DE102022200975A1 - Method and control device for determining a clutch position of a clutch of a vehicle combination - Google Patents
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Abstract
Der hier vorgestellte Ansatz betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Kupplungsposition eines Kopplungselements (115) und/oder einer Länge des Kopplungselements (115), das ausgebildet ist, um einen zweiten Fahrzeugteil (110) mit einem ersten Fahrzeugteil (105) eines Fahrzeugverbunds (100) zu koppeln, wobei das Verfahren einen Schritt des Einlesens eines Knickwinkels (O) und einer Achsposition (A) mindestens einer Radachse (120) des zweiten Fahrzeugteils (110), einen Schritt des Ermittelns eines Längenschätzwerts für die Länge des Kopplungselements (115) unter Verwendung des Knickwinkels (Θ) und mindestens einer Koordinate der Achsposition (A), und eines Kupplungspositionsschätzwerts der Kupplungsposition unter Verwendung mindestens einer weiteren Koordinate der Achsposition (A) und des Längenschätzwerts des Kopplungselements (115) sowie einen Schritt des Ausgebens des Kupplungspositionsschätzwerts als Kupplungsposition und/oder des Längenschätzwerts als Länge des Kopplungselements (115). The approach presented here relates to a method for determining a coupling position of a coupling element (115) and/or a length of the coupling element (115), which is designed to connect a second vehicle part (110) to a first vehicle part (105) of a vehicle combination (100) to couple, the method using a step of reading in a bending angle (O) and an axle position (A) of at least one wheel axle (120) of the second vehicle part (110), a step of determining a length estimate for the length of the coupling element (115). the articulation angle (Θ) and at least one coordinate of the axle position (A), and a clutch position estimate of the clutch position using at least one further coordinate of the axle position (A) and the length estimate of the coupling element (115) and a step of outputting the clutch position estimate as a clutch position and/ or the estimated length as the length of the coupling element (115).
Description
Stand der TechnikState of the art
Der Ansatz geht von einem Verfahren und einem Steuergerät zum Bestimmen einer Kupplungsposition einer Kupplung eines Fahrzeugverbunds nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. Gegenstand des vorliegenden Ansatzes ist auch ein Computerprogramm.The approach is based on a method and a control device for determining a clutch position of a clutch of a vehicle combination according to the species of the independent claims. The subject of the present approach is also a computer program.
Fahrerassistenzsysteme deren Aufgabe die Überwachung des seitlichen Bereichs eines Fahrzeuges darstellen (Beispielsweise Blind Spot Monitoring) sollten aktiv mit angekoppelten Anhängern umgehen können, da diese im schlechtesten Fall zu Falschwarnungen und damit zu einer niedrigeren Akzeptanz des Systems beim Fahrer führen kann. Während für PKW-Anwendungen ein solches System einfach deaktiviert werden kann, wäre selbiges Vorgehen für Nutzfahrzeuge nicht denkbar. Um die Funktion des Assistenzsystems für Nutzfahrzeuge weiterhin gewährleisten zu können, sollte mit der Präsenz eines Anhängers zwangsläufig gerechnet und umgegangen werden.Driver assistance systems whose task is to monitor the lateral area of a vehicle (e.g. blind spot monitoring) should be able to actively deal with coupled trailers, since in the worst case this can lead to false warnings and thus to less acceptance of the system by the driver. While such a system can simply be deactivated for passenger car applications, the same procedure would be unthinkable for commercial vehicles. In order to be able to continue to guarantee the function of the assistance system for commercial vehicles, the presence of a trailer should be expected and dealt with.
Die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein verbessertes Verfahren zur Bestimmung einer Kupplungsposition einer Kupplung eines Fahrzeugverbunds, weiterhin ein verbessertes Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen, vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.Against this background, with the approach presented here, an improved method for determining a clutch position of a clutch of a vehicle combination, an improved control unit that uses this method, and finally a corresponding computer program according to the main claims are presented. Advantageous developments and improvements of the device specified in the independent claim are possible as a result of the measures listed in the dependent claims.
Ein Nutzfahrzeug bietet einem Nutzer viele Möglichkeiten zur Nachrüstung und/oder Adaption bezüglich installierter Kupplungen und insbesondere bezüglich deren Position am Fahrzeugchassis. So sind vom Fahrer verstellbare Sattelkupplungen üblich, ebenso wie nachgerüstete Tief- oder Hochkupplungen. Diese vielfältigen Möglichkeiten führen dazu, dass im Betrieb nicht davon ausgegangen werden kann, dass alle installierten Kupplungen und/oder die Position der Kupplungen bekannt ist. Da die Kupplungsposition einen wesentlichen Einfluss auf das Bewegungsverhalten des Anhängers hat, verbessert eine genaue Kenntnis über deren Position, wie es in dem vorgestellten Ansatz beschrieben wird, die Güte eines kinematischen Modells wesentlich. Dies führt in der Folge zu einer besseren Positionsschätzung des oder der Anhänger und damit zu weniger Falschreaktion eines Assistenzsystems. Gleichzeitig kann dadurch eine Verkehrssicherheit für weitere Verkehrsteilnehmer erhöht werden.A commercial vehicle offers a user many options for retrofitting and/or adaptation with regard to installed clutches and in particular with regard to their position on the vehicle chassis. Fifth wheel couplings that can be adjusted by the driver are common, as are retrofitted low or high couplings. These diverse possibilities mean that during operation it cannot be assumed that all installed couplings and/or the position of the couplings are known. Since the position of the hitch has a significant influence on the motion behavior of the trailer, precise knowledge of its position, as described in the approach presented, improves the quality of a kinematic model significantly. As a result, this leads to a better estimation of the position of the trailer or trailers and thus to fewer false reactions from an assistance system. At the same time, this can increase road safety for other road users.
Es wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Kupplungsposition eines Kopplungselements und zusätzlich oder alternativ einer Länge des Kopplungselements vorgestellt, das ausgebildet ist, um einen zweiten Fahrzeugteil mit einem ersten Fahrzeugteil eines Fahrzeugverbunds zu koppeln, wobei das Verfahren einen Schritt des Einlesens eines Knickwinkels und einer Achsposition mindestens einer Radachse des zweiten Fahrzeugteils, einen Schritt des Ermittelns eines Längenschätzwerts für die Länge des Kopplungselements unter Verwendung des Knickwinkels und mindestens einer Koordinate der Achsposition, und eines Kupplungspositionsschätzwerts der Kupplungsposition unter Verwendung mindestens einer weiteren Koordinate der Achsposition und des Längenschätzwerts des Kopplungselements und einen Schritt des Ausgebens des Kupplungspositionsschätzwerts als Kupplungsposition und/oder des Längenschätzwerts als Länge des Kopplungselements umfasst.A method for determining a coupling position of a coupling element and additionally or alternatively a length of the coupling element is presented, which is designed to couple a second vehicle part to a first vehicle part of a vehicle combination, the method including a step of reading in an articulation angle and an axle position at least a wheel axle of the second vehicle part, a step of determining a length estimate for the length of the coupling element using the articulation angle and at least one coordinate of the axle position, and a clutch position estimate of the clutch position using at least one further coordinate of the axle position and the length estimate of the coupling element and a step of Outputting the estimated value of the coupling position as the coupling position and/or the estimated value of the length as the length of the coupling element.
Das Verfahren kann beispielsweise für einen Fahrzeugverbund durchgeführt werden, der den ersten und den zweiten Fahrzeugteil umfasst. Der erste Fahrzeugteil kann dabei beispielsweise als ein Zugfahrzeug realisiert sein, beispielsweise ein Lastkraftwagen (LKW). Entsprechend kann der zweite Fahrzeugteil beispielsweise als ein Fahrzeuganhänger ausgeformt sein. Beispielsweise kann der Fahrzeugverbund eine Mehrzahl von Fahrzeuganhängern aufweisen. Das Kopplungselement kann beispielsweise als eine Deichsel ausgeformt sein, die mit mindestens einer Radachse des zweiten Fahrzeugteils verbunden ist. Der Knickwinkel kann beispielsweise einen Winkel repräsentieren, um den eine Ausrichtung des zweiten Fahrzeugteils relativ zum ersten Fahrzeugteil abweichen kann. Die Koordinate der Achsposition kann beispielsweise die Verbindungsstelle sein, an der die Mitte einer Achse des zweiten Fahrzeugteils liegt oder ein Rad des zweiten Fahrzeugteils mit der Radachse verbunden ist. Durch das Ermitteln der entsprechenden Werte können beispielsweise Kurvenfahrten sicherer gestaltet werden, da eine Trajektorie des zweiten Fahrzeugteils beispielsweise präzise rekonstruiert oder prädiziert werden kann. Dadurch können zugleich beispielsweise Zugfahrzeugführer und/oder weitere Verkehrsteilnehmer vor Gefahrensituationen gewarnt werden.The method can be carried out, for example, for a vehicle combination that includes the first and the second vehicle part. The first part of the vehicle can be implemented as a towing vehicle, for example a truck. Correspondingly, the second vehicle part can be formed, for example, as a vehicle trailer. For example, the vehicle combination can have a plurality of vehicle trailers. The coupling element can be formed, for example, as a drawbar, which is connected to at least one wheel axle of the second vehicle part. The articulation angle can, for example, represent an angle by which an orientation of the second vehicle part can deviate relative to the first vehicle part. The coordinate of the axle position can be, for example, the connection point at which the center of an axle of the second vehicle part lies or a wheel of the second vehicle part is connected to the wheel axle. By determining the corresponding values, cornering can be made safer, for example, since a trajectory of the second vehicle part can be precisely reconstructed or predicted, for example. As a result, train drivers and/or other road users, for example, can be warned of dangerous situations at the same time.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Ermittelns der Längenschätzwert und zusätzlich oder alternativ der Kupplungspositionsschätzwert unter Verwendung eines Spurbreitenwerts des zweiten Fahrzeugteils ermittelt werden. Insbesondere kann der Spurbreitenwert eine halbe Spurbreite des zweiten Fahrzeugteils repräsentieren. Der Spurbreitenwert kann beispielsweise als ein angenommener Wert verwendet werden, der lediglich beispielhaft auf eine aktuell befahrene Fahrbahn angelehnt sein kann. Alternativ kann der Spurbreitenwert beispielsweise in einer Speichereinheit hinterlegt sein oder beispielsweise unter Verwendung von Sensordaten ermittelt werden. Der insbesondere halbe Spurbreitenwert kann beispielsweise einen Abstand zwischen der Koppelstelle des Rades mit der Radachse zu dem Kopplungselement repräsentieren.According to one embodiment, in the step of determining, the length estimate and additionally or alternatively the clutch position estimate using a track width value of the second vehicle part can be determined. In particular, the lane width value can represent half a lane width of the second vehicle part. The lane width value can be used, for example, as an assumed value that can be based on a roadway that is currently being traveled on, merely by way of example. Alternatively, the lane width value can be stored in a memory unit, for example, or can be determined using sensor data, for example. In particular, half the track width value can represent, for example, a distance between the coupling point of the wheel with the wheel axle and the coupling element.
Das Verfahren kann einen Schritt des Bereitstellens des Knickwinkels und der Achsposition vor dem Schritt des Einlesens umfassen, wobei die Achsposition unter Verwendung eines Abstandssensors geschätzt werden kann, und wobei der Knickwinkel unter Verwendung der geschätzten Achsposition, einer angenommenen Kupplungsposition und einer angenommenen Länge des Kopplungselements sowie zusätzlich oder alternativ unter Verwendung eines beispielsweise statischen oder dynamischen Fahrzeugeigenbewegungsparameters geschätzt werden kann. Der Abstandssensor kann beispielsweise als ein Radarsensor, ein Lidarsensor, einer Kamera oder beispielsweise als ein Ultraschallsensor ausgeformt sein. Der Abstandsensor kann ausgeformt sein, um einen Abstand von dem Abstandsensor zu der Achsposition zu erfassen. Der Fahrzeugeigenbewegungsparameter kann beispielsweise fahrzeugspezifische Daten repräsentieren, wie beispielsweise Geschwindigkeitswerte, Bremsmomente, Lenkwinkel, effektiver Radstand oder Beschleunigungswerte.The method may include a step of providing the articulation angle and the axle position before the reading step, wherein the axle position can be estimated using a distance sensor, and wherein the articulation angle using the estimated axle position, an assumed coupling position and an assumed length of the coupling element as well can additionally or alternatively be estimated using, for example, a static or dynamic vehicle motion parameter. The distance sensor can be formed, for example, as a radar sensor, a lidar sensor, a camera or, for example, as an ultrasonic sensor. The distance sensor can be configured to detect a distance from the distance sensor to the axle position. The vehicle's own movement parameter can represent vehicle-specific data, for example, such as speed values, braking torques, steering angle, effective wheelbase or acceleration values.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Bereitstellens der Knickwinkel, insbesondere durch ein Model oder eine direkte Messung durch einen Sensor wie ein Potentiometer, ein Lidar-System, ein Radar-System oder dergleichen, bereitgestellt werden, der unter Verwendung des Fahrzeugeigenbewegungsparameters erhalten werden kann, der eine Geschwindigkeit und zusätzlich oder alternativ eine Gierrate des zweiten Fahrzeugteils und/oder des ersten Fahrzeugteils repräsentieren kann. Vorteilhafterweise kann der Fahrzeugeigenbewegungsparameter unter Verwendung des Abstandsensors erfasst werden. Alternativ kann der Fahrzeugeigenbewegungsparameter auch beispielsweise unter Verwendung einer ohnehin in dem Fahrzeug verbauten Sensoreinheit erfasst werden.According to one embodiment, the articulation angle can be provided in the step of providing, in particular by a model or a direct measurement by a sensor such as a potentiometer, a lidar system, a radar system or the like, which can be obtained using the vehicle's own motion parameter, which can represent a speed and additionally or alternatively a yaw rate of the second vehicle part and/or the first vehicle part. Advantageously, the vehicle's own movement parameter can be detected using the distance sensor. Alternatively, the vehicle's own movement parameter can also be detected, for example, using a sensor unit that is installed in the vehicle anyway.
Ferner können die Schritte des Verfahrens wiederholt ausgeführt werden, wobei in einem wiederholt ausgeführten Schritt des Bereitstellens der Kupplungspositionsschätzwert als angenommene Kupplungsposition und der Längenschätzwert als angenommene Länge verwendet werden kann. Vorteilhafterweise kann dadurch ein neuer Referenzwert generiert werden, auf dessen Basis die wiederholten Schritte des Verfahrens durchgeführt werden können. Vorteilhafterweise kann dadurch eine regelmäßige Überprüfung, dass bedeutet beispielsweise in definierten zeitlichen Abständen, durchgeführt werden.Furthermore, the steps of the method can be carried out repeatedly, it being possible for the estimated clutch position value to be used as the assumed clutch position and the estimated length value to be used as the assumed length in a step of providing which is carried out repeatedly. A new reference value can advantageously be generated in this way, on the basis of which the repeated steps of the method can be carried out. In this way, a regular check can advantageously be carried out, which means for example at defined time intervals.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Ermittelns der Längenschätzwert und zusätzlich oder alternativ der Kupplungspositionsschätzwert unter Verwendung eines in einem vorangegangenen Schritt des Ermittelns ermittelten Längenschätzwerts und zusätzlich oder alternativ Kupplungspositionsschätzwerts ermittelt werden. Vorteilhafterweise kann dadurch die entsprechenden Werte, das bedeutet der Längenschätzwert und zusätzlich oder alternativ der Kupplungspositionsschätzwert aktualisiert werden.According to one specific embodiment, in the determination step, the estimated length and additionally or alternatively the estimated clutch position can be determined using an estimated length determined in a previous determination step and additionally or alternatively an estimated clutch position. Advantageously, the corresponding values, ie the length estimate and additionally or alternatively the clutch position estimate, can be updated as a result.
Weiterhin kann im Schritt des Ermittelns ein (beispielsweise mathematischer) Filter oder ein Schätzverfahren, insbesondere ein Filter aus der Gruppe der Kalman-Filter oder ein Maximum-Likelihood-Filter verwendet werden, um eine Güte des Kupplungspositionsschätzwerts und des Längenschätzwerts zu erhalten. Vorteilhafterweise können der Längenschätzwert und zusätzlich oder alternativ der Kupplungspositionsschätzwert sowie der in einem vorangegangenen Schritt des Ermittelns ermittelte Längenschätzwert und zusätzlich oder alternativ der zuvor ermittelte Kupplungspositionsschätzwert als Eingangsparameter für den Filter verwendet werden.Furthermore, a (for example mathematical) filter or an estimation method, in particular a filter from the group of Kalman filters or a maximum likelihood filter, can be used in the determination step in order to obtain a quality of the estimated clutch position value and the estimated length value. Advantageously, the length estimate and additionally or alternatively the clutch position estimate as well as the length estimate determined in a previous determination step and additionally or alternatively the previously determined clutch position estimate can be used as input parameters for the filter.
Weiterhin kann das Verfahren einen Schritt des Prüfens umfassen, ob der Längenschätzwert und zusätzlich oder alternativ der Kupplungspositionsschätzwert, insbesondere je, ein vorbestimmtes Kriterium erfüllen, wobei die Schritte des Verfahrens wiederholt durchgeführt werden können, wenn das Kriterium, insbesondere für den Längenschätzwert und/oder für den Kupplungspositionsschätzwert, nicht erfüllt wird. Das Kriterium kann beispielsweise als eine Abweichung von einem in einem vorangegangenen Schritt des Ermittelns ermittelten Längenschätzwert und/oder Kupplungspositionsschätzwert definiert sein, die beispielsweise nicht mehr als 10% betragen kann. Unter Verwendung des Kriteriums kann dabei beispielsweise eine Güte des Kupplungspositionsschätzwerts ermittelt werden, mittels der beispielsweise eine Wiederholung oder eine Beendigung des Verfahrens bestimmt werden kann.Furthermore, the method can include a step of checking whether the length estimate and additionally or alternatively the clutch position estimate, in particular each, meet a predetermined criterion, it being possible for the steps of the method to be carried out repeatedly if the criterion, in particular for the length estimate and/or for the clutch position estimate, is not met. The criterion can be defined, for example, as a deviation from an estimated length value and/or estimated clutch position value determined in a previous determination step, which deviation cannot amount to more than 10%, for example. Using the criterion, for example, a quality of the estimated value of the clutch position can be determined, by means of which, for example, a repetition or an end of the method can be determined.
Gemäß einer Ausführungsform können die Schritte des Verfahrens so lange wiederholt werden, solange das Kriterium nicht erfüllt wird. Zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren beendet werden, wenn das vorgegebene Kriterium erfüllt wird. Vorteilhafterweise kann dadurch regelmäßig überprüft werden, ob das Kriterium erfüllt wird.According to one embodiment, the steps of the method can be repeated as long as the criterion is not met. Additionally or alternatively, the process can be ended if the specified criterion is met. Advantageously, it can thereby be regularly checked whether the criterion is met.
Ferner kann im Schritt des Einlesens der Knickwinkel und zusätzlich oder alternativ die Achsposition eingelesen werden, welche sensorspezifisch bestimmt werden kann, beispielsweise durch eine zusätzliche Geschwindigkeitsinformation. Diese Geschwindigkeitsinformation kann beispielsweise als eine Mikro-Doppler-Information oder aus einem optischen Fluss, beispielsweise aus einem Kamera-System erhalten werden.Furthermore, in the step of reading in, the articulation angle and additionally or alternatively the axle position can be read in, which can be determined in a sensor-specific manner, for example by means of additional speed information. This speed information can be obtained, for example, as micro-Doppler information or from an optical flow, for example from a camera system.
Das sensorspezifische Bestimmen der Achsposition kann ein Bestimmen einer Mikrodoppler-Information anhand von mittels des Abstandsensors, insbesondere eines Radarsensors, ermittelten Abstandsdaten, insbesondere von Radardaten, umfassen. Anhand der Mikrodoppler-Information kann eine Position und/oder Anzahl von Rädern des zweiten Fahrzeugteils, insbesondere die Achsposition, ermittelt werden. Aufgrund der Rotation der Felgen bewegen sich Bereiche der Felgen auf den Radarsensor zu und andere Bereiche von dem Radarsensor weg. Diese typische Geschwindigkeitsverteilung kann anhand des Mikrodoppler-Effekts erkannt werden, sodass die Position der Räder bzw. die Achsposition exakt bestimmt werden kann. Der Mikrodoppler-Effekt für Radardaten bzw. Radarsignale ist bekannt, siehe bspw. die Veröffentlichung von Victor Chen et al.: „Micro-Doppler Effect in Radar: Phenomenon, Model, and Simulation Study“ in IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol. 42, Nr. 1, Januar 2006.The sensor-specific determination of the axle position can include a determination of micro-Doppler information based on distance data, in particular radar data, determined by means of the distance sensor, in particular a radar sensor. A position and/or number of wheels of the second vehicle part, in particular the axle position, can be determined on the basis of the micro-Doppler information. Due to the rotation of the rims, areas of the rims move towards the radar sensor and other areas move away from the radar sensor. This typical speed distribution can be recognized using the micro-Doppler effect, so that the position of the wheels or the axle position can be determined exactly. The micro-Doppler effect for radar data or radar signals is known, see for example the publication by Victor Chen et al.: "Micro-Doppler Effect in Radar: Phenomenon, Model, and Simulation Study" in IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol 42, No. 1, January 2006.
Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.This method can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in a control unit.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.The approach presented here also creates a device that is designed to carry out, control or implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices. The object on which the invention is based can also be achieved quickly and efficiently by this embodiment variant of the invention in the form of a device.
Hierzu kann die Vorrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Daten- oder Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.For this purpose, the device can have at least one computing unit for processing signals or data, at least one memory unit for storing signals or data, at least one interface to a sensor or an actuator for reading in sensor signals from the sensor or for outputting data or control signals to the Have actuator and / or at least one communication interface for reading or outputting data that are embedded in a communication protocol. The arithmetic unit can be, for example, a signal processor, a microcontroller or the like, with the memory unit being able to be a flash memory, an EEPROM or a magnetic memory unit. The communication interface can be designed to read in or output data wirelessly and/or by wire, wherein a communication interface that can read in or output wire-bound data can, for example, read this data electrically or optically from a corresponding data transmission line or can output it to a corresponding data transmission line.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, welcher verschiedene Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.In the present case, a device can be understood to mean an electrical device that processes sensor signals and, depending thereon, outputs control and/or data signals. The device can have an interface that can be configured as hardware and/or software. In the case of a hardware design, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains various functions of the device. However, it is also possible for the interfaces to be separate integrated circuits or to consist at least partially of discrete components. In the case of a software design, the interfaces can be software modules which are present, for example, on a microcontroller alongside other software modules.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einem Steuergerät ausgeführt wird.A computer program product or computer program with program code, which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and/or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above, is also advantageous is used, in particular if the program product or program is executed on a computer or a control device.
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugverbunds in dem eine Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel verwendet wird; -
2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugverbunds in dem eine Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel verwendet wird; -
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Bestimmen einer Kupplungsposition des Kopplungselements und/oder einer Länge des Kopplungselements; -
4 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Bestimmen einer Kupplungsposition des Kopplungselements und/oder einer Länge des Kopplungselements; -
5 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und -
6 eine schematische Darstellung erfasster Detektionen zur Verwendung in einem Ausführungsbeispiel des hier vorgestellten Ansatzes.
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1 a schematic representation of a vehicle network in which a device according to an embodiment is used; -
2 a schematic representation of a vehicle network in which a device according to an embodiment is used; -
3 a flow chart of a method according to an embodiment for determining a coupling position of the coupling element and/or a length of the coupling element; -
4 a flowchart of an embodiment of a method for determining a coupling position of the coupling element and/or a length of the coupling element; -
5 a block diagram of a device according to an embodiment; and -
6 a schematic representation of detected detections for use in an embodiment of the approach presented here.
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele des vorliegenden Ansatzes werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable exemplary embodiments of the present approach, the same or similar reference symbols are used for the elements which are shown in the various figures and have a similar effect, with a repeated description of these elements being dispensed with.
In anderen Worten ausgedrückt wird durch den vorgestellten Ansatz eine Auswertung von Sensordaten beispielsweise eines Radarsensors, der zuvor auch als Abstandsensor beschrieben wurde, anhand einer Kupplungspositionsschätzung für radarbasierte Fahrerassistenzsysteme für beispielsweise Nutzfahrzeuge ermöglicht. Ein solcher Sensor liefert Positions- und Geschwindigkeitsdaten. Bei dem vorliegenden Ansatz werden Positions- und insbesondere die Geschwindigkeitsdaten genutzt, insbesondere die Micro-Doppler-Information, um den Ort der Achsenpakete des Anhängers zu detektieren. Zwischen Achspaket und Kupplungsposition besteht ein eindeutiger geometrischer Zusammenhang, wodurch eine Schätzung der Kupplungsposition möglich wird.In other words, the approach presented enables an evaluation of sensor data, for example from a radar sensor, which was previously also described as a distance sensor, using a clutch position estimate for radar-based driver assistance systems for commercial vehicles, for example. Such a sensor provides position and speed data. In the present approach, position and in particular the speed data are used, in particular the micro-Doppler information, in order to detect the location of the axle packages of the trailer. There is a clear geometric relationship between the axle package and the coupling position, which makes it possible to estimate the coupling position.
Der folgend beschriebene Algorithmus wird beispielsweise zyklisch ausgeführt, sobald neue Daten des Radarsensors vorhanden sind. Beispielsweise wird ein Bewegungsmodell des Achspakets mit den aktuellen Fahrzeugeigenbewegungsparametern und einer initial angenommenen Kupplungsposition sowie eines angenommenen Längenschätzwerts L aktualisiert, sodass Positionsschätzung und Radardaten zeitlich übereinstimmen, was auch als Prädiktion bezeichnet wird. Anschließend werden die Radardaten der Prädiktion der Achspaketposition zugeordnet, was als Assoziation bezeichnet wird. Im nächsten Schritt erfolgt eine Schätzung der Kupplungsposition mit Hilfe der dem Achspaket zugeordneten assoziierten Detektionen des Radars. Diese Schätzung nutzt den in
Mit Radstand und/oder Elementlänge L, halber Spurbreite B, Kupplungsposition K, Knickwinkel Θ und der Achsposition A, wobei der Knickwinkel Θ das Resultat des gerechneten Modells ist, wobei der geschätzte Winkel Θ unter anderem abhängig von den zu bestimmenden Parametern K und L ist. Für die Schätzung der Kupplungsposition wird weiterhin die Achsposition abhängig von diesen Parametern beschrieben:
Da die Kupplungsposition immer in der Fahrzeugmitte positioniert ist, besitzt diese nur eine x-Komponente. Die Elementlänge L wird beispielsweise geschätzt durch:
Ist die Kupplungsposition beispielsweise mit einer dem Anwendungsfall angemessen Güte geschätzt, wird der Schätzvorgang abgeschlossen. Ist die Güte nicht ausreichend, wird der Vorgang wiederholt, bis das Abbruchkriterium erreicht wird.If the clutch position is estimated, for example, with a quality that is appropriate for the application, the estimation process is completed. If the quality is not sufficient, the process is repeated until the termination criterion is reached.
Durch diese iterative Ausführung wird eine Konvergenz gegen die tatsächliche Kupplungsposition K erreicht. Dabei entstehen außerdem Schätzwerte für die Elementlänge L und den Knickwinkel Θ. Die Schätzung der Kupplungsposition folgt dabei nicht zwingend dem aufgeführten Muster, nutzt aber in jedem Fall den eindeutigen geometrischen Zusammenhang aus.A convergence towards the actual clutch position K is achieved by this iterative execution. This also results in estimated values for the element length L and the kink angle Θ. The estimation of the clutch position does not necessarily follow the pattern shown, but in any case uses the clear geometric relationship.
Lediglich optional umfasst das Verfahren 300 einen Schritt 320 des Bereitstellens des Knickwinkels und der Achsposition vor dem Schritt 305 des Einlesens, wobei die Achsposition unter Verwendung eines Abstandsensors geschätzt wird, wie er lediglich beispielhaft in
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird der Knickwinkel und/oder die Achsposition im Schritt 305 des Einlesens lediglich optional unter Verwendung einer Geschwindigkeitsinformation eingelesen, die beispielsweise als radspezifische Mikro-Doppler-Information oder als eine Information aus einem mittels eines Kamera-Systems erhaltenen optischen Fluss bestimmt wird. Im Schritt 310 des Ermittelns wird weiterhin optional der Längenschätzwert und/oder der Kupplungspositionsschätzwert unter Verwendung eines Spurbreitenwerts des zweiten Fahrzeugteils, der beispielsweise eine halbe Spurbreite repräsentiert, ermittelt. Weiterhin wird beispielsweise der Längenschätzwert und/oder der Kupplungspositionsschätzwert unter Verwendung eines in einem vorangegangenen Schritt 310 des Ermittelns ermittelten Längenschätzwerts und/oder Kupplungspositionsschätzwerts ermittelt, die beispielsweise als Basiswerte für eine Aktualisierung der zu ermittelten Werte fungieren. Beispielsweise wird im Schritt 310 des Ermittelns ein Kalman-Filter verwendet, um eine Güte des Kupplungspositionsschätzwerts und des Längenschätzwerts zu erhalten. Beispielsweise werden dabei der Längenschätzwert und/oder der Kupplungspositionsschätzwert und der in einem vorangegangenen Schritt 310 des Ermittelns ermittelten Längenschätzwert und/oder Kupplungspositionsschätzwert als Eingangsparameter für den Kalman-Filter verwendet.According to this exemplary embodiment, the articulation angle and/or the axle position in
Im ersten Teilschritt 400 wird beispielsweise ein Fahrzeuggeschwindigkeitswert, das bedeutet für einen Fahrzeugeigenbewegungsparameter, für ein Durchführen des zweiten Teilschritts 405 bereitgestellt. Im zweiten Teilschritt 405 wird der im ersten Teilschritt 400 bereitgestellte Fahrzeuggeschwindigkeitswert in ein vorgegebenes Modell für beispielsweise ein erstes Achspaket des zweiten Fahrzeugteils eingelesen, wodurch sich beispielsweise der Knickwinkel ergibt, der im nachfolgenden Schritt 305 des Verfahrens 300 weiterverwendet wird. Im dritten Teilschritt 410 werden beispielsweise die durch den Abstandsensor erfassten Daten als Achspositionsdaten bereitgestellt, welche ebenfalls im nachfolgenden Schritt 305 des Verfahrens 300 weiterverwendet werden. Im Schritt 305 des Einlesens werden beispielsweise die eingelesenen Achspositionsdaten, die im Folgenden auch allgemeingültig als Radardaten bezeichnet werden, zu dem im zweiten Teilschritt 405 modellierten Achspaket assoziiert. Unter Verwendung dieser Assoziation wird im Schritt 310 des Ermittelns ein neuer Schätzwert für eine Kupplungsposition und eine Länge des Kopplungselements generiert. Die entsprechenden Werte, das bedeutet der Kupplungspositionsschätzwert und der Längenschätzwert werden optional aktualisiert und/oder eine Unsicherheit der Werte wird abgeschätzt. Im Schritt 325 des Prüfens wird schließlich überprüft, ob das Abbruchskriterium erfüllt wird oder nicht. Wird das Kriterium nicht erfüllt, so werden die Schritte 320, 305, 310, 315, 325 des Verfahrens 300 wiederholt und/oder in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt.In the
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an embodiment includes an "and/or" link between a first feature and a second feature, this should be read in such a way that the embodiment according to one embodiment includes both the first feature and the second feature and according to a further embodiment either only that having the first feature or only the second feature.
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