Verfahren zur Bestimmung der Position eines Schienenfahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, zumindest eine Information zur Bestimmung der Position eines Schienenfahrzeugs bereitzustellen bzw. die Bestimmung der Position eines Schienenfahrzeugs zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Verfahren gemäß Anspruch 1. Unter der Position eines Schienenfahrzeugs wird vorzugsweise eine Positionsinformation eines Schienenfahrzeugs verstanden, welche insbesondere dazu genutzt wird, eine absolute Positionsinformation des Schienenfahrzeugs zu berechnen.

Unter einem Achswinkel bzw. einer Achswinkelinformationen wird bevorzugt auch ein Schwenkwinkel bzw. eine Schwenkwinkelinformation verstanden und umgekehrt.

Es ist bevorzugt, dass das Schienenfahrzeug wenigstens drei miteinander schwenkbar gekoppelte Fahrzeugeinheiten aufweist, wobei jeweils mittels zumindest einer Sensoreinheit pro Kopplung zwischen jeweils zwei der miteinander gekoppelten Fahrzeugeinheiten der Schwenkwinkel zwischen den zwei gekoppelten Fahrzeugeinheiten einer definierten Kopplung erfasst und/oder bestimmt wird, und dass die ECU zumindest in Abhängigkeit dieser zumindest zwei Schenkwinkel die gemeinsame Schwenkwinkelkombinationsinformation gewinnt/ berechnet.

Bevorzugt weist das Schienenfahrzeug zur Erfassung der Schwenkwinkel jeweils mindestens eine Sensoreinheit auf. Die Schwenkwinkel bzw. Schwenkwinkelinformationen einer Schwenkwinkelkombinationsinformation bzw. eines Satz/ Datensatzes von Schwenkwinkelinformationen, werden bevorzugt durch die zugeordnete Sensoreinheiten direkt oder indirekt erfasst.

Unter einem Schwenkwinkel wird vorzugsweise eine Schwenkwinkelinformation verstanden und umgekehrt.

Der Schwenkwinkel hinsichtlich von zwei gekoppelten Fahrzeugeinheiten, insbesondere in einer Kopplung bzw. in einem Koppelungspunkt, ist vorzugsweise definiert als der Verdrehwinkel der Längsachse der einen Fahrzeugeinheit gegenüber der Längsachse der anderen, gekoppelten Fahrzeugeinheit.

Unter einer Achswinkelinformation wird vorzugsweise eine Fahrwerkswinkelinformation verstanden, insbesondere eine Winkelinformation, welche die Ausrichtung einer Achse und/oder eines Fahrwerks und/oder einer Fahrwerkskomponente auf einer Schiene relativ zur Längsachse der jeweiligen Fahrzeugeinheit betrifft. Solche Achswinkelinformationen werden insbesondere zur Erhöhung der Präzision und der Robustheit des Verfahrens zur Bestimmung der Position des Schienenfahrzeugs verwendet.

Es ist bevorzugt, dass die Schwenkwinkelkombinationsinformation einen Satz Schwenkwinkelinformationen umfasst, welche im Wesentlichen gleichzeitig erfasst und/oder bestimmt werden.

Es ist zweckmäßig, dass das Schienenfahrzeug wenigstens ein Satellitennavigationssystem aufweist, dessen Ausgangsinformationen zur Bestimmung der Position des Schienenfahrzeugs genutzt wird, insbesondere zusätzlich zur Schwenkwinkelkombinationsinformation.

Es ist bevorzugt, dass zumindest mittels der Ausgangsinformationen des Satellitennavigationssystems sowie der Schwenkwinkelkombinationsinformation eine Position für jede der Fahrzeugeinheiten des Schienenfahrzeugs in der ECU berechnet wird, insbesondere jeweils eine Position hinsichtlich eines definierten Referenzpunktes jeder Fahrzeugeinheit. Unter einem Referenzpunkt einer Fahrzeugeinheit und/oder des Schienenfahrzeugs wird besonders bevorzugt ein Schwerpunkt der Fahrzeugeinheit und/oder des Schienenfahrzeugs bzw. des Mittelpunkts der Vorderachse bzw. der Fahrzeugeinheit und/oder des Schienenfahrzeugs verstanden und/oder der Drehpunkt der Vorderachse und/oder die Mitte Stoßstange der Fahrzeugeinheit und/oder des Schienenfahrzeugs. Hinsichtlich des Referenzpunktes des Schienenfahrzeugs bezieht sich die obige Definition ganz besonders bevorzugt auf den Referenzpunkt hinsichtlich der ersten Fahrzeugeinheit.

Es ist bevorzugt, dass die Schwenkwinkelkombinationsinformation einen Schwenkwinkel zwischen gekoppelten Fahrzeugen und/oder eine oder mehrere Achswinkelinformationen umfasst, welche jeweils mittels zumindest einer Achswinkelsensoreinheit als Sensoreinheit erfasst werden.

Es ist zweckmäßig, dass insbesondere in der ECU, eine virtuelle, zumindest zwei-dimensionale Karte und/oder Positionsdatenbank erstellt wird und/oder korrigiert wird und/oder auf deren Daten/ Informationen zur Bestimmung der Position des Schienenfahrzeugs genutzt wird.

Es ist bevorzugt, dass die zumindest zwei-dimensionale Karte und/oder Positionsdatenbank so ausgebildet ist, dass sie hinsichtlich des Schienenverlaufs Positionsdaten mit Schwenkwinkelkombinationsinformationsdaten bereitstellt/verknüpft/ korreliert.

Vorzugsweise erfolgt jeweils die Erfassung der Schwenkwinkel, zu definierten Zeitpunkten und/oder innerhalb definierter Zeitintervalle und/oder abhängig der Zuordnung zu Positionsinformationen sind, welche abhängig vom Schienenverlauf sind und insbesondere seitens des Satellitennavigationsinformationssystems, bereitgestellt werden.

Es ist bevorzugt, dass die Erstellung der zumindest zwei-dimensionale Karte und/oder Positionsdatenbank erfolgt durch Speicherung von Positionsinformationen, beispielsweise durch ein Satellitennavigationsinformationssystem bereitgestellt, wobei diesen Positionsinformationen jeweils eine Schwenkwinkelkombinationsinformation zugeordnet und/oder verknüpft und ebenfalls in der der zumindest zwei-dimensionale Karte und/oder Positionsdatenbank abgespeichert werden.

Es ist zweckmäßig, dass zumindest die Schwenkwinkelkombinationsinformation in einem Fahrerassistenzsystem und/oder Autonomen Fahrsystem, insbesondere in einem Bremsassistenten, genutzt werden.

Es ist bevorzugt, dass die Positionsbestimmung zumindest mittels der Schwenkwinkelkombinationsinformation in Bereichen genutzt wird, wo ein Satellitennavigationssystem nicht verfügbar ist, beispielsweise in einem Tunnel oder in einer Häuserschlucht oder zusätzlich zur Plausibilisierung.

Die Positionsinformation kann zweckmäßigerweise in einem nachgelagerten Fahrerassistenzsystem genutzt werden, um dessen Fehlauslösungsrate zu verringern.

Weiterhin kann vorzugsweise durch eine präzisere und/oder robustere Positionsinformation insbesondere des Schienenfahrzeugs und/oder seiner Fahrzeugeinheiten die in einem Fahrerassistenzsystem genutzte Positionsinformation verbessert und somit die Leistungsfähigkeit des Fahrerassistenzsystems optimiert und seine Fehleranfälligkeit verringert werden.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Sensorsystem oder ein Fahrerassistenzsystem oder ein autonomes Fahrsystem, welches wenigstens eine elektronische Kontrolleinheit ECU und zumindest zwei damit verbundene Sensoreinheiten zur Erfassung jeweils eines Schwenkwinkels aufweist, wobei das Sensorsystem oder Fahrerassistenzsystem oder autonomes Fahrsystem zur Durchführung des Verfahrens geeignet bzw. ausgelegt ist. Fig. 1 a) zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines Schienenfahrzeugs mit vier Fahrzeugeinheiten 1 , 2, 3 und m, welches auf Schienen eine Kurve durchfährt, wobei hinsichtlich des Schienenfahrzeugs beispielhaft drei Schwenkwinkel 01 , 02, 0m erfasst bzw. errechnet werden, beispielhaft anhand bzw. mittels jeweils einer nicht dargestellten Sensoreinheit.

Der Schwenkwinkel 01 , 02, 0m ist dabei beispielgemäß jeweils an einer der Kopplungen A, B, C zwischen jeweils zwei gekoppelten Fahrzeugeinheiten 1 , 2, 3, m erfasst. Dabei ist der Schwenkwinkel 01 , 02, 0m hinsichtlich jeweils zwei gekoppelter Fahrzeugeinheiten 1 , 2, 3, m, insbesondere in einer Kopplung A, B, C bzw. in einem Koppelungspunkt, definiert als der Verdrehwinkel der Längsachse der einen Fahrzeugeinheit gegenüber der Längsachse der anderen, gekoppelten Fahrzeugeinheit.

Aus den Schwenkwinkeln 01 , 02, 0m wird dabei beispielgemäß zu definierten Zeitpunkten jeweils eine Schwenkwinkelkombinationsinformation (01 , 02, 0m) wie in dem Diagramm Fig. 1 b) veranschaulicht, erzeugt. Solche eine Schwenkwinkelkombinationsinformation wird beispielgemäß jeweils einer Positionsinformation des Schienenfahrzeugs zugeordnet oder wenigstens Positionsinformation einer Fahrzeugeinheit zugeordnet. In Abhängigkeit der Schwenkwinkelkombinationsinformation wird beispielhaft eine Position bzw. Positionsinformation des Schienenfahrzeugs berechnet. In Abhängigkeit der Schwenkwinkelkombinationsinformation in Verbindung mit einer zugeordneten Positionsinformation des Schienenfahrzeugs, bereitgestellt durch ein Satellitennavigationssystems kann eine absolute Positionsinformation bzw. eine absolute Position des Schienenfahrzeugs bestimmt werden.

Wie aus der Fig. 1 c) ersichtlich, ist bei einer umlaufenden, schematisch dargestellten Strecke, welche beispielhaft vier Kurven der Strecke aufweist, welche durch schraffierte Kreise markiert sind, und welche einen im Wesentlichen identischen Kurvenverlauf aufweisen, es nur möglich eine Position bzw. Positionsinformation in Abhängigkeit der Schwenkwinkelkombinationsinformation zu berechnen innerhalb der jeweiligen Kurve, aber nicht absolut hinsichtlich der gesamten Strecke. Für eine absolute Positionsberechnung ist noch eine zusätzliche Positionsinformation, beispielsweise bereitgestellt durch ein Satellitennavigationssystem, erforderlich.

Bei einer nicht dargestellten beispielhaften Strecke, welche keine sich wiederholenden/ identischen Kurvenverläufe aufweist, kann eine eindeutige Positionsinformation gewonnen werden nur in Abhängigkeit der Schwenkwinkelkombinationsinformation, wenn das Schienenfahrzeug sich auf einer Kurvenfahrt bzw. einem Kurvenstreckensegment befindet.