DE102014214760A1 - Method and control device for determining an angle between longitudinal axes of a combination of vehicle segments - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Bestimmen eines Winkels zwischen Längsachsen (9, 10) eines Gespanns aus mehreren Fahrzeugsegmenten, nämlich eines Winkels zwischen einer Längsachse (10) eines ersten, vorderen Fahrzeugsegments und einer Längsachse (9) eines zweiten, hinteren Fahrzeugsegments, wobei aus Positionsdaten mindestens eines dem ersten, vorderen Fahrzeugsegments zugeordneten GPS-Empfängers (11) eine Position (Z) mindestens eines Referenzpunkts des ersten, vorderen Fahrzeugsegments ermittelt wird, wobei aus Positionsdaten mindestens eines dem zweiten, hinteren Fahrzeugsegments zugeordneten GPS-Empfängers (12) eine Position (T) mindestens eines Referenzpunkts des zweiten, hinteren Fahrzeugsegments ermittelt wird, und wobei aus den ermittelten Positionen (Z, T) der Referenzpunkte des ersten, vorderen Fahrzeugsegments und des zweiten, hinteren Fahrzeugsegments der Winkel zwischen den Längsachsen (9, 10) des ersten, vorderen Fahrzeugsegments und des zweiten, hinteren Fahrzeugsegments berechnet wird.A method for determining an angle between longitudinal axes (9, 10) of a combination of a plurality of vehicle segments, namely an angle between a longitudinal axis (10) of a first, front vehicle segment and a longitudinal axis (9) of a second, rear vehicle segment, wherein position data of at least one of a position (Z) of at least one reference point of the first, front vehicle segment is determined, wherein from position data at least one of the second, rear vehicle segment associated GPS receiver (12) has a position (T) at least a reference point of the second, rear vehicle segment is determined, and wherein from the determined positions (Z, T) of the reference points of the first, front vehicle segment and the second, rear vehicle segment, the angle between the longitudinal axes (9, 10) of the first, front vehicle segment and of the second, rear vehicle segment becomes.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Winkels zwischen Längsachsen eines Gespanns aus Fahrzeugsegmenten nach dem Oberbergriff des Patentanspruchs 1 und ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens. The invention relates to a method for determining an angle between longitudinal axes of a combination of vehicle segments according to the Oberbergriff of
Zum Betrieb von Gespannen aus mehreren gekoppelten Fahrzeugsegmenten, die entweder mechanisch oder virtuell gelenkig gekoppelt sind, ist die Kenntnis eines Winkels zwischen Längsachsen der Fahrzeugsegmente des Gespanns von Bedeutung, insbesondere beim Rangieren, Einparken, Anfahren und Bremsen. Bislang bereitet es Schwierigkeiten, den Winkel zwischen Längsachsen von Fahrzeugsegmenten eines Gespanns einfach und zuverlässig zu ermitteln. For operating carriages of a plurality of coupled vehicle segments, which are coupled either mechanically or virtually articulated, the knowledge of an angle between the longitudinal axes of the vehicle segments of the team is important, especially when maneuvering, parking, starting and braking. So far, it is difficult to easily and reliably determine the angle between longitudinal axes of vehicle segments of a team.
Aus der
Ein weiteres Verfahren, mit Hilfe dessen ein Winkel zwischen Längsachsen von gelenkig gekoppelten Fahrzeugsegmenten eines Gespanns bestimmt werden kann, ist aus der
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Bestimmen eines Winkels zwischen Längsachsen eines Gespanns aus Fahrzeugsegmenten und ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen. Proceeding from this, the object of the present invention is to provide a novel method for determining an angle between longitudinal axes of a vehicle-body combination and a control device for carrying out the method.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. This object is achieved by a method according to
Erfindungsgemäß wird aus Positionsdaten mindestens eines dem ersten, vorderen Fahrzeugsegments zugeordneten GPS-Empfängers eine Position mindestens eines Referenzpunkts des ersten, vorderen Fahrzeugsegments ermittelt, wobei aus Positionsdaten mindestens eines dem zweiten, hinteren Fahrzeugsegments zugeordneten GPS-Empfängers eine Position mindestens eines Referenzpunkts des zweiten, hinteren Fahrzeugsegments ermittelt wird, und wobei aus den ermittelten Positionen der Referenzpunkte des ersten, vorderen Fahrzeugsegments und des zweiten, hinteren Fahrzeugsegments der Winkel zwischen den Längsachsen des ersten, vorderen Fahrzeugsegments und des zweiten, hinteren Fahrzeugsegments berechnet wird. Mit der hier vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen, welches auf Basis von Positionsdaten mindestens eines GPS-Empfängers je Fahrzeugsegment den Winkel zwischen den Längsachsen der Fahrzeugsegmente berechnet. Hiermit ist eine einfache und zuverlässige Ermittlung des Winkels zwischen den Längsachsen von Fahrzeugsegmenten eines Gespanns möglich. According to the invention, a position of at least one reference point of the first, front vehicle segment is determined from position data of at least one GPS receiver assigned to the first vehicle segment, wherein position data of at least one GPS receiver assigned to the second, rear vehicle segment is a position of at least one reference point of the second, rear vehicle Vehicle segment is determined, and is calculated from the determined positions of the reference points of the first, front vehicle segment and the second, rear vehicle segment, the angle between the longitudinal axes of the first, front vehicle segment and the second, rear vehicle segment. With the present invention, a method is proposed which calculates the angle between the longitudinal axes of the vehicle segments on the basis of position data of at least one GPS receiver per vehicle segment. This makes a simple and reliable determination of the angle between the longitudinal axes of vehicle segments of a team possible.
Nach einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird einem deichsellosen Gespann aus zwei Fahrzeugsegmenten, nämlich aus einem vorderen Fahrzeugsegment und einem hinteren Fahrzeugsegment, der Winkel α zwischen den Längsachsen des ersten, vorderen Fahrzeugsegments und des zweiten, hinteren Fahrzeugsegments nach folgenden Gleichungen berechnet wird: wobei xZ und yZ Positionsdaten der Position eines Referenzpunkts des ersten, vorderen Fahrzeugsegments sind, wobei xT und yT Positionsdaten der Position eines Referenzpunkts des zweiten, hinteren Fahrzeugsegments sind, und wobei LZ, LT geometrische Konstanten der Fahrzeugsegmente des Gespanns sind. Diese Weiterbildung kommt bei einem deichsellosen Gespann aus Fahrzeugsegmenten zum Einsatz. According to a first advantageous development of the invention, a drawbarless combination of two vehicle segments, namely a front vehicle segment and a rear vehicle segment, the angle α between the longitudinal axes of the first, front vehicle segment and the second, rear vehicle segment is calculated according to the following equations: wherein x Z and y Z are position data of the position of a reference point of the first front vehicle segment, where x T and y T are position data of the position of a reference point of the second rear vehicle segment, and L Z , L T are geometric constants of the vehicle segments of the vehicle , This development is used in a drawbarless combination of vehicle segments.
Nach einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird bei einem Deichsel-Gespann aus zwei Fahrzeugsegmenten, nämlich aus einem vorderen Fahrzeugsegment und einem hinteren Fahrzeugsegment, welches eine vordere Deichselachse aufweist, der Winkel α zwischen den Längsachsen des ersten, vorderen Fahrzeugsegments und des zweiten, hinteren Fahrzeugsegments nach folgenden Gleichungen berechnet: wobei xZ und yZ Positionsdaten der Position eines Referenzpunkts des ersten, vorderen Fahrzeugsegments sind, wobei xT1 und yT1 Positionsdaten der Position eines ersten Referenzpunkts des zweiten, hinteren Fahrzeugsegments sind, wobei wobei xT2 und yT2 Positionsdaten der Position eines zweiten Referenzpunkts des zweiten, hinteren Fahrzeugsegments sind; und wobei LZ, LTP und LD geometrische Konstanten der Fahrzeugsegmente des Gespanns sind. Diese Weiterbildung kommt bei einem Deichselgespann aus Fahrzeugsegmenten zum Einsatz. According to a second advantageous development of the invention, in a drawbar combination of two vehicle segments, namely a front vehicle segment and a rear vehicle segment, which has a front drawbar axis, the angle α between the longitudinal axes of the first, front vehicle segment and the second, rear vehicle segment calculated according to the following equations: wherein x Z and y Z are position data of the position of a reference point of the first front vehicle segment, where x T1 and y T1 are position data of the position of a first reference point of the second rear vehicle segment, where x T2 and y T2 position data of the position of a second reference point the second, rear vehicle segment are; and L Z , L TP and L D are geometric constants of the vehicle segments of the team. This development is used in a drawbar combination of vehicle segments.
Vorzugsweise werden Positionsdaten von auf Längsachsen der Fahrzeugsegmente angeordneten GPS-Empfängern verwendet. Positionsdaten von nicht auf Längsachsen der Fahrzeugsegmente angeordneten GPS-Empfängern werden um den Versatz zur jeweiligen Längsachse korrigiert. Hiermit kann der Winkel zwischen den Längsachsen der Fahrzeugsegmente besondere einfach und genau ermittelt werden. Preferably, position data are used by GPS receivers arranged on longitudinal axes of the vehicle segments. Position data of GPS receivers not arranged on longitudinal axes of the vehicle segments are corrected by the offset to the respective longitudinal axis. Hereby, the angle between the longitudinal axes of the vehicle segments can be determined particularly simple and accurate.
Das erfindungsgemäße Steuergerät ist in Anspruch 8 definiert. The control device according to the invention is defined in
Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: Preferred developments emerge from the subclaims and the following description. Embodiments of the invention will be described, without being limited thereto, with reference to the drawings. Showing:
Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein Steuergerät zur Bestimmung eines Winkels zwischen Längsachsen eines Gespanns aus mehreren Fahrzeugsegmenten. The present invention relates to a method and a control device for determining an angle between longitudinal axes of a combination of several vehicle segments.
Im Nachfolgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, in welchen die Fahrzeugsegmente mechanisch gelenkig gekoppelt sind. Die Erfindung ist jedoch auch dann einsetzbar, wenn die Fahrzeugsegmente eines Gespanns virtuell gekoppelt sind. In the following, the invention will be described with reference to embodiments in which the vehicle segments are coupled mechanically articulated. However, the invention can also be used when the vehicle segments of a team are virtually coupled.
Im Ausführungsbeispiel der
Mit der hier vorliegenden Erfindung kann nun zum Beispiel für das Gespann der
Hierzu wird aus Positionsdaten eines dem vorderen Fahrzeugsegment
Für das in
Bei der geometrischen Konstanten Lz handelt es sich um den Abstand zwischen dem Kopplungspunkt
Im in
Sollte es nicht möglich sein, einen oder mehrere GPS-Empfänger auf der jeweiligen Längsachse
Dann, wenn der Winkel α zwischen den Längsachsen der Fahrzeugsegmente des deichsellosen Gespanns der
Um nun die der aktuellen Fahrsituation des Gespanns entsprechende Lösungsmöglichkeit aus den beiden prinzipiell validen Lösungsmöglichkeiten auszuwählen, wird nach einer ersten Variante der Erfindung vorgeschlagen, an mindestens einem der gekoppelten Fahrzeugsegmente
Die Positionierung des weiteren GPS-Empfängers
Eine weitere Möglichkeit zur Auswahl der zur aktuellen Fahrsituation passenden Lösung des obigen Gleichungssystems liegt darin, dass die entsprechende Lösung des Gleichungssystems durch Auswertung eines Lenkwinkels σ aus der Betrachtung einer sogenannten Strecklage des Gespanns heraus erfolgt.
Für das Zuggespann der
Bei der geometrischen Konstanten LTP handelt es sich um den Abstand zwischen dem dem hinteren Fahrzeugsegment
Bei der geometrischen Konstanten LD handelt es sich um den Abstand zwischen dem Kopplungspunkt
Bei der geometrischen Konstanten LZ u handelt es sich um den Abstand zwischen dem Kopplungspunkt
Auch für das Gespann der
Sollte es nicht möglich sein, bei einem Deichsel-Gespann einen oder mehrere GPS-Empfänger auf der jeweiligen Längsachse
In der ersten, vor der Berechnung des Winkels α ausführenden Korrekturstufe werden folgende Korrekturberechnungen vorgenommen: wobei dT1, dT2 der jeweilige Versatz der dem hinteren Fahrzeugsegment
Nach der Berechnung des Winkels α unter Verwendung der in der ersten Korrekturstufe berechneten Größen wird nach der Berechnung des Winkels α derselbe in einer zweiten Korrekturstufe wie folgt korrigiert:
Auch für die Gleichungen des Gleichungssystems zur Bestimmung des Winkels α zwischen den Längsachsen
Dann, wenn der Lenkwinkel σ größer 0 ist, kann davon ausgegangen werden, dass sich α größer 0 einstellt. Dann, wenn der Lenkwinkel σ kleiner 0 ist, wird davon ausgegangen, dass sich α kleiner 0 einstellt. Then, if the steering angle σ is greater than 0, it can be assumed that α exceeds 0. Then, when the steering angle σ is smaller than 0, it is considered that α becomes smaller than 0.
Die Betrachtung des Lenkwinkels eignet sich insbesondere bei Anfahr- und Rangiermanövern. The consideration of the steering angle is particularly suitable for start-up and maneuvering maneuvers.
Bei starken Bremsmanövern ist die Betrachtung des Lenkwinkels aus der Strecklage heraus nicht hinreichend. Daher ist die Verwendung des zusätzlichen GPS-Empfängers im Sinne der Varianten der
Die hier vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens. Das Steuergerät umfasst Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei diesen Mitteln handelt es sich um hardwareseitige und softwareseitige Mittel. Bei den hardwareseitigen Mitteln handelt es sich um Datenschnittstellen, um mit den an der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Baugruppen Daten auszutauschen. Weiterhin handelt es sich bei den hardwareseitigen Mitteln um einen Prozessor und um einen Speicher, wobei ein Speicher der Speicherung von Daten und ein Prozessor der Verarbeitung von Daten dienen. Bei den softwareseitigen Mitteln handelt es sich um Programmbausteine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. The present invention further relates to a control device for carrying out the method. The control device comprises means for carrying out the method according to the invention. These resources are hardware and software resources. The hardware-side means are data interfaces in order to exchange data with the modules performing the method according to the invention. Furthermore, the hardware means are a processor and a memory, a memory for storing data and a processor for processing data. The software resources are program modules for carrying out the method according to the invention.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Fahrzeugsegment vehicle segment
- 2 2
- Fahrzeugsegment vehicle segment
- 3 3
- Radachse wheel axle
- 4 4
- Radachse wheel axle
- 5, 5‘ 5, 5 '
- Radachsengruppe Radachsengruppe
- 6, 6‘ 6, 6 '
- Radachse wheel axle
- 7, 7‘ 7, 7 '
- Radachse wheel axle
- 8, 8‘ 8, 8 '
- Kopplungspunkt coupling point
- 9, 9‘ 9, 9 '
- Längsachse longitudinal axis
- 10, 10‘ 10, 10 '
- Längsachse longitudinal axis
- 11 11
- GPS-Empfänger GPS receiver
- 12, 12a, 12b 12, 12a, 12b
- GPS-Empfänger GPS receiver
- 13 13
- GPS-Empfänger GPS receiver
- 14 14
- Deichselachse drawbar axis
- 15, 15‘ 15, 15 '
- Zugdeichsellängsachse Zugdeichsellängsachse
- 16 16
- GPS-Empfänger GPS receiver
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102008057027 A1 [0004] DE 102008057027 A1 [0004]
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