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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PROCESSING GPS POSITION SIGNALS IN A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/073935
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for processing GPS position signals in a vehicle, wherein the GPS position signals of the vehicle are received successively at a predefined time interval and are processed in order to control the vehicle, and wherein at least one intermediate position value of the vehicle is determined within the time period formed by the time interval between two successive GPS position signals. The invention also relates to a control device for carrying out the method.

Inventors:
MANSOUR RACHID (DE)
ASCHER THOMAS (DE)
WÜRTHNER MAIK (DE)
FROMBACH FREDDY-JOSEF (DE)
GRONNER ROBERT (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/077927
Publication Date:
April 22, 2021
Filing Date:
October 06, 2020
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
G01S19/49; G01C21/16; G01S19/39; G01S19/40; G01S19/42; G01S19/47; G05D1/02; G08G1/01
Foreign References:
US20100007550A12010-01-14
US20190128674A12019-05-02
US20190265041A12019-08-29
EP3279870A12018-02-07
DE102010028671A12011-11-10
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Verarbeiten von GPS-Positionssignalen bei einem Fahrzeug, wobei die GPS-Positionssignale des Fahrzeuges nacheinander in einem vorbestimmten Zeitabstand empfangen werden und zur Ansteuerung des Fahrzeuges verarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des durch den Zeitabstand zwi schen zwei aufeinander folgenden GPS-Positionssignalen gebildeten Zeitintervalls zumindest ein Positions-Zwischenwert des Fahrzeuges ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jeder Positions- Zwischenwert als zukünftige Fahrzeugposition zur vorausschauenden Ansteuerung des Fahrzeuges verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Positions- Zwischenwert aus einer ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass für das Zeitintervall eine vorbestimmte Rasterung bestimmt wird, um die maximale An zahl von zu ermittelnden Positions-Zwischenwerte zu bestimmen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erreichen einer vorbestimmten Anzahl von Positions-Zwischenwerten die Ermittlung von Positions- Zwischenwerten beendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einem zuletzt empfangenen GPS-Positionssignal die vom Fahr zeug zurückgelegte Fahrstrecke ermittelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zurückgelegte Fahrstrecke durch eine Integration der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Time-out bezie hungsweise eine Auszeit gesetzt wird, wenn die integrierte Fahrzeugstrecke einen Grenzwert überschreitet.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei gesetztem Time out über das Zeitintervall hinweg die Ermittlung von Positions-Zwischenwerten durchgeführt wird.

10. Steuergerät zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche.

Description:
Verfahren zum Verarbeiten von GPS-Positionssignalen bei einem Fahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verarbeiten von GPS- Positionssignalen bei einem Fahrzeug gemäß der im Oberbegriff des Patentanspru ches 1 näher definierten Art. Ferner betrifft die Erfindung ein Steuergerät zum Durch führen des Verfahrens.

Aus der Fahrzeugtechnik ist es bekannt, dass GPS-Positionssignale bei Fahrzeugen innerhalb eines vorbestimmten Zeitabstandes empfangen werden und zur Ansteue rung des Fahrzeuges verarbeitet werden. Hierbei bedeutet GPS Global Positioning System beziehungsweise globales Positionsbestimmungssystem und ist ein globales Navigationssatellitensystem zur Positionsbestimmung.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit der zeitliche Abstand von zwei nacheinander gesendeten GPS-Positionssignalen eine gewisse Unsicherheit bei der Ansteuerung bewirkt, da Veränderungen bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb des zeitlichen Abstandes nicht berücksichtigt werden, sodass wiederum falsche Positionswerte verarbeitet werden, welches zu einer falschen Prognose des Geschwindigkeitsverlaufes oder des zukünftigen Fahr widerstandes führt.

Beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2010 028 671 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges mit einem Antriebsaggregat und einem Getriebe bekannt. Der Betrieb des Getriebes wird von einer zugeordneten Getriebesteuerungseinrichtung und der Betrieb des Antriebsaggregates von einer zugeordneten Motorsteuerungseinrichtung gesteuert, wobei von einem Navigations system bereitgestellte GPS Daten automatisch Schaltungen bei dem Getriebe aus löst oder automatisch Parametersätze bereitstellt, auf deren Grundlage Schaltungen ausgeführt werden. Durch entsprechende Ungenauigkeiten beziehungsweise fehler hafte Positionsdaten, die von den GPS-Positionssignalen bestimmt werden, ergibt sich das Problem, dass auch die Ansteuerung fehlerbehaftet ist. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zum Verarbei ten von GPS-Positionssignalen bei einem Fahrzeug und ein Steuergerät zur Durch führung des Verfahrens vorzuschlagen, mit denen die Genauigkeit und damit das Positionshandling verbessert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 beziehungsweise 10 gelöst, wobei sich vorteilhafte und beanspruchte Weiterbildun gen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen erge ben.

Somit wird ein Verfahren zum Verarbeiten von GPS-Positionssignalen bei einem Fahrzeug vorgeschlagen, bei dem die GPS-Positionssignale des Fahrzeuges nach einander mit einem vorbestimmten Zeitabstand empfangen werden und zur Ansteue rung des Fahrzeuges verarbeitet werden. Um die Genauigkeit und die Vorausseh barkeit der Fahrzeugposition zu verbessern, ist vorgesehen, dass innerhalb des durch den Zeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden GPS-Positionssignalen gebildeten Zeitintervall zumindest ein Positions-Zwischenwert des Fahrzeuges ermit telt wird.

Durch den zumindest einen zusätzlichen Positions-Zwischenwert ergibt sich ein ver bessertes Positionshandling bei dem Fahrzeug durch die optimierte GPS- Vorausschau. Durch das Ermitteln von Positions-Zwischenwerten wird quasi eine Rasterung des Zeitintervalls durchgeführt, indem die ermittelten beziehungsweise berechneten Positionswerte als Zwischenwerte berechnet werden. Durch die Be rechnung beliebig vieler neuer Positionswerte innerhalb des Rasters kann die Positi onsbestimmung deutlich verbessert werden.

Auf diese Weise wird durch das vorgeschlagene Verfahren ein eigenes Raster defi niert, in dem die Position-Zwischenwerte berechnet werden, wodurch neue Stützstel len ermittelt werden, um die Positionsbestimmung zu optimieren.

Im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens kann vorgesehen werden, dass jeder Positions-Zwischenwert als zukünftige Fahrzeugposition zur vorausschauenden An- Steuerung des Fahrzeuges verwendet wird. Hierdurch kann die Genauigkeit der Posi tionsermittlung verbessert werden, um somit eine verbrauchsoptimierte Schaltstrate gie bei dem Fahrzeug zu realisieren.

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu ermittelnden Positions-Zwischenwerte können beispielsweise aus einer ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet werden. Es ist ebenso denkbar, dass die Positionswerte mittels Getriebedrehzahlen, Raddrehzahlen oder auch aus anderen Quellen von Sensoren, wie zum Beispiel ei nem Beschleunigungssensor, ermittelt werden können.

Die Anzahl der zu ermittelnden Positions-Zwischenwerte hängt auch davon ab, wie groß das Zeitintervall zwischen zwei empfangenen GPS-Positionsdatensignalen ge wählt wird. Beispielsweise bei einem Zeitintervall von 1 Sekunde, könnten Position- Zwischenwerte nach 0,33 Sekunden und nach 0,66 Sekunden erfolgen. Bei 0,99 Se kunden würde keine Berechnung eines Positions-Zwischenwertes vorgenommen werden, da ein neues GPS Positionssignal erwartet wird.

Demzufolge kann im Rahmen des Verfahrens vorgesehen sein, dass für das Zeitin tervall eine vorbestimmte Rasterung bestimmt wird, um die maximale Anzahl von zu ermittelnden Positions-Zwischenwerten zu bestimmen und festzulegen. Beispielswei se kann vorgesehen sein, dass nach Erreichen der vorbestimmten Anzahl von Posi tions-Zwischenwerten die Ermittlung von Positions-Zwischenwerten beendet wird, insbesondere wenn die maximale Anzahl von zu ermittelnden Positions- Zwischenwerten erreicht worden ist.

Im Rahmen eines vorgeschlagenen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ausge hend von einem zuletzt empfangenen GPS-Positionssignal die vom Fahrzeug zu rückgelegte Fahrstrecke ermittelt wird. Die Ermittlung der zurückgelegten Fahrstre cke kann beispielsweise durch Integration der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt werden.

Wenn beispielsweise aufgrund eines Fehlers kein GPS-Positionssignal mehr erfasst wird, kann im Rahmen des Verfahrens zum Beispiel ein sogenannter Time-out be- ziehungsweise eine Auszeit gesetzt werden. Das Setzen beziehungsweise das Akti vieren einer Auszeit kann zum Beispiel erfolgen, wenn die integrierte Fahrzeugstre cke einen Grenzwert überschreitet. Hierdurch werden Ungenauigkeiten beziehungs weise Fehler bei der Positionsbestimmung des Fahrzeuges vermieden.

Besonders vorteilhaft ist es im Rahmen des Verfahrens, dass bei einem gesetzten Time-out beziehungsweise bei einer gesetzten Auszeit über das vorbestimmte Zeitenintervall hinweg die Ermittlung von Position s-Zwischenwerte weiter durchge führt wird, um eine kontinuierliche Weiterberechnung der Fahrzeugposition zu reali sieren. Beispielsweise kann dies besonders vorteilhaft bei einer sogenannten Stop & Go Fahrsituation sein. Ein Time-out tritt üblicherweise in Tunnel, Unterführungen o- der Häuserschluchten auf, da in diesen Situationen der GPS Empfang gestört sein könnte. Durch die kontinuierliche Berechnung der Positions-Zwischenwerte kann die Fahrzeugposition weiterhin exakt bestimmt werden und dadurch die Verfügbarkeit der ansteuerbaren Funktionen weiter erhöht werden.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Steuergerät für das Fahrzeug vorzuschlagen, welches das vorbeschriebene Verfahren durchführt.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnung weiter erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum

Verarbeiten von GPS-Positionssignalen bei einem Fahrzeug; und

Figur 2 ein Diagramm mit anhand von GPS-Positionssignalen und be rechneten Positions-Zwischenwerten bestimmten Fahrzeugpositionen entlang eines Vorausschauhorizontes.

In Figur 1 ist beispielhaft ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verarbeiten von GPS-Positionssignalen bei einem Fahrzeug, insbesondere bei einem Nutzkraftfahrzeug, beispielsweise einem Lastkraftwagen, dargestellt. Das Verfahren beginnt mit dem Start des Verfahrens. Anschließend wird in einem ersten Verfahrensschritt 1 geprüft, ob ein neues GPS-Positionssignal vorhanden ist. Wenn dies der Fall ist, werden in einem zweiten Verfahrensschritt 2 Positions- Zwischenwerte aus einer Fahrzeuggeschwindigkeit, zum Beispiel nach 0,3 Sekun den, 0,6 Sekunden usw. berechnet. Die berechneten neuen Positions-Zwischenwerte werden als Stützstellen zur Positionserfassung übernommen.

In einem dritten Verfahrensschritt 3 wird geprüft, ob eine maximale Anzahl der Positi ons-Zwischenwerte erreicht ist. Wenn dies nicht der Fall ist, wird der zweite Verfah rensschritte 2 wiederholt und weitere Positions-Zwischenwerte berechnet. Wenn je doch die maximale Anzahl an Position s-Zwischenwerten erreicht ist, wird in einem vierten Verfahrensschritt 4 vorgesehen, dass keine weiteren Zwischenwerte berech net und übernommen werden.

Wenn bei dem ersten Verfahrensschritt 1 kein neues GPS-Positionssignal vorhanden ist, wird im Rahmen eines fünften Verfahrensschrittes 5 die zurückgelegte Fahrstre cke des Fahrzeuges über einfache Integration der Fahrzeuggeschwindigkeit berech net.

In einem nächsten sechsten Verfahrensschritt 6 wird ein Time-out beziehungsweise eine Auszeit gesetzt, wenn die integrierte Fahrstrecke einen Schwellenwert über schreitet. Dadurch wird der sogenannte Time-out erkannt. Dies bedeutet, es werden keine neuen GPS-Positionssignale empfangen. Demzufolge wird in einem siebenten Verfahrensschritt 7 eine kontinuierliche Übernahme der berechneten Positions- Zwischenwerte zur Positionsbestimmung vorgesehen.

Wenn kein Time-out gesetzt wird, wird der fünfte Verfahrensschritt 5 wiederholt, bei dem die zurückgelegte Fahrstrecke durch Integration der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird.

In Figur 2 ist beispielhaft ein Diagramm mit Fahrzeugpositionen als Vorausschauho rizont in Metern dargestellt, wobei sich die Fahrzeugposition aus den durch gestri- chelte Linien III empfangenen GPS-Positionssignalen ergibt. Ferner werden zwi schen zwei empfangenen GPS-Positionssignalen weitere Positions-Zwischenwerte berechnet, wodurch der treppenförmige Verlauf deutlich verfeinert werden kann, so- dass die Qualität der Positionsermittlung des Fahrzeuges deutlich verbessert wird, welches sich durch die beiden berechneten mit II gekennzeichneten Positions- Zwischenwerte aus dem Vorausschauhorizont ergibt. Kurz vor Empfang eines neuen GPS-Positionssignales wird kein weiterer Positions-Zwischenwert berechnet, sodass sich bei diesem Beispiel lediglich zwei Positions-Zwischenwerte ergeben und der Dritte nicht mehr berechnet wird. Der dargestellte Linienverlauf I ergibt sich aus In tegration des Geschwindigkeitssignals, welcher eingesetzt wird, wenn der sogenann te Time-out gesetzt wird.

Bezuqszeichen

1 erster Verfahrensschritt - Prüfung, ob GPS-Positionssignale vorhanden sind

2 zweiter Verfahrensschritt - Berechnung von Positions-Zwischenwerten

3 dritter Verfahrensschritt - Prüfung, ob maximale Anzahl an Positions- Zwischenwerten erreicht ist

4 vierter Verfahrensschritt - keine weiteren Zwischenwerte werden übernom men

5 fünfter Verfahrensschritt - Berechnung der zurückgelegten Fahrstrecke

6 sechster Verfahrensschritt - Prüfung, ob Time-out gesetzt wird

7 siebenter Verfahrensschritt - kontinuierliche Übernahme der Zwischenwerte

I Position aus Integration des Geschwindigkeitssignals

II zwei selbst berechnete Positions-Zwischenwerte

III gestrichelte Linie als GPS-Signal