstellen. The at least one radar sensor is essentially a component that emits bundled electromagnetic waves as a primary signal, which is reflected by the objects and received as a reflection signal and evaluated according to various criteria. In particular, a plurality of radar sensors can be arranged on a vehicle, which are fastened at different heights and at different angles to the vehicle. The use of multiple radar sensors improves the sensitivity and accuracy of the system. Radar sensors which are already known from applications in the automotive sector can be used in a suitable manner, for example in use for driver assistance systems such as blind spot / lane change assistants or else adaptive cruise control systems (so-called ACC systems). The opening angle of the radar sensor is substantially 70 °, wherein the radar sensor is rotated by 90 ° to the drivable ground, thus in contrast to the previously described applications in the automotive sector in the perpendicular emits a signal cone to determine by means of meridian angle height information for the position data. In further embodiments, the plurality of radar sensors can be provided so that they are arranged at an angle to each other with respect to a vehicle vertical axis in order to detect a larger area of the preceding travel path. In the case of overlapping detection regions of the plurality of radar sensors, it is also possible to generate a redundancy which can be used for a plausibility check of the signals and / or used to increase the system accuracy. Alternatively, the use of pivotable about the vertical axis radar sensors is conceivable, in which case additionally the pivot angle must be detected in order to be able to assign detected obstacles locally. The center axis of the opening angle of the radar sensor is arranged inclined relative to the vehicle longitudinal axis in the direction of the drivable ground, wherein the radar sensor detects a substantially conical region in front of the vehicle. This reflection signals are in Form of position data collected by surrounding the vehicle objects and / or the road detected and the control and evaluation provided. These position data are dependent on the mounting height and the mounting angle of the radar sensor on the vehicle. Alternatively, other sensors can be used which can send and / or receive optical signals and provide these signals in the form of position data of the control and evaluation device.
Durch das Sensieren des Fahrzeugumfelds und somit auch des befahrbaren Untergrunds ist es möglich mittels der Steuer- und Auswertvorrichtung eine dem Umfeld des Fahrzeugs angepasste Betriebsstrategie für das Fahrzeug einzustellen, die ferner von den Fahrzeugbetriebsdaten, wie beispielsweise Drehzahl, Getriebeübersetzung oder Lenkwinkel abhängig ist. By sensing the vehicle surroundings and thus also the drivable subsoil, it is possible by means of the control and evaluation device to set an operating strategy adapted to the environment of the vehicle, which is further dependent on the vehicle operating data, such as speed, transmission ratio or steering angle.
Vorzugsweise ermittelt die Steuer- und Auswertvorrichtung mittels der Positionsdaten der im Umfeld des Fahrzeugs angeordneten Objekte eine erste Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Die erste Geschwindigkeit entspricht einer mittels Radarsensor ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit. Ein Messzyklus des Radarsensors dauert bevorzugt 40 ms, wobei die Dauer der Messzyklen variierbar ist. Insbesondere kann die Dauer der Messzyklen sowie der Abstand zwischen zwei Messzyklen abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit sein. Aus den vom Radarsensor ermittelten Positionsdaten, wird in Abhängigkeit der Montagehöhe und dem Montagewinkel des Radarsensors eine radiale Geschwindigkeit der im Umfeld des Fahrzeugs angeordneten Objekte in eine Fahrzeuggeschwindigkeit in Längsrichtung des Fahrzeugs ermittelt. Alle während des jeweiligen Messzyklusses ermittelten Geschwindigkeiten werden in einen Bandfilter geladen, der Ausreißer beziehungsweise Extremwerte herausfiltert. Der Filterbereich des Bandfilters ist dynamisch und kann beispielsweise abhängig von den Fahrzeugbetriebsdaten sein. Liegen in einem vordefinierten Band des Bandfilters keine Messwerte vor, werden alle eingelesen, mittels Radarsensor gemessenen radialen Geschwindigkeiten mit Ausnahme der Minimal- und Maximalwerte zur Ermittlung der ersten Geschwindigkeit verwendet. The control and evaluation device preferably determines a first speed of the vehicle by means of the position data of the objects arranged in the surroundings of the vehicle. The first speed corresponds to a vehicle speed determined by means of a radar sensor. A measuring cycle of the radar sensor preferably lasts 40 ms, the duration of the measuring cycles being variable. In particular, the duration of the measuring cycles and the distance between two measuring cycles can be dependent on the vehicle speed. From the position data determined by the radar sensor, a radial velocity of the objects arranged in the surroundings of the vehicle in a vehicle speed in the longitudinal direction of the vehicle is determined as a function of the mounting height and the mounting angle of the radar sensor. All speeds determined during the respective measuring cycle are loaded into a band filter, which filters outliers or extreme values. The filter range of the bandpass filter is dynamic and may be, for example, dependent on the vehicle operating data. If no measured values are present in a predefined band of the bandpass filter, all read-in radial velocities measured by the radar sensor, with the exception of the minimum and maximum values, are used to determine the first velocity.
In einem weiteren Schritt wird ein Medianwert der aus den im Band befindlichen radialen Geschwindigkeiten gebildet und darauffolgend ein arithmetischer Mittelwert der Medianwerte von aufeinander folgenden Messzyklen berechnet. Bevorzugt wird der Mittelwert aus den zumindest drei letzten Messzyklen zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet, wobei alternativ die Mittelwerte aus vier oder mehr Messzyklen verwendet werden können. Des Weiteren kann mittels des Radarsensors und der berechneten Mittelwerte der Fahrzeuggeschwindigkeiten eine Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs ermittelt werden. Mit den ermittelten Werten wird in einem nachfolgenden Schritt ein 2D Kaiman-Filter nachgebildet, wobei der Kaiman-Filter variabel ist und nach jedem Messzyklus aktualisiert werden kann. In a further step, a median value of the radial velocities in the band is formed, and then an arithmetic mean of the Median values calculated from consecutive measurement cycles. The mean value from the at least three last measuring cycles is preferably used to determine the vehicle speed, wherein alternatively the average values from four or more measuring cycles can be used. Furthermore, an acceleration or deceleration of the vehicle can be determined by means of the radar sensor and the calculated mean values of the vehicle speeds. The values determined are used to simulate a 2D Kalman filter in a subsequent step, whereby the Kalman filter is variable and can be updated after each measurement cycle.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ermittelt die Steuer- und Auswertvorrichtung aus jeweiligen Raddrehzahlen von jeweiligen Fahrzeugrädern, insbesondere von angetriebenen Fahrzeugrädern, des Fahrzeugs eine zweite Geschwindigkeit. Alternativ kann die Drehzahl der Abtriebswelle des Getriebes oder der jeweiligen An- triebs-/Radwelle gemessen werden um daraus die zweite Geschwindigkeit zu ermitteln. Zur Einstellung der Betriebsstrategie des Fahrzeugs wird aus der ersten und zweiten Geschwindigkeit der Geschwindigkeitsdifferenzwert gebildet, wobei die beiden Geschwindigkeiten voneinander subtrahiert werden. According to a first embodiment, the control and evaluation device determines a second speed from respective wheel speeds of respective vehicle wheels, in particular driven vehicle wheels, of the vehicle. Alternatively, the speed of the output shaft of the transmission or of the respective drive / wheel shaft can be measured in order to determine the second speed therefrom. To set the operating strategy of the vehicle, the speed difference value is formed from the first and second speeds, the two speeds being subtracted from each other.
Bevorzugt betätigt die Steuer- und Auswertvorrichtung bei einer Überschreitung einer Obergrenze (beispielsweise bei Vorliegen eines Differenzwertes ungleich null) des Geschwindigkeitsdifferenzwertes entweder eine Differentialsperre des Fahrzeugs und/oder regelt zumindest mittelbar einen Schlupf an einem jeweiligen Fahrzeugrad des Fahrzeugs. Der Schlupf beschreibt den Geschwindigkeitsdifferenzwert von der ersten und zweiten Geschwindigkeit, wobei die zweite Geschwindigkeit im Fall eines Schlupfes größer als die erste Geschwindigkeit ist. Ferner kann der Geschwindigkeitsdifferenzwert durch eine Reduzierung der Motordrehzahl oder durch aktives Betätigen von Radbremsen, beispielsweise auch gezielt bei einzelnen Fahrzeugrädern, reduziert werden. The control and evaluation device preferably actuates a differential lock of the vehicle when an upper limit is exceeded (for example when a nonzero differential value is present) of the speed difference value and / or at least indirectly controls slip at a respective vehicle wheel of the vehicle. The slip describes the speed difference value from the first and second speeds, the second speed being greater than the first speed in the case of a slip. Furthermore, the speed difference value can be reduced by a reduction of the engine speed or by active actuation of wheel brakes, for example also targeted at individual vehicle wheels.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel bestimmt die Steuer- und Auswertvorrichtung zumindest mittels der Positionsdaten der im Umfeld des Fahrzeugs angeordneten Objekte und der ersten Geschwindigkeit des Fahrzeugs einen Sicherheits- abstand zwischen dem Fahrzeug und dem jeweiligen Objekt. Je größer die erste Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, umso größer wird auch der Sicherheitsabstand zwischen dem Fahrzeug und dem jeweiligen Objekt vorgesehen, wobei der Sicherheitsabstand insbesondere exponentiell zur Geschwindigkeit des Fahrzeugs zunimmt. Insbesondere ergibt sich der Sicherheitsabstand aus einem Notbremsabstand, der für die Abbremsung des Fahrzeugs bis zum Stillstand notwendig ist, um eine Kollision mit dem Objekt zu vermeiden, sowie einem zusätzlichen Pufferabstand, der zum sicheren erkennen des Objektes benötigt wird. According to a second exemplary embodiment, the control and evaluation device determines, at least by means of the position data of the objects arranged in the vicinity of the vehicle and the first speed of the vehicle, a safety distance between the vehicle and the respective object. The greater the first speed of the vehicle, the greater the safety distance between the vehicle and the respective object is provided, wherein the safety margin increases in particular exponentially to the speed of the vehicle. In particular, the safety distance results from an emergency braking distance, which is necessary for the deceleration of the vehicle to a standstill in order to avoid a collision with the object, as well as an additional buffer distance, which is required for the safe detection of the object.
Vorzugsweise gibt die Steuer- und Auswertvorrichtung bei einer Unterschreitung des Sicherheitsabstandes zwischen dem Fahrzeug und dem jeweiligen Objekt ein Warnsignal aus und/oder leitet eine Notbremsung des Fahrzeugs ein. Insbesondere wird zunächst das Warnsignal ausgegeben und nachfolgend die Notbremsung eingeleitet. Insbesondere kann die Notbremsung durch eine vom Fahrzeugführer eingeleitete Abbremsung des Fahrzeugs oder einem Ausweichmanöver zur Verhinderung einer Kollision mit dem Objekt verhindert werden. When the safety distance between the vehicle and the respective object is undershot, the control and evaluation device preferably emits a warning signal and / or initiates emergency braking of the vehicle. In particular, first the warning signal is output and subsequently initiated the emergency braking. In particular, the emergency braking can be prevented by a vehicle driver initiated deceleration of the vehicle or an evasive maneuver to prevent collision with the object.
Vorzugsweise ist der mindestens eine Radarsensor dazu vorgesehen, eine Steigung des vom Fahrzeug befahrbaren Untergrunds zu ermitteln. Dazu werden mittels Meridianwinkel Höheninformationen für die Positionsdaten von den im Umfeld des Fahrzeugs befindlichen Objekten ermittelt und daraus die Steigung des vom Fahrzeug befahrbaren Untergrunds ermittelt. The at least one radar sensor is preferably provided to determine an incline of the ground drivable by the vehicle. For this purpose, elevation information for the position data of the objects located in the surroundings of the vehicle is determined by means of meridian angle, and from this the slope of the ground drivable by the vehicle is determined.
Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel stellt die Steuer- und Auswertvorrichtung eine Längsdynamik des Fahrzeugs in Abhängigkeit der Steigung des vom Fahrzeug befahrbaren Untergrunds sowie der ersten Geschwindigkeit des Fahrzeugs ein. Mithin wird die Längsdynamik des Fahrzeugs, insbesondere der Antriebsstrang vorausschauend an die sich verändernden Fahrbedingungen angepasst. Beispielsweise werden die Motordrehzahl und die Getriebeübersetzung derart angepasst wenn das Fahrzeug von einer ebenen Strecke in eine Steigungsstrecke fährt, dass zur Bewältigung der Steigung ein höheres Drehmoment zur Verfügung gestellt wird. Auch kann ein bevorstehender Schaltvorgang unterbunden werden, wenn absehbar ist, dass die daraus resultierende Getriebeübersetzung als ungeeignet für das Befahren einer be- vorstehenden ermittelten Wegstrecke ist. Exemplarisch wird hier auf eine mögliche Hochschaltung in einen höheren Gang verwiesen, welche eine ungeeignete Übersetzung für das Befahren einer detektierten Steigung darstellt, weshalb während des Befahrens eine Rückschaltung zu befürchten wäre. Durch das Unterbinden einer solchen (Pendel-) Schaltung kann mitunter der Fahrbetrieb des Fahrzeugs erheblich optimiert und Verschleiß insbesondere von Schaltelementen im Getriebe minimiert werden. Auch sinkt das Risiko, dass das Fahrzeug aufgrund von Antriebsleistungseinbrüchen aufgrund einer Zugkraftunterbrechung während des Rückschaltvorgangs die Steigung nicht bewältigen kann. According to a third exemplary embodiment, the control and evaluation device adjusts longitudinal dynamics of the vehicle as a function of the gradient of the vehicle driveable ground and the first speed of the vehicle. Thus, the longitudinal dynamics of the vehicle, in particular the drive train is anticipated adapted to the changing driving conditions. For example, the engine speed and transmission ratio are adjusted as the vehicle travels from a level course to an uphill distance, providing a higher torque to handle the grade. Also, an imminent switching operation can be prevented if it is foreseeable that the resulting transmission ratio is unsuitable for driving on a above determined route is. By way of example, reference is made here to a possible upshift into a higher gear, which represents an unsuitable ratio for driving on a detected gradient, which is why a downshift would have to be feared while driving. By inhibiting such a (pendulum) circuit, sometimes the driving operation of the vehicle can be significantly optimized and wear in particular of shifting elements in the transmission can be minimized. Also, the risk that the vehicle can not cope with the slope due to a power interruption due to a break in power during the downshift also decreases the risk that the vehicle.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann insbesondere von einem Computer beziehungsweise von der Steuer- und Auswertvorrichtung ausgeführt werden. Somit kann das Verfahren in Software implementiert sein. Die entsprechende Software ist insofern ein eigenständig verkaufsfähiges Produkt. Daher bezieht sich die Erfindung auch auf ein Computerprogrammprodukt mit maschinenlesbaren Anweisungen, die, wenn sie auf einem Computer beziehungsweise auf einer Steuer- und Auswertvorrichtung ausgeführt werden, den Computer beziehungsweise die Steuer- und Auswertvorrichtung dazu veranlassen, ein Verfahren gemäß der Erfindung auszuführen. The method according to the invention can be carried out in particular by a computer or by the control and evaluation device. Thus, the method can be implemented in software. The corresponding software is therefore an independently salable product. Therefore, the invention also relates to a computer program product with machine-readable instructions which, when executed on a computer or on a control and evaluation device, cause the computer or the control and evaluation device to carry out a method according to the invention.
Es ist auch möglich, eine Ladestelle (zum Beispiel ein Schüttguthaufen) oder eine Entladestelle (beispielsweise ein abgegrenzter Bereich, Förderband, etc.) mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des Verfahrens detektieren. Dementsprechend kann beispielsweise eine Beeinflussung der Betriebsstrategie des Fahrzeugs dahingehend erfolgen, dass beispielsweise eine Anpassung der Leistungsverteilung zwischen Arbeitshydraulik und Fahrantrieb erfolgt, wenn detektiert wird, dass sich vor dem Fahrzeug ein Haufwerk befindet und Schüttgut aufgenommen werden soll. Auch kann beispielsweise eine Anpassung der Motorsteuerung erfolgen, insbesondere um Leistungsreserven abzurufen, um die Arbeitshydraulik zu bedienen. It is also possible to detect a loading point (for example a bulk pile) or an unloading point (for example a delimited area, conveyor belt, etc.) by means of the device and the method according to the invention. Accordingly, for example, influencing the operating strategy of the vehicle to take place to the effect that, for example, an adjustment of the power distribution between the working hydraulics and traction drive, if it is detected that there is a heap in front of the vehicle and bulk material to be recorded. Also, for example, an adjustment of the engine control can be done, in particular to reserve power reserves to operate the work hydraulics.
In Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung können auch weitere Sensortypen mit dem/den genannten Radarsensoren kombiniert werden. Exemplarisch ist hier die Kombination mit GPS-, Gyroskop-, Beschleunigungs- und/oder barometrischen Höhensensoren zu nennen. Auch bilderkennende Sensoren, beispielsweise kameraba- sierten Erkennung, können kombiniert werden. Dies führt zu einer weiteren Steigerung der Systemgenauigkeit. In further developments of the present invention, further sensor types can also be combined with the mentioned radar sensor (s). An example is the combination with GPS, gyroscope, acceleration and / or barometric height sensors. Picture-detecting sensors, such as camera based detection, can be combined. This leads to a further increase in system accuracy.
Soweit eine Gewichtserkennung vorgesehen ist, kann auch diese für die Beeinflussung der Betriebsstrategie des Fahrzeugs berücksichtigt werden. Das Fahrzeuggewicht kann beispielsweise anhand von Achssensoren gemessen oder auch aus den Druckverhältnissen der Arbeitshydraulik abgeleitet werden. Insbesondere für Plausibilisierungen hinsichtlich eines Radschlupfes kann dies von Vorteil sein. Aber auch hinsichtlich einer prädiktiven Betriebsstrategie kann das Fahrzeuggewicht einen Ein- fluss hierauf nehmen. Exemplarisch sei darauf verwiesen, dass die Tatsache, ob ein Fahrzeug be- oder entladen eine Steigung/eine Gefälle durchfährt, einen erheblichen Einfluss hat. As far as a weight detection is provided, this can also be taken into account for influencing the operating strategy of the vehicle. The vehicle weight can for example be measured by means of axle sensors or derived from the pressure ratios of the working hydraulics. This can be an advantage, in particular for plausibility checks with regard to wheel slippage. But vehicle weight can also influence this with regard to a predictive operating strategy. By way of example, it should be noted that the fact of whether a vehicle is loading or unloading a gradient / gradient, has a significant impact.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt In the following, embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the figures, wherein the same or similar elements are provided with the same reference numerals. This shows
Fig. 1 a: eine vereinfachte schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einstellen einer Betriebsstrategie, 1 a shows a simplified schematic illustration of a vehicle having a device according to the invention for setting an operating strategy,
Fig. 1 b: eine weitere vereinfachte schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einstellen einer Betriebsstrategie, 1 b: a further simplified schematic illustration of a vehicle with the device according to the invention for setting an operating strategy,
Fig. 2: ein Blockschaltbild zur Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen einer ersten Betriebsstrategie für ein Fahrzeug, 2 shows a block diagram for illustrating a method according to the invention for setting a first operating strategy for a vehicle,
Fig. 3: ein Blockschaltbild zur Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen einer zweiten Betriebsstrategie für ein Fahrzeug, und 3 shows a block diagram for illustrating a method according to the invention for setting a second operating strategy for a vehicle, and FIG
Fig. 4: ein Blockschaltbild zur Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen einer dritten Betriebsstrategie für ein Fahrzeug. Gemäß den Figuren 1 a und 1 b ist ein jeweiliges erfindungsgemäßes Fahrzeug 1 als Arbeitsmaschine ausgebildet, wobei das jeweilige Fahrzeug 1 eine jeweilige Vorrichtung zum Einstellen einer Betriebsstrategie für das jeweilige Fahrzeug 1 aufweist. Die jeweilige Vorrichtung umfasst einen Radarsensor 2, der bezogen auf eine Fahrzeuglängsachse 5 schräg in Richtung eines vom jeweiligen Fahrzeug 1 befahrbaren Untergrunds 6 geneigt am jeweiligen Fahrzeug 1 angeordnet ist. Der jeweilige Radarsensor 2 ist dabei nicht wie aus dem Automotivebereich allgemein bekannt derart angeordnet, dass ein Azimutwinkel aufgelöst wird und somit die Radarstrahlen in einer Ebene parallel zur Fahrbahn beziehungsweise zum vom Fahrzeug 1 befahrbaren Untergrund 6 verlaufen, sondern im Wesentlichen um 90° verdreht. Mithin verlaufen die Radarstrahlen des Radarsensors 2 in einer Ebene, die lotrecht zur Fahrbahn beziehungsweise zum vom Fahrzeug 1 befahrbaren Untergrund 6 ausgebildet sind, wobei der Radarsensor 2 dazu vorgesehen ist, einen Meridianwinkel aufzulösen. Mittels Meridianwinkel werden Höheninformationen für Positionsdaten von im Umfeld des Fahrzeugs 1 befindlichen Objekten 3 erfasst. Ferner umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Steuer- und Auswertvorrichtung 4, die zum Auswerten von Positionsdaten sowie Fahrzeugbetriebsdaten und zum Einstellen einer dem Umfeld des Fahrzeugs 1 angepasste Betriebsstrategie vorgesehen ist. 4 shows a block diagram for illustrating a method according to the invention for setting a third operating strategy for a vehicle. According to FIGS. 1 a and 1 b, a respective vehicle 1 according to the invention is designed as a work machine, wherein the respective vehicle 1 has a respective device for setting an operating strategy for the respective vehicle 1. The respective device comprises a radar sensor 2, which is inclined with respect to a vehicle longitudinal axis 5 in the direction of a vehicle accessible by the respective vehicle 1 substrate 6 is disposed on the respective vehicle 1. The respective radar sensor 2 is not generally known, as is known from the automotive sector, such that an azimuth angle is resolved and thus the radar beams run in a plane parallel to the roadway or to the ground 6 that can be driven by the vehicle 1, but is essentially rotated by 90 °. Consequently, the radar beams of the radar sensor 2 extend in a plane which is formed perpendicular to the road surface or to the ground 6 drivable by the vehicle 1, wherein the radar sensor 2 is intended to dissolve a meridian angle. By means of the meridian angle, height information for position data of objects 3 located in the vicinity of the vehicle 1 is detected. Furthermore, the device according to the invention comprises a control and evaluation device 4, which is provided for evaluating position data and vehicle operating data and for setting an operating strategy adapted to the environment of the vehicle 1.
In Figur 1 a befährt das Fahrzeug 1 einen Untergrund 6 mit Steigung. Der Radarsensor 2 ist aktiv und erfasst Positionsdaten von in einem Umfeld des Fahrzeugs 1 angeordneten Objekten 3, somit auch ein Steigungsprofil des Untergrunds 6. Diese Positionsdaten werden an die Steuer- und Auswertvorrichtung 4 übermittelt. Ferner werden Fahrzeugbetriebsdaten zum Abgleich mit den von dem Radarsensor 2 er- fassten Positionsdaten der Steuer- und Auswertvorrichtung 4 bereitgestellt. Die Fahrzeugbetriebsdaten sind vorliegend Raddrehzahlen von jeweiligen Fahrzeugrädern 7 des Fahrzeugs 1 , wobei die Raddrehzahlen über einen jeweiligen Sensor 8 am jeweiligen Fahrzeugrad 7 erfasst werden. Die Steuer- und Auswertvorrichtung 4 ermittelt mittels der Positionsdaten der im Umfeld des Fahrzeugs 1 angeordneten Objekte 3 eine erste Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 . Ferner ermittelt die Steuer- und Auswertvorrichtung 4 aus den jeweiligen Raddrehzahlen der jeweiligen Fahrzeugrädern 7 des Fahrzeugs 1 eine zweite Geschwindigkeit, wobei aus der ersten und zweiten Geschwindigkeit ein Geschwindigkeitsdifferenzwert gebildet wird. Der Geschwin- digkeitsdifferenzwert dient vorliegend zur Ermittlung eines Schlupfs am jeweiligen Fahrzeugrad 7. Bei einer Überschreitung einer Obergrenze des Geschwindigkeitsdifferenzwertes betätigt die Steuer- und Auswertvorrichtung 4 eine - hier nicht dargestellte - Differentialsperre des Fahrzeugs 1 , um die Traktion zu verbessern und den Schlupf zu an den Fahrzeugrädern 7 zu verringern. Mithin wird durch einen Soll-Ist- Vergleich mittels des Radarsensors 2 und der Steuer- und Auswertvorrichtung 4 eine Leistungsverbesserung des Fahrzeugs 1 realisiert. In Figure 1 a, the vehicle 1 travels a background 6 with slope. The radar sensor 2 is active and detects position data of objects 3 arranged in an environment of the vehicle 1, thus also a gradient profile of the background 6. These position data are transmitted to the control and evaluation device 4. Furthermore, vehicle operating data are provided for matching with the position data of the control and evaluation device 4 acquired by the radar sensor 2. The vehicle operating data are present wheel speeds of respective vehicle wheels 7 of the vehicle 1, wherein the wheel speeds are detected by a respective sensor 8 on the respective vehicle wheel 7. The control and evaluation device 4 determines a first speed of the vehicle 1 by means of the position data of the objects 3 arranged in the environment of the vehicle 1. Furthermore, the control and evaluation device 4 determines a second speed from the respective wheel speeds of the respective vehicle wheels 7 of the vehicle 1, wherein a speed difference value is formed from the first and second speeds. The speed If an upper limit of the speed difference value is exceeded, the control and evaluation device 4 actuates a - not shown here - differential lock of the vehicle 1 to improve the traction and the slip to the vehicle wheels. 7 to reduce. Thus, a performance improvement of the vehicle 1 is realized by a target-actual comparison by means of the radar sensor 2 and the control and evaluation device 4.
Ferner ist der Radarsensor 2 dazu vorgesehen, eine Steigung des vom Fahrzeug 1 befahrbaren Untergrunds 6 zu ermitteln, wobei die Steuer- und Auswertvorrichtung 4 eine Längsdynamik des Fahrzeugs 1 in Abhängigkeit der ermittelten Steigung des vom Fahrzeug 1 befahrbaren Untergrunds 6 sowie der ersten Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 einstellt. Mithin wird mittels Radarsensor 2 die Topografie der Umgebung erfasst, wobei die Höheninformationen der Positionsdaten dazu verwendet werden, um eine prädiktive Fahrt zu realisieren. Der prädiktive Ansatz ermöglicht es festzustellen, ob bis zu einem bestimmten Zeitpunkt oder innerhalb eines bevorstehenden nächsten Zeitraums ein Höhenunterschied durch das Fahrzeug 1 bewältigt werden muss, der bei angenommener gleich bleibender Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 ein deutlich veränderndes Antriebsdrehmoment erfordert. Mithin kann prä- diktiv eine Anpassung des Antriebsstrangs des Fahrzeugs 1 vorgenommen werden, insbesondere die Schaltstrategie und oder ein Betriebspunkt des Antriebsmotors an- gepasst werden. Furthermore, the radar sensor 2 is provided to ascertain an incline of the underbody 6 which can be driven by the vehicle 1, wherein the control and evaluation device 4 has longitudinal dynamics of the vehicle 1 as a function of the ascertained gradient of the underbody 6 which can be driven by the vehicle 1 and the first speed of the vehicle 1 sets. Thus, the topography of the environment is detected by means of radar sensor 2, wherein the height information of the position data is used to realize a predictive ride. The predictive approach makes it possible to determine whether, by a certain time or within an upcoming next period, a height difference has to be mastered by the vehicle 1 which, assuming a constant speed of the vehicle 1, requires a clearly changing driving torque. Consequently, an adaptation of the drive train of the vehicle 1 can be made in a predictive manner, in particular the shift strategy and / or an operating point of the drive motor can be adapted.
Nach Figur 1 b befährt das Fahrzeug 1 einen Untergrund 6, wobei der Radarsensor 2 aktiv ist und Positionsdaten von einem im Umfeld des Fahrzeugs 1 angeordneten Objekts 3 erfasst. Diese Positionsdaten werden an die Steuer- und Auswertvorrichtung 4 übermittelt. Die Steuer- und Auswertvorrichtung 4 ermittelt mittels der Positionsdaten des im Umfeld des Fahrzeugs 1 angeordneten Objekts 3 eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 . Ferner bestimmt die Steuer- und Auswertvorrichtung 4 mittels der Positionsdaten des im Umfeld des Fahrzeugs 1 angeordneten Objekts 3 sowie der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 einen Sicherheitsabstand zwischen dem Fahrzeug 1 und dem jeweiligen Objekt 3. Dabei werden insbesondere Fahrzeugbetriebsdaten, wie beispielsweise ein Lenkwinkel sowie ein Beladungszustand des Fahrzeugs 1 ebenfalls von der Steuer- und Auswertvorrichtung 4 berücksichtigt. Bei einer Unterschreitung des Sicherheitsabstandes zwischen dem Fahrzeug 1 und dem erfassten Objekt 3 gibt die Steuer- und Auswertvorrichtung 4 ein Warnsignal aus und leitet eine Notbremsung des Fahrzeugs 1 ein, um eine Kollision mit dem Objekt 3 zu vermeiden. Mithin wird auch bei dieser Betriebsstrategie ein prädiktiver Ansatz verfolgt. According to FIG. 1 b, the vehicle 1 travels under a ground 6, the radar sensor 2 being active and detecting position data from an object 3 arranged in the vicinity of the vehicle 1. These position data are transmitted to the control and evaluation device 4. The control and evaluation device 4 determines a speed of the vehicle 1 by means of the position data of the object 3 arranged in the environment of the vehicle 1. Furthermore, the control and evaluation device 4 determines a safety distance between the vehicle 1 and the respective object 3 by means of the position data of the object 3 arranged in the environment of the vehicle 1 and the speed of the vehicle 1. In particular, vehicle operating data, such as a steering angle and a load state of Vehicle 1 also considered by the control and evaluation device 4. If the safety distance between the vehicle 1 and the detected object 3 is undershot, the control and evaluation device 4 outputs a warning signal and initiates emergency braking of the vehicle 1 in order to avoid a collision with the object 3. Consequently, a predictive approach is also followed in this operating strategy.
Die Figuren 2, 3 und 4 zeigen ein jeweiliges Blockschaltbild zur Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen einer jeweiligen Betriebsstrategie. Die einzelnen Verfahrensschritte werden bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt. Sofern die technischen Gegebenheiten dies zulassen, ist aber auch eine abweichende Reihenfolge der Verfahrensschritte möglich. Figures 2, 3 and 4 show a respective block diagram for illustrating a method according to the invention for setting a respective operating strategy. The individual process steps are preferably carried out in the order given. If the technical conditions allow, but also a different order of the steps is possible.
Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen einer Betriebsstrategie. In einem ersten Verfahrensschritt A werden Radardaten, insbesondere Positionsdaten von in einem Umfeld des Fahrzeugs 1 angeordneten Objekten 3 zyklisch von der Steuer- und Auswertvorrichtung 4 abgerufen. Der Radarsensor 2 sendet eine Liste aus Tracks und Targets, die die vom Radarsensor 2 erkannten Objekte 3 beziehungsweise deren Positionsdaten beinhalten. Zusätzlich wird eine aktuelle Radgeschwindigkeit, die aus einer Drehzahl eines Fahrzeugrades 7 berechnet wird, eingelesen. Gemäß einem ersten Pfeil a wird ein zweiter Verfahrensschritt B eingeleitet, in dem die Steuer- und Auswertvorrichtung 4 überprüft, ob neue Radardaten vorhanden sind und übernimmt diese für die weitere Berechnung. FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of a method according to the invention for setting an operating strategy. In a first method step A, radar data, in particular position data of objects 3 arranged in an environment of the vehicle 1, are called up cyclically by the control and evaluation device 4. The radar sensor 2 sends a list of tracks and targets that contain the objects 3 detected by the radar sensor 2 or their position data. In addition, a current wheel speed, which is calculated from a rotational speed of a vehicle wheel 7, read. In accordance with a first arrow a, a second method step B is initiated, in which the control and evaluation device 4 checks whether new radar data is present and adopts it for the further calculation.
Gemäß einem zweiten Pfeil b wird ein dritter Verfahrensschritt C eingeleitet, wobei ein Befestigungswinkel des Radarsensors 2 am Fahrzeug 1 abgerufen und eine radiale Geschwindigkeit zwischen einem Objekt 3 und dem Fahrzeug 1 ermittelt wird. According to a second arrow b, a third method step C is initiated, wherein a mounting angle of the radar sensor 2 is retrieved on the vehicle 1 and a radial velocity between an object 3 and the vehicle 1 is determined.
Gemäß einem dritten Pfeil c wird ein vierter Verfahrensschritt D eingeleitet, wobei die radiale Geschwindigkeit von der Steuer- und Auswertvorrichtung 4 in Fahrzeuglängsrichtung 5 umgerechnet wird. Dabei wird der Befestigungswinkel des Radarsensors 2 am Fahrzeug 1 und ein Winkel der erkannten Positionspunkte berücksichtigt, wobei der Winkel der erkannten Positionspunkte vom Radarsensor 2 ausgegeben wird. According to a third arrow c, a fourth method step D is initiated, wherein the radial velocity is converted by the control and evaluation device 4 in the vehicle longitudinal direction 5. In this case, the mounting angle of the radar sensor 2 taken into account on the vehicle 1 and an angle of the detected position points, wherein the angle of the detected position points of the radar sensor 2 is output.
Gemäß einem vierten Pfeil d wird ein fünfter Verfahrensschritt E eingeleitet, wobei alle in einem Zyklus von vorzugsweise 40ms erfassten Geschwindigkeiten der Objekte 3, die mittels Radarsensor 2 erfasst werden, in einen Bandfilter geladen werden. According to a fourth arrow d, a fifth method step E is initiated, wherein all speeds of the objects 3 detected in a cycle of preferably 40 ms, which are detected by means of radar sensor 2, are loaded into a band filter.
Gemäß einem fünften Pfeil e wird ein sechster Verfahrensschritt F eingeleitet, wobei aus allen in den Bandfilter geladenen Geschwindigkeiten der Objekte 3 ein Medianwert gebildet wird, um ein Geschwindigkeitssignal pro Messzyklus zu ermitteln. According to a fifth arrow e, a sixth method step F is initiated, wherein from all of the speeds of the objects 3 loaded into the band filter, a median value is formed in order to determine a speed signal per measuring cycle.
Gemäß einem sechsten Pfeil f wird ein siebter Verfahrensschritt G eingeleitet, wobei ein Fahrzeugmodell mittels eines Kaiman-Filters mit den Geschwindigkeitssignalen gebildet wird. Dabei wird aus zumindest zwei aufeinanderfolgenden Messzyklen eine Beschleunigung des Fahrzeugs 1 ausgegeben. According to a sixth arrow f, a seventh method step G is initiated, wherein a vehicle model is formed by means of a Kalman filter with the speed signals. In this case, an acceleration of the vehicle 1 is output from at least two consecutive measuring cycles.
Gemäß einem siebten Pfeil g wird ein achter Verfahrensschritt H eingeleitet, wobei eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 1 pro Messzyklus mit dem Medianwert des jeweiligen Messzyklusses und der Beschleunigung des Fahrzeugs 1 ermittelt wird. According to a seventh arrow g, an eighth method step H is initiated, wherein a vehicle speed of the vehicle 1 per measuring cycle is determined with the median value of the respective measuring cycle and the acceleration of the vehicle 1.
Gemäß einem achten Pfeil h wird ein neunter Verfahrensschritt I eingeleitet, wobei mit den Medianwerten aus den vorzugsweise drei letzten Messzyklen ein Mittelwert gebildet wird. Dabei wird der Mittelwert der Fahrzeuggeschwindigkeit mit der Radgeschwindigkeit verglichen und ein Geschwindigkeitsdifferenzwert gebildet. In accordance with an eighth arrow h, a ninth method step I is initiated, wherein an average value is formed with the median values from the preferably three last measuring cycles. In this case, the mean value of the vehicle speed is compared with the wheel speed and a speed difference value is formed.
Gemäß einem neunten Pfeil i wird ein zehnter Verfahrensschritt J eingeleitet, wobei der Geschwindigkeitsdifferenzwert mit einem Differenzgrenzwert verglichen wird. In accordance with a ninth arrow i, a tenth method step J is initiated, wherein the speed difference value is compared with a difference limit value.
Liegt der Geschwindigkeitsdifferenzwert oberhalb einer Obergrenze, wird gemäß einem zehnten Pfeil j ein elfter Verfahrensschritt K eingeleitet, wobei vorzugsweise eine Differentialsperre des Fahrzeugs 1 betätigt wird. Unterhalb einer Obergrenze wird Verfahrensschritt K übersprungen. Gemäß einem elften Pfeil k wird das Verfahren wieder zurückgesetzt, wobei der erste Verfahrensschritt A eingeleitet wird. If the speed difference value is above an upper limit, an eleventh method step K is initiated in accordance with a tenth arrow j, wherein preferably a differential lock of the vehicle 1 is actuated. Below an upper limit, step K is skipped. According to an eleventh arrow k, the method is reset again, wherein the first method step A is initiated.
Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen einer Betriebsstrategie. In einem ersten Verfahrensschritt A werden Radardaten, insbesondere Positionsdaten von in einem Umfeld des Fahrzeugs 1 angeordneten Objekten 3 zyklisch von der Steuer- und Auswertvorrichtung 4 abgerufen. Der Radarsensor 2 sendet eine Liste aus Tracks und Targets, die die vom Radarsensor 2 erkannten Objekte 3 beziehungsweise deren Positionsdaten beinhalten. Zusätzlich wird eine aktuelle Radgeschwindigkeit, die aus einer Drehzahl eines Fahrzeugrades 7 berechnet wird, eingelesen. FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of a method according to the invention for setting an operating strategy. In a first method step A, radar data, in particular position data of objects 3 arranged in an environment of the vehicle 1, are called up cyclically by the control and evaluation device 4. The radar sensor 2 sends a list of tracks and targets that contain the objects 3 detected by the radar sensor 2 or their position data. In addition, a current wheel speed, which is calculated from a rotational speed of a vehicle wheel 7, read.
Gemäß einem ersten Pfeil a wird ein zweiter Verfahrensschritt B eingeleitet, in dem die Steuer- und Auswertvorrichtung 4 überprüft, ob neue Radardaten vorhanden sind und übernimmt diese für die weitere Berechnung. In accordance with a first arrow a, a second method step B is initiated, in which the control and evaluation device 4 checks whether new radar data is present and adopts it for the further calculation.
Gemäß einem zweiten Pfeil b wird ein dritter Verfahrensschritt C eingeleitet, wobei ein Befestigungswinkel des Radarsensors 2 am Fahrzeug 1 abgerufen und eine radiale Geschwindigkeit zwischen einem Objekt 3 und dem Fahrzeug 1 ermittelt wird.  According to a second arrow b, a third method step C is initiated, wherein a mounting angle of the radar sensor 2 is retrieved on the vehicle 1 and a radial velocity between an object 3 and the vehicle 1 is determined.
Gemäß einem dritten Pfeil c wird ein vierter Verfahrensschritt D eingeleitet, wobei die radiale Geschwindigkeit von der Steuer- und Auswertvorrichtung 4 in Fahrzeuglängsrichtung 5 umgerechnet wird. Dabei wird der Befestigungswinkel des Radarsensors 2 am Fahrzeug 1 und ein Winkel der erkannten Positionspunkte berücksichtigt, wobei der Winkel der erkannten Positionspunkte vom Radarsensor 2 ausgegeben wird. Ferner wird auch eine Befestigungshöhe über dem Untergrund 6 berücksichtigt, wobei mittels der Befestigungshöhe und -winkel die Radardaten beziehungsweise die Radarpunkte auf eine Fahrzeugreferenzhöhe umgerechnet werden. According to a third arrow c, a fourth method step D is initiated, wherein the radial velocity is converted by the control and evaluation device 4 in the vehicle longitudinal direction 5. In this case, the mounting angle of the radar sensor 2 on the vehicle 1 and an angle of the detected position points is taken into account, wherein the angle of the detected position points is output by the radar sensor 2. Furthermore, a mounting height above the ground 6 is also taken into account, wherein the radar data or the radar points are converted to a vehicle reference altitude by means of the fastening height and angle.
Gemäß einem vierten Pfeil d wird ein fünfter Verfahrensschritt E eingeleitet, wobei alle in einem Zyklus von vorzugsweise 40ms erfassten Geschwindigkeiten der Objekte 3 die mittels Radarsensor 2 erfasst werden, in einen Bandfilter geladen werden. Ein Band wird um eine Abtriebsdrehzahl, die vorzugsweise am Getriebe oder an den Fahrzeugrädern gemessen wird, gelegt, wobei nur in diesem Band angeordnete Radardaten für die nächsten Verfahrensschritte verwendet werden. Die Breite des Bandes ist dynamisch anpassbar, wobei die Breite des Bandes so lange erhöht wird bis mindestens zwei Radarreflexionen vorhanden sind. According to a fourth arrow d, a fifth method step E is initiated, wherein all speeds of the objects 3 detected in a cycle of preferably 40 ms, which are detected by means of radar sensor 2, are loaded into a band filter. A band is at an output speed, preferably on the transmission or on the Vehicle wheels is measured, with only arranged in this band radar data are used for the next process steps. The width of the band is dynamically adaptable, with the width of the band being increased until at least two radar reflections are present.
Gemäß einem fünften Pfeil e wird ein sechster Verfahrensschritt F eingeleitet, wobei alle Radarpunkte in ein Histogramm geladen werden. In diesem Histogramm werden beispielsweise die letzten drei Zyklen gespeichert. Die Zellgröße des Histogramms kann in Abhängigkeit der Auflösung des Radarsensors 2 verändert werden. Insbesondere wird die Zellgröße im Betrieb des Radarsensors 2 verändert. Beispielsweise wird die Zellgröße in Abhängigkeit der Geschwindigkeit oder in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen verändert. According to a fifth arrow e, a sixth method step F is initiated, wherein all radar points are loaded into a histogram. For example, this histogram stores the last three cycles. The cell size of the histogram can be changed depending on the resolution of the radar sensor 2. In particular, the cell size is changed during operation of the radar sensor 2. For example, the cell size is changed depending on the speed or depending on environmental conditions.
Gemäß einem sechsten Pfeil f wird ein siebter Verfahrensschritt G eingeleitet, wobei jede Spalte und Zeile des Histogramms auf Maxima gefiltert und das Histogramm in Bereichsdaten umgewandelt wird, wobei die Bereichsdaten aus einem Abstand und einer Höhe bestehen. Zwischenwerte werden interpoliert. Stützstellen beziehungsweise Segmente werden beispielsweise alle zwei Meter definiert. Die Segmente werden mit einem Lowpassfilter gefiltert, um die Steigung jedes Segmentes auszugeben. Eine Längsdynamik des Fahrzeugs 1 wird in Abhängigkeit der Steigung des vom Fahrzeug 1 befahrbaren Untergrunds 6 eingestellt. Optional kann die ermittelte Steigung mit einer vorherigen oder mit einer nachfolgenden Steigung verglichen werden, um bevorzugt eine Durchschnittssteigung zu bilden. Dazu sind jedoch Informationen bezüglich eines Lenkwinkels notwendig. Nach einem Lenkeinschlag, der mit einem Richtungswechsel des Fahrzeugs einhergeht, werden die alten Radardaten gelöscht. In accordance with a sixth arrow f, a seventh method step G is initiated, with each column and row of the histogram being filtered to maxima and the histogram being converted into range data, the range data consisting of a distance and a height. Intermediate values are interpolated. Support points or segments are defined, for example, every two meters. The segments are filtered with a low-pass filter to output the slope of each segment. Longitudinal dynamics of the vehicle 1 are set as a function of the gradient of the ground 6 that can be driven by the vehicle 1. Optionally, the determined slope may be compared to a previous or a subsequent slope to preferably form an average slope. However, information regarding a steering angle is necessary for this purpose. After a steering lock, which is accompanied by a change of direction of the vehicle, the old radar data are deleted.
Gemäß einem siebten Pfeil g wird das Verfahren wieder zurückgesetzt, wobei der erste Verfahrensschritt A eingeleitet wird. According to a seventh arrow g, the method is reset again, wherein the first method step A is initiated.
Figur 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen einer Betriebsstrategie. In einem ersten Verfahrensschritt A werden Radardaten, insbesondere Positionsdaten von in einem Umfeld des Fahrzeugs 1 angeordneten Objekten 3 zyklisch von der Steuer- und Auswertvorrichtung 4 abgerufen. Der Radarsensor 2 sendet eine Liste aus Tracks und Targets, die die vom Radarsensor 2 erkannten Objekte 3 beziehungsweise deren Positionsdaten beinhalten. Zusätzlich wird eine aktuelle Radgeschwindigkeit, die aus einer Drehzahl eines Fahrzeugrades 7 berechnet wird, eingelesen. FIG. 4 shows a third exemplary embodiment of a method according to the invention for setting an operating strategy. In a first method step A, radar data, in particular position data of objects 3 arranged in an environment of the vehicle 1, are called up cyclically by the control and evaluation device 4. The radar sensor 2 sends a list of tracks and targets that contain the objects 3 detected by the radar sensor 2 or their position data. In addition, a current wheel speed, which is calculated from a rotational speed of a vehicle wheel 7, read.
Gemäß einem ersten Pfeil a wird ein zweiter Verfahrensschritt B eingeleitet, in dem die Steuer- und Auswertvorrichtung 4 überprüft, ob neue Radardaten vorhanden sind und übernimmt diese für die weitere Berechnung. In accordance with a first arrow a, a second method step B is initiated, in which the control and evaluation device 4 checks whether new radar data is present and adopts it for the further calculation.
Gemäß einem zweiten Pfeil b wird ein dritter Verfahrensschritt C eingeleitet, wobei ein Befestigungswinkel des Radarsensors 2 am Fahrzeug 1 abgerufen und eine radiale Geschwindigkeit zwischen einem Objekt 3 und dem Fahrzeug 1 ermittelt wird. According to a second arrow b, a third method step C is initiated, wherein a mounting angle of the radar sensor 2 is retrieved on the vehicle 1 and a radial velocity between an object 3 and the vehicle 1 is determined.
Gemäß einem dritten Pfeil c wird ein vierter Verfahrensschritt D eingeleitet, wobei die radiale Geschwindigkeit von der Steuer- und Auswertvorrichtung 4 in Fahrzeuglängsrichtung 5 umgerechnet wird. Dabei wird der Befestigungswinkel des Radarsensors 2 am Fahrzeug 1 und ein Winkel der erkannten Positionspunkte berücksichtigt, wobei der Winkel der erkannten Positionspunkte vom Radarsensor 2 ausgegeben wird. Ferner wird auch eine Befestigungshöhe über dem Untergrund 6 berücksichtigt, wobei mittels Befestigungshöhe und -winkel die Radardaten beziehungsweise die Radarpunkte auf eine Fahrzeugreferenzhöhe umgerechnet werden. According to a third arrow c, a fourth method step D is initiated, wherein the radial velocity is converted by the control and evaluation device 4 in the vehicle longitudinal direction 5. In this case, the mounting angle of the radar sensor 2 on the vehicle 1 and an angle of the detected position points is taken into account, wherein the angle of the detected position points is output by the radar sensor 2. Furthermore, a mounting height above the ground 6 is taken into account, wherein the radar data or the radar points are converted to a vehicle reference height by means of fastening height and angle.
Gemäß einem vierten Pfeil d wird ein fünfter Verfahrensschritt E eingeleitet, wobei alle in einem Zyklus von vorzugsweise 40ms erfassten Geschwindigkeiten der Objekte 3 die mittels Radarsensor 2 erfasst werden, in einen Bandfilter geladen werden. Ein Band wird um eine Abtriebsdrehzahl, die vorzugsweise am Getriebe oder an den Fahrzeugrädern gemessen wird, gelegt, wobei nur in diesem Band angeordnete Radardaten für die nächsten Verfahrensschritte verwendet werden. Die Breite des Bandes ist dynamisch anpassbar, wobei die Breite des Bandes so lange erhöht wird bis mindestens zwei Radarreflexionen vorhanden sind. According to a fourth arrow d, a fifth method step E is initiated, wherein all speeds of the objects 3 detected in a cycle of preferably 40 ms, which are detected by means of radar sensor 2, are loaded into a band filter. A belt is placed around an output speed, which is preferably measured on the transmission or on the vehicle wheels, with only radar data arranged in this band being used for the next method steps. The width of the band is dynamically adaptable, with the width of the band being increased until at least two radar reflections are present.
Gemäß einem fünften Pfeil e wird ein sechster Verfahrensschritt F eingeleitet, wobei alle Radarpunkte in ein Histogramm geladen werden. In dem Histogramm werden beispielsweise die letzten drei Zyklen gespeichert. Die Zellgröße des Histogramms kann in Abhängigkeit der Auflösung des Radarsensors 2 verändert werden. Beispielsweise wird die Zellgröße in Abhängigkeit der Geschwindigkeit oder in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen verändert. According to a fifth arrow e, a sixth method step F is initiated, wherein all radar points are loaded into a histogram. In the histogram will be for example, the last three cycles saved. The cell size of the histogram can be changed depending on the resolution of the radar sensor 2. For example, the cell size is changed depending on the speed or depending on environmental conditions.
Gemäß einem sechsten Pfeil f wird ein siebter Verfahrensschritt G eingeleitet, wobei geprüft wird, ob im Sicherheitsabstand des Fahrzeuges 1 Objekte 3, die Hindernisse für das Fahrzeug 1 darstellen können, durch den Radarsensor 2 erkannt werden. Hindernisse können beispielsweise Geröll, Materialhaufen aber auch beispielsweise ein Abgrund oder ähnliches sein. Auch kann eine Durchfahrt, deren Durchfahrtshöhe begrenzt ist, als Hindernis in diesem Sinne verstanden werden. According to a sixth arrow f, a seventh method step G is initiated, wherein it is checked whether objects 3, which may represent obstacles to the vehicle 1, are detected by the radar sensor 2 at the safety distance of the vehicle 1. Obstacles can be, for example, scree, piles of material but also, for example, a precipice or the like. Also, a passage whose passage height is limited, be understood as an obstacle in this sense.
Sofern keine Objekte 3 im Sicherheitsabstand des Fahrzeugs 1 detektiert werden, wird gemäß dem siebten Pfeil g ein achter Verfahrensschritt H eingeleitet, wobei ein Zähler in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 erhöht wird. Danach wird Verfahrensschritt G wiederholt. If no objects 3 are detected at the safety distance of the vehicle 1, an eighth process step H is initiated according to the seventh arrow g, wherein a counter is increased as a function of the speed of the vehicle 1. Thereafter, method step G is repeated.
Wenn jedoch Objekte 3 im Sicherheitsabstand des Fahrzeugs 1 detektiert werden, wird gemäß einem achten Pfeil h ein neunter Verfahrensschritt I eingeleitet, wobei der Zähler in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 gesenkt wird. Ein Warnsignal wird ausgegeben. Ferner wird überwacht ob die als Hindernisse detek- tierten Objekte unterfahren oder überfahren werden können. However, if objects 3 are detected at the safety distance of the vehicle 1, a ninth method step I is initiated according to an eighth arrow h, the counter being lowered as a function of the speed of the vehicle 1. A warning signal is output. It is also monitored whether the objects detected as obstacles can be driven under or driven over.
Gemäß einem neunten Pfeil i wird ein zehnter Verfahrensschritt J eingeleitet, wobei die Steuer- und Auswertvorrichtung 4 eine Notbremsung des Fahrzeugs 1 einleitet, um eine Kollision mit dem Objekt 3 zu vermeiden. In accordance with a ninth arrow i, a tenth method step J is initiated, wherein the control and evaluation device 4 initiates emergency braking of the vehicle 1 in order to avoid a collision with the object 3.
Gemäß einem zehnten Pfeil j wird nach der Notbremsung das Verfahren wieder zurückgesetzt, wobei der erste Verfahrensschritt A eingeleitet wird. Bezugszeichen According to a tenth arrow j, the method is reset after the emergency braking, with the first method step A being initiated. reference numeral
1 Fahrzeug 1 vehicle
2 Radarsensor  2 radar sensor
3 Objekt  3 object
4 Steuer- und Auswertvorrichtung  4 control and evaluation device
5 Fahrzeuglängsachse  5 vehicle longitudinal axis
6 Untergrund  6 underground
7 Fahrzeugrad  7 vehicle wheel
8 Sensor  8 sensor
A erster Verfahrensschritt  A first process step
B zweiter Verfahrensschritt  B second process step
C dritter Verfahrensschritt  C third process step
D vierter Verfahrensschritt  D fourth process step
E fünfter Verfahrensschritt  E fifth process step
F sechster Verfahrensschritt  F sixth method step
G siebter Verfahrensschritt  G seventh process step
H achter Verfahrensschritt  H eighth process step
I neunter Verfahrensschritt  I ninth process step
J zehnter Verfahrensschritt  J tenth process step
K elfter Verfahrensschritt  K eleventh procedural step
L zwölfter Verfahrensschritt  L twelfth process step
a erster Pfeil a first arrow
b zweiter Pfeil b second arrow
c dritter Pfeil c third arrow
d vierter Pfeil d fourth arrow
e fünfter Pfeil e fifth arrow
f sechster Pfeil f sixth arrow
g siebter Pfeil g seventh arrow
h achter Pfeil hight arrow
i neunter Pfeil i ninth arrow
j zehnter Pfeil tenth arrow

Claims

Patentansprüche claims
1 . Verfahren zum Einstellen einer Betriebsstrategie für ein Fahrzeug (1 ), wobei mittels mindestens einem Radarsensor (2) zumindest Positionsdaten von in einem Umfeld des Fahrzeugs (1 ) angeordneten Objekten (3) erfasst und an eine Steuer- und Auswertvorrichtung (4) übermittelt werden, wobei der mindestens eine Radarsensor (2) bezogen auf eine Fahrzeuglängsachse (5) schräg in Richtung eines vom Fahrzeug (1 ) befahrbaren Untergrunds (6) geneigt am Fahrzeug (1 ) angeordnet und dazu vorgesehen ist, mittels Meridianwinkel Höheninformationen für die Positionsdaten von den im Umfeld des Fahrzeugs (1 ) befindlichen Objekten (3) zu erfassen, wobei Fahrzeugbetriebsdaten zum Abgleich mit den von dem mindestens einen Radarsensor (2) erfassten Positionsdaten der Steuer- und Auswertvorrichtung (4) bereitgestellt werden, um mittels der Steuer- und Auswertvorrichtung (4) eine dem Umfeld des Fahrzeugs (1 ) angepasste Betriebsstrategie für das Fahrzeug (1 ) einzustellen. 1 . Method for setting an operating strategy for a vehicle (1), at least position data of objects (3) arranged in an environment of the vehicle (1) being detected by at least one radar sensor (2) and transmitted to a control and evaluation device (4), wherein the at least one radar sensor (2) with respect to a vehicle longitudinal axis (5) obliquely in the direction of a vehicle (1) drivable surface (6) inclined to the vehicle (1) and is provided for this purpose, by means of meridian angle height information for the position data of the im Vehicle operating data for comparison with the position of the control and evaluation device (4) detected by the at least one radar sensor (2) are provided in order to be detected by means of the control and evaluation device (4 ) to adjust the environment of the vehicle (1) adapted operating strategy for the vehicle (1).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswertvorrichtung (4) mittels der Positionsdaten der im Umfeld des Fahrzeugs (1 ) angeordneten Objekte (3) eine erste Geschwindigkeit des Fahrzeugs (1 ) ermittelt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the control and evaluation device (4) by means of the position data of the environment of the vehicle (1) arranged objects (3) determines a first speed of the vehicle (1).
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswertvorrichtung (4) aus jeweiligen Raddrehzahlen von jeweiligen Fahrzeugrädern (7) des Fahrzeugs (1 ) eine zweite Geschwindigkeit ermittelt, wobei aus der ersten und zweiten Geschwindigkeit ein Geschwindigkeitsdifferenzwert gebildet wird. 3. The method according to claim 2, characterized in that the control and evaluation device (4) from respective wheel speeds of respective vehicle wheels (7) of the vehicle (1) determines a second speed, wherein from the first and second speed, a speed difference value is formed.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswertvorrichtung (4) bei einer Überschreitung einer Obergrenze des Geschwindigkeitsdifferenzwertes entweder eine Differentialsperre des Fahrzeugs (1 ) betätigt und/oder zumindest mittelbar einen Schlupf an einem jeweiligen Fahrzeugrad (7) des Fahrzeugs (1 ) regelt. 4. The method according to claim 3, characterized in that the control and evaluation device (4) actuated when exceeding an upper limit of the speed difference value either a differential lock of the vehicle (1) and / or at least indirectly a slip on a respective vehicle wheel (7) of the Vehicle (1) regulates.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswertvorrichtung (4) zumindest mittels der Positionsdaten der im Umfeld des Fahrzeugs (1 ) angeordneten Objekte (3) und der ersten Geschwindigkeit des Fahr- zeugs (1 ) einen Sicherheitsabstand zwischen dem Fahrzeug (1 ) und dem jeweiligen Objekt (3) bestimmt. 5. The method according to claim 2, characterized in that the control and evaluation device (4) at least by means of the position data of the surroundings of the vehicle (1) arranged objects (3) and the first speed of the driving zeugs (1) determines a safety distance between the vehicle (1) and the respective object (3).
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswertvorrichtung (4) bei einer Unterschreitung des Sicherheitsabstandes zwischen dem Fahrzeug (1 ) und dem jeweiligen Objekt (3) ein Warnsignal ausgibt und/oder eine Notbremsung des Fahrzeugs (1 ) einleitet. 6. The method according to claim 5, characterized in that the control and evaluation device (4) at a fall below the safety distance between the vehicle (1) and the respective object (3) outputs a warning signal and / or emergency braking of the vehicle (1) initiates.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Radarsensor (2) dazu vorgesehen ist, eine Steigung des vom Fahrzeug (1 ) befahrbaren Untergrunds (6) zu ermitteln. 7. The method according to claim 1, characterized in that the at least one radar sensor (2) is provided to determine an incline of the vehicle (1) passable surface (6).
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswertvorrichtung (4) eine Längsdynamik des Fahrzeugs (1 ) in Abhängigkeit der Steigung des vom Fahrzeug (1 ) befahrbaren Untergrunds (6) sowie der ersten Geschwindigkeit des Fahrzeugs (1 ) einstellt. 8. The method according to claim 7, characterized in that the control and evaluation device (4) has a longitudinal dynamics of the vehicle (1) in dependence on the slope of the vehicle (1) passable surface (6) and the first speed of the vehicle (1). established.
9. Vorrichtung zum Einstellen einer Betriebsstrategie für ein Fahrzeug (1 ), umfassend mindestens einen Radarsensor (2), der bezogen auf eine Fahrzeuglängsachse (5) schräg in Richtung eines vom Fahrzeug (1 ) befahrbaren Untergrunds (6) geneigt am Fahrzeug (1 ) angeordnet und dazu vorgesehen ist, mittels Meridianwinkel Höheninformationen für Positionsdaten von im Umfeld des Fahrzeugs (1 ) befindlichen Objekten (3) zu erfassen, und 9. An apparatus for setting an operating strategy for a vehicle (1), comprising at least one radar sensor (2) inclined with respect to a vehicle longitudinal axis (5) in the direction of a vehicle (1) passable surface (6) inclined to the vehicle (1) arranged and provided is to detect by means of meridian angle height information for position data from in the environment of the vehicle (1) located objects (3), and
eine Steuer- und Auswertvorrichtung (4), die zum Auswerten von Positionsdaten sowie Fahrzeugbetriebsdaten und Einstellen einer dem Umfeld des Fahrzeugs (1 ) angepasste Betriebsstrategie vorgesehen ist.  a control and evaluation device (4), which is provided for evaluating position data and vehicle operating data and setting an operating strategy adapted to the environment of the vehicle (1).
10. Computerprogrammprodukt, enthaltend maschinenlesbare Anweisungen, die, wenn sie auf einem Computer ausgeführt werden, den Computer zu einer Vorrichtung nach Anspruch 9 aufwerten und/oder den Computer dazu veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen. Computer program product containing machine-readable instructions which, when executed on a computer, upgrade the computer to a device according to claim 9 and / or cause the computer to carry out a method according to any one of claims 1 to 8.
1 1 . Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 9 in einer Arbeitsmaschine. 1 1. Use of a device according to claim 9 in a work machine.
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