WO2021105032A1 - Verfahren, steuergerät und computerprogrammprodukt zur bestimmung einer position eines kraftfahrzeuges - Google Patents

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WO2021105032A1
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vehicle
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PCT/EP2020/083006
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Rachid Mansour
Thomas Ascher
Freddy-Josef Frombach
Maik WÜRTHNER
Robert Gronner
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • G01S19/42—Determining position

Definitions

  • the invention relates to a method for determining a position of a motor vehicle, a first position relating to an installation point of the positioning device in the motor vehicle being determined via a locating device of the motor vehicle.
  • the invention also relates to a method for regulating a motor vehicle, a control device, a computer program product and a data carrier.
  • Motor vehicles are often equipped with locating devices by means of which a current position of the respective motor vehicle can be determined.
  • the current position of the motor vehicle is often used to control various devices of the motor vehicle, such as driver assistance systems. In this way, it is possible to react to certain conditions of the driving route ahead in a partially proactive manner, for example by appropriately regulating a motor vehicle transmission of the respective motor vehicle.
  • a current position of the motor vehicle is also used to verify the data recorded via other sensors on the basis of data that have been determined via the current position.
  • a method for controlling a motor vehicle is known, with a sensor determining, among other things, a longitudinal acceleration of the motor vehicle for controlling the motor vehicle.
  • a speed of the motor vehicle in the longitudinal direction is additionally determined using the data from a locating device, via which a position of the motor vehicle can be determined.
  • the determination of the speed of the motor vehicle tot in the longitudinal direction takes place for a center of gravity of the motor vehicle, the position of the locating device being taken into account for this purpose.
  • claims 10 and 11 relate to a control device, while claim 12 claims a computer program product and claim 13 claims a data carrier.
  • a first position of the motor vehicle related to an installation point of the positioning device in the motor vehicle is determined via a locating device of the motor vehicle.
  • a first position of the motor vehicle is first determined, this determination being carried out via a locating device of the motor vehicle and the first position being related to an installation point of the locating device.
  • the latter means that the first position is related to the installation position of the locating device in the motor vehicle, the installation position in the longitudinal direction of the motor vehicle being decisive here.
  • a “determination of a position of the motor vehicle” is to be understood as a determination of the location of the motor vehicle, that is to say in particular its current position in the geographic coordinate system. Accordingly, the first position, which is related to the installation point of the locating device of the motor vehicle, is actually the geographical position of the locating device.
  • the invention comprises the technical teaching that a second position related to a vehicle center of gravity is determined on the basis of the first position by offsetting the first position with a distance between the installation point of the locating device and the vehicle center of gravity.
  • a second position related to a vehicle center of gravity is determined on the basis of the first position by offsetting the first position with a distance between the installation point of the locating device and the vehicle center of gravity.
  • Such a method for determining a position of a motor vehicle has the advantage that by determining the position of the center of gravity of the motor vehicle, a position of the motor vehicle that is suitable for regulating various functions, such as driver assistance systems, is determined. Because in particular for the predictive control based on the route of the motor vehicle lying ahead, it is important for the exact timing of the control to know a current position of the center of gravity of the motor vehicle that is as accurate as possible.
  • shifting processes in a transmission of the motor vehicle are regulated with regard to a driving route ahead of the motor vehicle
  • a regulation of these shifting processes based on the position determined by the locating device can be used for very long vehicles and lead to this focal point if the locating device is far from the vehicle that a switching process is carried out too early or too late.
  • precise regulation can be implemented.
  • a speed of the motor vehicle in the longitudinal direction is determined using the data from the locating device of the motor vehicle. This speed is determined for a center of gravity of the motor vehicle, the position of the locating device being included for this purpose. However, it is not described here that it is based on an information about the locating device determined position is inferred from a further position of the motor vehicle, which is related to the vehicle's center of gravity. How exactly the speed related to the vehicle's center of gravity is deduced and how the installation point of the locating device is taken into account is likewise not disclosed.
  • the “vehicle center of gravity” is to be understood in the sense of the invention as the center of mass of the motor vehicle.
  • the distance between the first position and the second position, which is related to this center of mass of the motor vehicle, is the distance between the positions in the longitudinal direction of the motor vehicle.
  • the locating device is in particular permanently installed at the construction site in the motor vehicle, but can also be in the form of a removable unit. It is important that the position detected by the locating device is available at the corresponding point for offsetting with the distance and for determining the position related to the vehicle's center of gravity. For this purpose, the locating device must preferably be connected or connectable to a control device.
  • the first position is determined with a satellite-supported position determination. This allows the first position to be determined in a tried and tested manner. This is particularly preferably done with the aid of a GPS system, since such a system is already present in most motor vehicles.
  • the first position is then determined via a locating device in the form of an antenna. In conjunction with the satellite-supported position determination, this enables the first position to be determined in a suitable manner.
  • the distance between the installation point and the vehicle's center of gravity is determined by comparing a course of a parameter calculated from physical quantities with a course of the parameter which was determined with the help of the locating device based on route parameters of a route of the motor vehicle.
  • a The distance is thus determined by comparing two courses of a parameter that have been determined in different ways.
  • One course of the parameter has been calculated based on physical quantities, whereas the other course was determined using route parameters that were determined with the help of the locating device and are assigned to a route ahead of the motor vehicle in particular.
  • the courses are thus assigned to the same parameter, but determined in different ways.
  • a driving resistance of the motor vehicle is used as the parameter.
  • a course of this driving resistance is determined on the one hand from physical variables of the motor vehicle, such as a torque of a drive engine of the motor vehicle, an acceleration of the motor vehicle, a mass of the motor vehicle, etc., while a further course of the driving resistance is determined from route parameters of the route , whereby the route parameters can also be an incline and the like in addition to the respective position.
  • the comparison is used to determine a time offset between the course calculated from physical quantities and the course calculated using route parameters, the distance between the location device and the center of gravity being determined from the time offset and a current driving speed of the motor vehicle. In this way, the distance can be inferred in a simple manner by calculation and on the basis of existing data.
  • the distance between the locating device and the vehicle's center of gravity can be determined at fixed, predetermined times or even when certain situations are present. For example, the determination of the distance can be initiated each time the motor vehicle is started.
  • a distance is also included which was determined from the time elapsed since the first position was determined and a current driving speed of the motor vehicle. Accordingly, the age of the determination of the first position is also included in the determination of the second position, since it may be that the vehicle has already covered a further distance since the determination of the first position. This allows the accuracy of the determination of the second position to be increased.
  • the invention also relates to a method for regulating a motor vehicle, a position of the motor vehicle being included for the regulation which was determined by a method according to one or more of the aforementioned variants.
  • shifting processes in a motor vehicle transmission are regulated on the basis of the vehicle position, this preferably taking place in a predictive manner with regard to a driving route ahead of the motor vehicle.
  • the invention also relates to a control device, which is preferably a transmission control device.
  • This control device is set up to first determine a first position based on an installation point of the location device in the motor vehicle via a location device of a motor vehicle and to determine a second position based on a vehicle center of gravity based on the first position by setting the control device to the first position offset against a distance between the installation point of the locating device and the center of gravity of the vehicle.
  • control device is also designed in such a way that a method according to one or more of the aforementioned variants can be carried out.
  • the method according to the invention can also be embodied as a computer program product which, when it runs on a processor, for example a processor of the aforementioned control unit, instructs the processor in software to carry out the associated method steps according to the invention.
  • a computer-readable medium is also part of the subject matter of the invention, on which a computer program product described above is stored in a retrievable manner.
  • Fig. 1 is a schematic view of a drive train of a motor vehicle
  • FIG. 2 shows a flow chart of a method for determining a position of the motor vehicle according to a preferred embodiment of the invention.
  • 3A to 3D are views of an implementation of a determination of a distance between a location device and a vehicle center of gravity of the motor vehicle within the scope of the method.
  • Fig. 1 shows a schematic view of a drive train 1 of a motor vehicle, which is preferably a utility vehicle, such as a truck.
  • the drive train 1 comprises a drive machine 2, which is preferably in the form of an internal combustion engine and which is followed on the output side by a motor vehicle transmission 3.
  • a torsional vibration damper and / or an Anfahrele element can be provided between the drive machine 2 and the motor vehicle transmission 3, via which a drive connection between the drive machine 2 and motor vehicle transmission 3 is established and also disconnected and which can be designed as a separating clutch or as a hydrodynamic torque converter.
  • the motor vehicle transmission 3 is in particular an automated manual transmission or automatic transmission, the motor vehicle transmission 3 being designed in a group design and being composed of several individual transmissions.
  • the motor vehicle transmission 3 is then followed by a differential gear 4 within the drive train 1, via which a drive power is distributed to drive wheels 5 and 6 of a drive axle 7.
  • the drive machine 2 is assigned a motor control unit 8, via which a loading operation of the drive machine 2 is regulated.
  • This engine control unit 8 is integrated with a further control unit 9 in a data bus system 10 of the motor vehicle, in addition to the engine control unit 8 and the control unit 9 in particular further control units being part of this data bus system 10.
  • the individual control devices can exchange data with one another via the data bus system 10.
  • the control device 9 is a transmission control device of the motor vehicle transmission 3, via which, among other things, shifting processes in the motor vehicle transmission 3 can be regulated.
  • the control unit 9 is able to design the shifts in the motor vehicle transmission 3 in a predictive manner with regard to a route to be traveled by the motor vehicle and thus to adapt it to upcoming driving situations.
  • a targeted downshift in the motor vehicle transmission 3 can be used to react to an impending road gradient or even a longer downhill gradient in order to be able to use the higher effective drag torque of the drive machine 2 in the latter case.
  • the control device 9 by performing an upshift in the motor vehicle transmission 3 at an early stage, fuel-saving operation of the drive machine 2 with regard to the upcoming route can be achieved.
  • the control device 9 In addition to information about the route to be traveled, the control device 9 must also be supplied with information regarding the current position of the motor vehicle.
  • the control device 9 is connected to a locating device 11 of the motor vehicle, in which it is preferably an antenna of a GPS system. A satellite-supported position determination of the motor vehicle can be carried out via the GPS system.
  • the control of the shift processes in the motor vehicle transmission 3 is advantageous for the control of the shift processes in the motor vehicle transmission 3 to know a position related to a vehicle center of gravity of the motor vehicle in order to be able to initiate shifts as precisely as possible at the right time.
  • the position detected by the locating device 11 can in this case, in particular in the case of long motor vehicles, such as trucks with one or more trailers, deviate significantly from the position related to the vehicle's center of gravity, so that when the position relating to the locating device 11 is used switching could come too early or too late.
  • a position of the motor vehicle is determined in the present case as part of a method according to the invention, which is implemented in accordance with a preferred embodiment of the invention and via which the position of the motor vehicle related to the vehicle's center of gravity can be determined.
  • Fig. 2 which shows an exemplary flow chart of the method according to the invention
  • a first position xi is asked, which is related to an installation point of the locating device 11 in the motor vehicle and from the control unit 9 is queried by the locating device 11.
  • a distance a is determined at which the locating device 11 is located from a respective vehicle center of gravity of the motor vehicle.
  • the distance a is determined computationally on the basis of various courses of a Fahrwi resistance Fw of the motor vehicle, which are shown in the diagrams in Fig. 3A.
  • Fig. 3A are plotted curves of the driving resistance Fw over time t.
  • the course 12 gives a course of the driving resistance Fw like that which was calculated from physical variables, for which variables such as engine torque, acceleration and vehicle mass were used.
  • a respective course 13 or 13 'or 13 “was determined using Route parameters of the route ahead with the involvement of the Or processing device 11 determined.
  • the course 13 shows the course of the driving resistance Fw in the motor vehicle shown in FIG. 3B, while the course 13 'is associated with the motor vehicle from FIG. 3C and the course 13 ′′ is associated with the motor vehicle from FIG. 3D.
  • 3B to 3D each indicate a position of an installation point 14 of the locating device in the front region of the motor vehicle for the respective vehicle center of gravity 15 or 15 'or 15 ′′.
  • a second position X2 related to the respective vehicle center of gravity is then calculated in a further step S3, whereby a time txi that has elapsed since the determination of the first position xi is also taken into account.
  • the second position X2 is calculated using the formula 2 Xl + ⁇ c ⁇ 'Vf Z g + CL.
  • This second position X2 is then used below to control the motor vehicle transmission 3.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Position eines Kraftfahrzeuges, wobei über eine Ortungseinrichtung des Kraftfahrzeuges zunächst eine erste, auf eine Einbaustelle der Ortungseinrichtung im Kraftfahrzeug bezogene Position (x1) ermittelt wird. Um eine für eine Regelung des Kraftfahrzeuges geeignete Position zu bestimmen, wird anhand der ersten Position (x1) eine zweite, auf einen Fahrzeugschwerpunkt bezogene Position (x2) bestimmt, indem die erste Position (x1) mit einem Abstand (a) der Einbaustelle der Ortungseinrichtung zu dem Fahrzeugschwerpunkt verrechnet wird.

Description

VERFAHREN, STEUERGERÄT UND COMPUTERPROGRAMMPRODUKT ZUR BESTIMMUNG EINER POSITION EINES KRAFTFAHRZEUGES
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Position eines Kraftfahr zeuges, wobei über eine Ortungseinrichtung des Kraftfahrzeuges zunächst eine erste, auf eine Einbaustelle der Ortungseinrichtung im Kraftfahrzeug bezogene Posi tion ermittelt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Regelung ei nes Kraftfahrzeuges, ein Steuergerät, ein Computerprogrammprodukt sowie einen Datenträger.
Kraftfahrzeuge sind häufig mit Ortungseinrichtungen ausgestattet, über welche eine aktuelle Position des jeweiligen Kraftfahrzeuges bestimmt werden kann. Neben der Navigation wird die aktuelle Position des Kraftfahrzeuges häufig auch zur Regelung verschiedener Einrichtungen des Kraftfahrzeuges, wie beispielsweise Fahrerassis tenzsystemen herangezogen. So kann teilweise vorausschauend auf bestimmte Ge gebenheiten der vorausliegenden Fahrstrecke reagiert werden, beispielsweise durch eine entsprechende Regelung eines Kraftfahrzeuggetriebes des jeweiligen Kraftfahr zeuges. Zum Teil wird eine aktuelle Position des Kraftfahrzeuges aber auch dazu herangezogen, die über sonstige Sensoren erfassten Daten anhand von Daten zu verifizieren, die über die aktuelle Position ermittelt worden sind.
So ist aus der DE 102008026370 A1 ein Verfahren zur Regelung eines Kraftfahr zeuges bekannt, wobei für die Regelung des Kraftfahrzeuges dabei unter anderem eine Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeuges über einen Sensor bestimmt wird.
Zur Ermittlung einer Empfindlichkeit und einer Meßabweichung des Sensors wird zu sätzlich eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges in Längsrichtung anhand der Da ten einer Ortungseinrichtung bestimmt, über welche eine Position des Kraftfahrzeu ges ermittelt werden kann. Die Bestimmung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeu ges in Längsrichtung erfolgt dabei für einen Schwerpunkt des Kraftfahrzeuges, wobei dazu der Position der Ortungseinrichtung Rechnung getragen wird.
Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Auf gabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bestimmung einer Position eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, wobei die Art der Bestimmung der Position des Kraft fahrzeuges für eine Regelung des Kraftfahrzeuges geeignet sein soll.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen An sprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ferner be treffen die Ansprüche 8 und 9 ein Verfahren zur Regelung eines Kraftfahrzeuges.
Des Weiteren haben die Ansprüche 10 und 11 ein Steuergerät zum Gegenstand, während in Anspruch 12 ein Computerprogrammprodukt sowie in Anspruch 13 ein Datenträger beansprucht ist.
Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren zur Bestimmung einer Position eines Kraftfahrzeuges zunächst über eine Ortungseinrichtung des Kraftfahrzeuges eine erste, auf eine Einbaustelle der Ortungseinrichtung im Kraftfahrzeug bezogene Posi tion des Kraftfahrzeuges ermittelt. Im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens wird also zunächst eine erste Position des Kraftfahrzeuges bestimmt, wobei diese Bestim mung dabei über eine Ortungseinrichtung des Kraftfahrzeuges vollzogen wird und die erste Position dabei auf eine Einbaustelle der Ortungseinrichtung bezogen ist. Letzteres bedeutet dabei, dass die erste Position auf die Einbauposition der Ortungs einrichtung im Kraftfahrzeug bezogen ist, wobei hierbei die Einbauposition in Längs richtung des Kraftfahrzeuges maßgeblich ist.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer „Bestimmung einer Position des Kraftfahrzeu ges“ eine Ortsbestimmung des Kraftfahrzeuges zu verstehen, also insbesondere dessen aktuelle Position im geographischen Koordinatensystem. Dementsprechend handelt es sich bei der ersten Position, die auf die Einbaustelle der Ortungseinrich tung des Kraftfahrzeuges bezogen ist, eigentlich um die geographische Position der Ortungseinrichtung.
Die Erfindung umfasst die technische Lehre, dass anhand der ersten Position eine zweite, auf einen Fahrzeugschwerpunkt bezogene Position bestimmt wird, indem die erste Position mit einem Abstand der Einbaustelle der Ortungseinrichtung zu dem Fahrzeugschwerpunkt verrechnet wird. Mit anderen Worten wird also im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens aus der ersten Position, die mittels der Ortungsein richtung des Kraftfahrzeuges ermittelt wurde und auf deren Einbaustelle bezogen ist, auf eine zweite Position geschlossen, die die geographische Lage eines Schwer punkts des Kraftfahrzeuges repräsentiert. Die Ermittlung der zweiten Position aus der ersten Position wird dabei durchgeführt, indem im Kraftfahrzeug ein Abstand zwi schen dem Einbauort der Ortungseinrichtung im Kraftfahrzeug und dem Fahrzeug schwerpunkt bestimmt und mit der ersten Position verrechnet wird.
Ein derartiges Verfahren zur Bestimmung einer Position eines Kraftfahrzeuges hat dabei den Vorteil, dass durch die Ermittlung der Position des Schwerpunkts des Kraftfahrzeuges eine für die Regelung verschiedener Funktionen, wie beispielsweise von Fahrerassistenzsystemen, geeignete Position des Kraftfahrzeuges ermittelt wird. Denn insbesondere für die vorausschauende Regelung anhand einer vorausliegen den Fahrstrecke des Kraftfahrzeuges ist es für die zeitlich exakte Ausführung der Re gelung von Bedeutung, eine möglichst genaue aktuelle Position des Schwerpunkts des Kraftfahrzeuges zu kennen. Werden beispielsweise Schaltvorgänge in einem Getriebe des Kraftfahrzeuges im Hinblick auf eine vorausliegende Fahrstrecke des Kraftfahrzeuges geregelt, so kann eine Regelung dieser Schaltvorgänge basierend auf der über die Ortungseinrichtung bestimmen Position bei sehr langen Kraftfahr zeugen und bei einem großen Abstand der Ortungseinrichtung zu dem Fahrzeug schwerpunkt dazu führen, dass ein Schaltvorgang zu früh oder auch zu spät durch geführt wird. Durch Durchführung der jeweiligen Regelung basierend auf der auf den Fahrzeugschwerpunkt bezogenen Position kann dagegen eine genaue Regelung verwirklicht werden. Durch Berücksichtigung des Abstands der Einbaustelle der Or tungseinrichtung zu dem Fahrzeugschwerpunkt kann nun mit niedrigem Aufwand von der ersten Position auf die zweite, auf den Fahrzeugschwerpunkt bezogenen Posi tion geschlossen werden.
Bei der DE 10 2008 026 370 A1 wird eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges in Längsrichtung anhand der Daten der Ortungseinrichtung des Kraftfahrzeuges ermit telt. Dabei wird diese Geschwindigkeit für einen Schwerpunkt des Kraftfahrzeuges bestimmt, wobei dazu die Position der Ortungseinrichtung einbezogen wird. Hierbei ist aber nicht beschrieben, dass basierend auf einer über die Ortungseinrichtung ermittelten Position auf eine weitere Position des Kraftfahrzeugs geschlossen wird, die auf den Fahrzeugschwerpunkt bezogen ist. Wie genau auf die auf den Fahrzeug schwerpunkt bezogene Geschwindigkeit geschlossen und wie hierbei der Einbau stelle der Ortungseinrichtung Rechnung getragen wird, ist ebenfalls nicht offenbart.
Unter dem „Fahrzeugschwerpunkt“ ist im Sinne der Erfindung der Massenmittelpunkt des Kraftfahrzeuges zu verstehen. Der Abstand zwischen der ersten Position und der zweiten Position, die auf diesen Massenmittelpunkt des Kraftfahrzeuges bezogen ist, ist der in Längsrichtung des Kraftfahrzeuges vorhandene Abstand zwischen den bei den Positionen.
Die Ortungseinrichtung ist im Rahmen der Erfindung insbesondere fest an der Ein baustelle im Kraftfahrzeug verbaut, kann aber auch als entfernbare Einheit vorliegen. Wichtig ist dabei, dass die durch die Ortungseinrichtung erfasste Position an der ent sprechenden Stelle für die Verrechnung mit dem Abstand und zur Bestimmung der auf den Fahrzeugschwerpunkt bezogenen Position zur Verfügung steht. Bevorzugt muss die Ortungseinrichtung zu diesem Zweck mit einem Steuergerät verbunden bzw. verbindbar sein.
Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung wird die erste Position mit einer satellitengestützten Positionsbestimmung ermittelt. Hierdurch kann die erste Position auf bewährte Art und Weise bestimmt werden. Besonders bevorzugt erfolgt dies da bei mithilfe eines GPS-Systems, da ein derartiges System bei den meisten Kraftfahr zeugen ohnehin vorhanden ist. In Weiterbildung dieser Ausführungsform wird die erste Position dann über eine Ortungseinrichtung in Form einer Antenne ermittelt. In Zusammenspiel mit der satellitengestützten Positionsbestimmung kann hierdurch eine Ermittlung der ersten Position auf geeignete Weise realisiert werden.
Gemäß einerweiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung wird der Abstand der Einbaustelle zu dem Fahrzeugschwerpunkt bestimmt, indem ein aus physikalischen Größen berechneter Verlauf eines Parameters mit einem Verlauf des Parameters verglichen wird, welcher unter Einbeziehung der Ortungseinrichtung anhand von Streckenparametern einer Fahrstrecke des Kraftfahrzeuges ermittelt wurde. Eine Bestimmung des Abstands erfolgt also dadurch, dass zwei auf unterschiedliche Art und Weisen ermittelte Verläufe eines Parameters miteinander verglichen werden. Dabei ist der eine Verlauf des Parameters basierend auf physikalischen Größen be rechnet worden, wohingegen der andere Verlauf anhand von Streckenparametern er mittelt wurde, welche unter Einbeziehung der Ortungseinrichtung bestimmt wurden und einer dem Kraftfahrzeug insbesondere vorausliegenden Fahrstrecke zugeordnet sind. Die Verläufe sind dabei also demselben Parameter zugeordnet, aber auf unter schiedliche Art und Weisen ermittelt.
In Weiterbildung der vorgenannten Ausgestaltungsmöglichkeit wird als Parameter ein Fahrwiderstand des Kraftfahrzeuges verwendet. Insofern wird ein Verlauf dieses Fahrwiderstandes einerseits aus physikalischen Größen des Kraftfahrzeuges, wie ei nem Drehmoment einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges, einer Beschleuni gung des Kraftfahrzeuges, einer Masse des Kraftfahrzeuges, etc., ermittelt, während ein weiterer Verlauf des Fahrwiderstandes aus Strecken Parametern der Fahrstrecke bestimmt wird, wobei es sich bei den Streckenparametern dabei neben der jeweiligen Position zusätzlich auch um eine Steigung und ähnliches handeln kann.
Weiter alternativ oder ergänzend wird anhand des Vergleichs ein zeitlicher Versatz zwischen dem aus physikalischen Größen berechneten Verlauf und dem anhand von Streckenparametern berechneten Verlauf ermittelt, wobei aus dem zeitlichen Versatz und einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges der Abstand der Or tungseinrichtung zum Schwerpunkt bestimmt wird. Hierdurch kann auf einfache Art und Weise rechnerisch und anhand von vorhandenen Daten auf den Abstand ge schlossen werden.
Im Sinne der Erfindung kann eine Bestimmung des Abstandes zwischen der Or tungseinrichtung und dem Fahrzeugschwerpunkt zu fest vorgegebenen Zeitpunkten oder auch mit Vorliegen bestimmter Situationen durchgeführt werden. So kann die Bestimmung des Abstandes beispielsweise bei jedem Starten des Kraftfahrzeuges eingeleitet werden. In Weiterbildung der Erfindung wird bei der Berechnung der zweiten Position zudem ein Abstand eingerechnet, welcher aus der seit Bestimmung der ersten Position ab gelaufenen Zeit und einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges ermit telt wurde. Dementsprechend wird also zusätzlich auch das Alter der Bestimmung der ersten Position bei der Ermittlung der zweiten Position einbezogen, da es ja sein kann, dass das Fahrzeug seit Ermittlung der ersten Position bereits eine weitere Fahrstrecke zurückgelegt hat. Hierdurch kann die Genauigkeit der Bestimmung der zweiten Position gesteigert werden.
Gegenstand der Erfindung ist zudem ein Verfahren zur Regelung eines Kraftfahrzeu ges, wobei für die Regelung eine Position des Kraftfahrzeuges einbezogen wird, wel che nach einem Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Varianten bestimmt wurde. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden dabei anhand der Fahrzeugposition Schaltvorgänge in einem Kraftfahrzeuggetriebe geregelt, wobei dies bevorzugt vorausschauend im Hinblick auf eine vorausliegende Fahrstrecke des Kraftfahrzeuges erfolgt.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Steuergerät, bei welchem es sich bevorzugt um ein Getriebesteuergerät handelt. Dabei ist dieses Steuergerät dazu eingerichtet, über eine Ortungseinrichtung eines Kraftfahrzeuges zunächst eine erste, auf eine Einbau stelle der Ortungseinrichtung im Kraftfahrzeug bezogene Position zu ermitteln und anhand der ersten Position eine zweite, auf einen Fahrzeugschwerpunkt bezogene Position zu bestimmen, indem das Steuergerät die erste Position mit einem Abstand der Einbaustelle der Ortungseinrichtung zu dem Fahrzeugschwerpunkt verrechnet.
Im Weiteren ist das Steuergerät zudem derartig ausgestaltet, um ein Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Varianten durchführen zu können.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich auch als Computerprogrammprodukt verkörpern, welches, wenn es auf einem Prozessor, beispielsweise einem Prozessor eines vorgenannten Steuergeräts läuft, den Prozessor softwaremäßig anleitet, die zugeordneten erfindungsgegenständlichen Verfahrensschritte durchzuführen. In die sem Zusammenhang gehört auch ein computerlesbares Medium zum Gegenstand der Erfindung, auf dem ein vorstehend beschriebenes Computerprogrammprodukt abrufbar gespeichert ist.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der nebenge ordneten oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich dar über hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren.
Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Be zugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend erläutert wird, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Antriebsstranges eines Kraftfahr zeuges;
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Bestimmung einer Position des Kraftfahrzeuges entsprechend einer bevorzugten Ausführungs form der Erfindung; und
Fig. 3A bis 3D Ansichten einer Durchführung einer Ermittlung eines Abstands einer Ortungseinrichtung zu einem Fahrzeugschwerpunkt des Kraftfahr zeuges im Rahmen des Verfahrens.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Antriebsstranges 1 eines Kraftfahrzeu ges, bei welchem es sich bevorzugt um ein Nutzfahrzeug, wie beispielsweise einen Lastkraftwagen, handelt. Der Antriebsstrang 1 umfasst eine Antriebsmaschine 2, die bevorzugt als Verbrennungskraftmaschine vorliegt und auf welche abtriebsseitig ein Kraftfahrzeuggetriebe 3 folgt. Dabei kann zwischen der Antriebsmaschine 2 und dem Kraftfahrzeuggetriebe 3 ein Torsionsschwingungsdämpfer und/oder ein Anfahrele ment vorgesehen sein, über welches eine triebliche Verbindung zwischen der An triebsmaschine 2 und Kraftfahrzeuggetriebe 3 hergestellt und auch getrennt werden und das als Trennkupplung oder auch als hydrodynamischer Drehmomentwandler ausgebildet sein kann. Bei dem Kraftfahrzeuggetriebe 3 handelt es sich insbeson dere um ein automatisiertes Schaltgetriebe oder Automatikgetriebe, wobei das Kraft fahrzeuggetriebe 3 dabei in Gruppenbauweise ausgeführt und sich aus mehreren Einzelgetrieben zusammensetzt kann.
Dem Kraftfahrzeuggetriebe 3 ist innerhalb des Antriebsstranges 1 im Weiteren dann ein Differentialgetriebe 4 nachgeschaltet, über welches eine Antriebsleistung auf An triebsräder 5 und 6 einer Antriebsachse 7 verteilt wird.
Der Antriebsmaschine 2 ist ein Motorsteuergerät 8 zugeordnet, über welches ein Be trieb der Antriebsmaschine 2 geregelt wird. Dieses Motorsteuergerät 8 ist dabei mit einem weiteren Steuergerät 9 in ein Datenbussystem 10 des Kraftfahrzeuges einge bunden, wobei neben dem Motorsteuergerät 8 und dem Steuergerät 9 insbesondere noch weitere Steuergeräte Teil dieses Datenbussystems 10 sind. Über das Daten bussystem 10 können die einzelnen Steuergeräte dabei Daten miteinander austau- schen. Bei dem Steuergerät 9 handelt es sich vorliegend um ein Getriebesteuergerät des Kraftfahrzeuggetriebes 3, über welches unter anderem Schaltvorgänge in dem Kraftfahrzeuggetriebe 3 geregelt werden können.
Vorliegend ist das Steuergerät 9 dazu in der Lage, die Schaltvorgänge in dem Kraft fahrzeuggetriebe 3 vorausschauend im Hinblick auf eine von dem Kraftfahrzeug zu durchfahrende Fahrstrecke zu gestalten und damit an bevorstehende Fahrsituatio nen anzupassen. So kann beispielsweise durch eine gezielte Rückschaltung in dem Kraftfahrzeuggetriebe 3 auf eine bevorstehende Fahrbahnsteigung oder auch eine längere Gefällestrecken reagiert werden, um im letztgenannten Fall das höhere wirk same Schleppmoment der Antriebsmaschine 2 nutzen zu können. Andererseits kann durch frühzeitige Durchführung einer Hochschaltung im Kraftfahrzeuggetriebe 3 ein kraftstoffsparender Betrieb der Antriebsmaschine 2 im Hinblick auf die bevorste hende Fahrstrecke realisiert werden. Neben Informationen über die zu durchfahrende Fahrstrecke muss das Steuergerät 9 zudem mit Informationen hinsichtlich der aktuel len Position des Kraftfahrzeuges versorgt werden. Zu diesem Zweck ist das Steuer gerät 9 mit einer Ortungseinrichtung 11 des Kraftfahrzeuges verbunden, bei welcher es sich bevorzugt um eine Antenne eines GPS Systems handelt. Über das GPS Sys tem kann dabei eine satellitengestützte Positionsbestimmung des Kraftfahrzeuges durchgeführt werden.
Allerdings ist es für die Regelung der Schaltvorgänge in dem Kraftfahrzeuggetriebe 3 vorteilhaft, eine auf einen Fahrzeugschwerpunkt des Kraftfahrzeuges bezogene Posi tion zu kennen, um Schaltungen möglichst punktgenau zum richtigen Zeitpunkt ein leiten zu können. Die über die Ortungseinrichtung 11 erfasste Position kann hierbei insbesondere bei langen Kraftfahrzeugen, wie beispielsweise Lastkraftwagen mit ei nem oder mehreren Anhängern, teilweise deutlich von der auf den Fahrzeugschwer punkt bezogenen Position abweichen, so dass es bei Verwendung der auf die Or tungseinrichtung 11 bezogenen Position zu zu frühen oder auch zu späten Schaltun gen kommen könnte.
Aus diesem Grund wird vorliegend eine Ermittlung einer Position des Kraftfahrzeuges im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt, welches entspre chend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung realisiert ist und über das die auf den Fahrzeugschwerpunkt bezogene Position des Kraftfahrzeuges bestimmt werden kann. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, welches ein beispielhaftes Ablaufdia gramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt, wird zu Beginn des Verfahrens in einem Schritt S1 zunächst eine erste Position xi gefragt, die auf eine Einbaustelle der Ortungseinrichtung 11 im Kraftfahrzeug bezogen ist und von dem Steuergerät 9 seitens der Ortungseinrichtung 11 abgefragt wird. Darauffolgend wird in einem Schritt S2 einen Abstand a ermittelt, unter welchem die Ortungseinrichtung 11 zu einem je weiligen Fahrzeugschwerpunkt des Kraftfahrzeuges liegt.
Der Abstand a mit dabei rechnerisch anhand verschiedener Verläufe eines Fahrwi derstandes Fw des Kraftfahrzeuges ermittelt, die in den Diagrammen in Fig. 3A dar gestellt sind. Fig. 3A sind dabei Verläufe des Fahrwiderstandes Fw über der Zeit t aufgetragen. Dabei gibt der Verlauf 12 einen Verlauf des Fahrwiderstandes Fw wie der, welcher aus physikalischen Größen berechnet wurde, wozu Größen, wie Mo tormoment, Beschleunigung und Fahrzeugmasse, herangezogen wurden. Im Unter schied dazu wurde ein jeweiliger Verlauf 13 bzw. 13' bzw. 13“ anhand von Streckenparametern der vorausliegenden Fahrstrecke unter Einbeziehung der Or tungseinrichtung 11 ermittelt. Der Verlauf 13 gibt dabei den Verlauf des Fahrwider standes Fw bei dem in Fig. 3B dargestellten Kraftfahrzeug wieder, während dem Ver lauf 13' das Kraftfahrzeug aus Fig. 3C und den Verlauf 13“ das Kraftfahrzeug aus Fig. 3D zugehörig ist. Dabei ist in den Fig. 3B bis 3D jeweils eine Lage einer Einbau stelle 14 der Ortungseinrichtung im Frontbereich des Kraftfahrzeuges zu dem jeweili gen Fahrzeugschwerpunkt 15 bzw. 15' bzw. 15“ angedeutet.
Im Zuge des Schritts S2 wird dabei aus einem jeweiligen zeitlichen Versatz At bzw.
At' bzw. At“ zwischen dem Verlauf 12 und dem jeweiligen Verlauf 13 bzw. 13' bzw. 13“ und einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit VFzg anhand der Formel
CL = D t ' VpZg rechnerisch auf den jeweiligen Abstand a geschlossen.
Mit diesem so ermittelten Abstand a in einen weiteren Schritt S3 dann eine zweite auf den jeweiligen Fahrzeugschwerpunkt bezogene Position X2 berechnet wobei hierbei zusätzlich auch eine seit der Ermittlungen der ersten Position xi verstrichene Zeit txi berücksichtigt wird. Eine Berechnung der zweiten Position X2 erfolgt dabei nach der Formel 2 Xl + ΐcΐ ' VfZg + CL.
Diese zweite Position X2 wird dann im Folgenden zur Regelung des Kraftfahrzeugge triebes 3 herangezogen.
Mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung einer Position eines Kraftfahrzeuges kann eine für die Regelung eines Kraftfahrzeuges geeignete Posi tion auf einfache Art und Weise ermittelt werden. Bezuqszeichen
1 Antriebsstrang
2 Antriebsmaschine
3 Kraftfahrzeuggetriebe
4 Differentialgetriebe
5 Antriebsrad
6 Antriebsrad
7 Antriebsachse
8 Motorsteuergerät
9 Steuergerät
10 Datenbussystem 11 Ortungseinrichtung 12 Verlauf
13, 13‘, 13“ Verlauf 14 Einbaustelle
15, 15‘, 15“ Fahrzeugschwerpunkt
X1 erste Position a Abstand
Fw Fahrwiderstand t Zeit
Figure imgf000012_0001
zeitlicher Versatz
VFzg Fahrgeschwindigkeit
X2 zweite Position tx1 Zeit
S1 bis S3 Einzelschritte

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Bestimmung einer Position eines Kraftfahrzeuges, wobei übereine Ortungseinrichtung (11) des Kraftfahrzeuges zunächst eine erste, auf eine Einbau stelle (14) der Ortungseinrichtung (11) im Kraftfahrzeug bezogene Position (xi) ermit telt wird, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der ersten Position (xi) eine zweite, auf einen Fahrzeugschwerpunkt (15; 15‘; 15“) bezogene Position (X2) bestimmt wird, indem die erste Position (xi) mit einem Abstand (a) der Einbaustelle (14) der Or tungseinrichtung (11) zu dem Fahrzeugschwerpunkt (15; 15‘; 15“) verrechnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Position (xi) mit einer sattelitengestützten Positionsbestimmung ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Position (xi) über eine Ortungseinrichtung (11 ) in Form einer Antenne ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) der Einbaustelle (14) zu dem Fahrzeugschwerpunkt (15; 15‘; 15“) be stimmtwird, indem ein aus physikalischen Größen berechneter Verlauf (12) eines Parameters mit einem Verlauf (13; 13‘; 13“) des Parameters verglichen wird, welcher unter Einbeziehung der Ortungseinrichtung (11) anhand von Streckenparametern ei ner Fahrstrecke des Kraftfahrzeuges ermittelt wurde.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter ein Fahrwiderstand (Fw) des Kraftfahrzeuges verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des Vergleichs ein zeitlicher Versatz (At; At‘; At“) zwischen dem aus physikalischen Grö ßen berechneten Verlauf (12) und dem anhand von Streckenparametern berechne ten Verlauf (13; 13‘; 13“) ermittelt wird, wobei aus dem zeitlichen Versatz (At; At‘; At“) und einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit (vFzg) des Kraftfahrzeuges der Abstand (a) der Einbaustelle (14) zu dem Fahrzeugschwerpunkt (15; 15‘; 15“) bestimmt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Berechnung der zweiten Position (X2) zudem ein Abstand eingerechnet wird, welcher aus der seit Bestimmung der ersten Position (xi) abgelaufenen Zeit (txi) und einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit (vFzg) ermittelt wurde.
8. Verfahren zur Regelung eines Kraftfahrzeuges, wobei für die Regelung eine Posi tion des Kraftfahrzeuges einbezogen wird, welche nach einem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 bestimmt wurde.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Position des Kraftfahrzeuges Schaltvorgänge in einem Kraftfahrzeuggetriebe (3) geregelt wer den.
10. Steuergerät (9), insbesondere Getriebesteuergerät, welches dazu eingerichtet ist, über eine Ortungseinrichtung (11 ) eines Kraftfahrzeuges zunächst eine erste, auf eine Einbaustelle (14) der Ortungseinrichtung (11) im Kraftfahrzeug bezogene Posi tion (xi) zu ermitteln und anhand der ersten Position (xi) eine zweite, auf einen Fahr zeugschwerpunkt (15; 15‘; 15“) bezogene Position (X2) zu bestimmen, indem das Steuergerät (9) die erste Position (xi) mit einem Abstand (a) der Einbaustelle (14) der Ortungseinrichtung (11) zu dem Fahrzeugschwerpunkt (15; 15‘; 15“) verrechnet.
11 . Steuergerät (9) nach Anspruch 10, über welches ferner ein Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9 durchführbar ist.
12. Computerprogrammprodukt für ein Steuergerät (9) nach Anspruch 10 oder 11 , durch welches ein Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 durchführbar ist, wobei eine Routine zur Bestimmung einer Position eines Kraftfahr zeuges durch entsprechende in einer Software hinterlegte Steuerungsbefehle umge setzt ist.
13. Datenträger mit einem Computerprogrammprodukt nach Anspruch 12.
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