DE10101332A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung und Regelung der Geschwindigkeit von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Überwachung und Regelung der Geschwindigkeit von Kraftfahrzeugen, wobei das Kraftfahrzeug einen Tachometer aufweist. Eine versehentliche Überschreitung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit wird dadurch verhindert, daß das Kraftfahrzeug eine, eine Geschwindigkeitsbegrenzung erkennende Erkennungsvorrichtung aufweist und daß das Kraftfahrzeug eine die gefahrene Geschwindigkeit kontrollierende und mit der Geschwindigkeitsbegrenzung vergleichende Kontrollvorrichtung aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfah­ ren zur Überwachung und Regelung der Geschwindigkeit von Kraftfahrzeugen, wobei das Kraftfahrzeug einen Tachometer aufweist.

Bei heutigen Kraftfahrzeugen ist es bekannt, Geschwindig­ keitsstelleinrichtungen, sogenannte Tempomaten, einzubau­ en. Der Führer des Kraftfahrzeugs kann mit Hilfe des Tem­ pomats eine Sollgeschwindigkeit vorgeben. Mit Hilfe eines Tachometers wird die Istgeschwindigkeit des Kraftfahr­ zeugs ermittelt. Die ermittelte Istgeschwindigkeit wird mit der eingestellten Sollgeschwindigkeit verglichen und bei einem Abweichen der Istgeschwindigkeit von der Soll­ geschwindigkeit wird die Geschwindigkeit des Kraftfahr­ zeugs zur Sollgeschwindigkeit geregelt. Es liegt jedoch im Aufgabenbereich des Führers des Kraftfahrzeugs, den Tempomaten in Abhängigkeit von Geschwindigkeitsbegrenzun­ gen einzustellen. Bei einer Fahrt auf einer Landstraße ist der Führer des Kraftfahrzeugs stets gefordert und muß die jeweils angegebene zulässige Höchstgeschwindigkeit beachten. Übersieht des Führer des Kraftfahrzeugs ein Hinweisschild, welches die zulässige Höchstgeschwindig­ keit angibt, kann es passieren, daß das Fahrzeug mit ei­ ner zu hohen Geschwindigkeit fährt. Problematisch an be­ kannten Geschwindigkeitsstelleinrichtungen ist demnach, daß Veränderungen der zulässigen Höchstgeschwindigkeit vom Führer des Kraftfahrzeuges selbstständig erkannt und an die Geschwindigkeitsstelleinrichtung weiter gegeben werden müssen.

Auch ist bekannt, daß heutige Kraftfahrzeuge mit Kon­ trollvorrichtungen ausgestattet sind, welche die tatsäch­ liche Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs überwachen. Der Führer des Kraftfahrzeugs kann eine Grenzgeschwindigkeit angeben. Überschreitet die tatsächliche Geschwindigkeit die vorher bestimmte Grenzgeschwindigkeit, so wird ein Warnsignal ausgegeben. Der Fahrer des Kraftfahrzeugs kann danach die Geschwindigkeit reduzieren. Problematisch da­ bei ist, daß nur eine Grenzgeschwindigkeit eingegeben werden kann. Ändert sich die zulässige Höchstgeschwindig­ keit während der Fahrt, muß der Fahrer des Kraftfahrzeugs jeweils manuell die Grenzgeschwindigkeit nachregeln.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die Geschwindig­ keitsüberschreitungen zuverlässig verhindert.

Zur Lösung des zuvor hergeleiteten und aufgezeigten tech­ nischen Problems wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Kraftfahrzeug eine Geschwindigkeitsbegrenzung erken­ nende Erkennungsvorrichtung aufweist und daß das Kraft­ fahrzeug eine die gefahrene Geschwindigkeit kontrollie­ rende und mit der Geschwindigkeitsbegrenzung vergleichen­ de Kontrollvorrichtung aufweist. Die Erkennungsvorrich­ tung dient der automatischen Erkennung von Geschwindig­ keitsbegrenzungen. Diese Geschwindigkeitsbegrenzungen werden in der Regel durch Verkehrsschilder festgelegt. Anhand der Verkehrsschilder kann die Erkennungsvorrich­ tung die aktuell zulässige Höchstgeschwindigkeit erken­ nen. Mit Hilfe der Kontrollvorrichtung wird die Istge­ schwindigkeit des Fahrzeugs mit der zulässigen Höchstge­ schwindigkeit verglichen. Durch den Vergleich der Istge­ schwindigkeit mit der zulässigen Höchstgeschwindigkeit ist eine Aussage über eine eventuelle Geschwindig­ keitsüberschreitung möglich.

Um den Fahrer des Kraftfahrzeugs auf eine eventuelle Überschreitung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit hin­ zuweisen, wird vorgeschlagen, daß das Kraftfahrzeug eine einen Warnhinweis ausgebende Ausgabevorrichtung aufweist. Dabei wird vorgeschlagen, daß die Ausgabevorrichtung ei­ nen akustischen und/oder optischen Warnhinweis ausgibt. Der akustische Warnhinweis kann durch einen Ton erfolgen als auch durch eine Ansage der aktuellen Geschwindigkeit oder aber auch der aktuellen Geschwindigkeitsüberschrei­ tung. Der optische Warnhinweis kann durch ein Blinklicht oder auch eine Anzeige der Istgeschwindigkeit oder auch der Abweichung von der zulässigen Höchstgeschwindigkeit im Armaturenbrett erfolgen.

Um eine automatische Regulierung der tatsächlichen Ge­ schwindigkeit entsprechend der zulässigen Höchstgeschwin­ digkeit zu erreichen, wird vorgeschlagen, daß das Fahr­ zeug eine die Geschwindigkeit regelnde Stellvorrichtung aufweist. Diese Stellvorrichtung greift automatisch in die Motor- und Getriebesteuerung ein. Durch Veränderung der Motorleistung wird die Geschwindigkeit an die zuläs­ sige Höchstgeschwindigkeit angepaßt. Insbesondere ist dies hilfreich, wenn die tatsächliche Geschwindigkeit die zulässige Höchstgeschwindigkeit überschreitet. In diesem Fall regelt die Stellvorrichtung automatisch die tatsäch­ liche Geschwindigkeit herunter, so daß das Fahrzeug sich nur noch mit der zulässigen Höchstgeschwindigkeit bewegt.

Um die zulässige Höchstgeschwindigkeit anhand der Ver­ kehrsschilder erkennen zu können, wird vorgeschlagen, daß die Erkennungsvorrichtung eine Kamera aufweist und daß die Erkennungsvorrichtung eine optische Mustererkennungs­ vorrichtung aufweist. Die Kamera erfaßt die am Straßen­ rand angeordneten Verkehrshinweise. Dies können unter an­ derem Hinweise auf Einrichtung und Aufhebung von Ge­ schwindigkeitsbegrenzungen, Ortseingangs- und Ausgangs­ schilder und Schilder, die auf eine verkehrsberuhigte Zo­ ne hinweisen, sein. Beim Einfahren in eine Ortschaft er­ kennt die optische Mustererkennungsvorrichtung das Orts­ eingangsschild und legt somit eine Geschwindigkeit von 50 km/h als zulässige Höchstgeschwindigkeit fest. Während sich das Kraftfahrzeug im Straßenverkehr bewegt, wird der Straßenrand durch die Kamera beobachtet und Hinweise auf Geschwindigkeitsbegrenzungen werden aufgenommen. Die op­ tische Mustererkennungsvorrichtung analysiert die aufge­ nommenen Bilder und erkennt Beschränkungen der zulässigen Höchstgeschwindigkeit, wie z. B. normale Geschwindig­ keitsbeschränkungen, Zone 30 Schilder, verkehrsberuhigte Zonen und weitere. Bewegt sich das Fahrzeug aus dem Orts­ bereich heraus, so erkennt die optische Mustererkennungs­ vorrichtung das von der Kamera aufgenommene Ortsausgangs­ schild. Auch außerhalb geschlossener Ortschaften gelten Beschränkungen der zulässigen Höchstgeschwindigkeit, die anhand der von der Kamera aufgenommenen Bilder ermittelt werden. Sind keine Verkehrsbeschränkungen explizit ge­ nannt, so setzt die Vorrichtung die entsprechend des Straßentyps durch die Straßenverkehrsordnung vorgegebene zulässige Höchstgeschwindigkeit voraus.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Erkennungsvorrich­ tung eine elektronische Geschwindigkeitsbegrenzung erken­ nende Sende-/Empfangsvorrichtung aufweist. Es ist denk­ bar, daß entlang von Straßen Vorrichtungen angebracht werden, die eine elektronische Erfassung der aktuellen Geschwindigkeitsbegrenzung erlauben. So ist es möglich, daß in Straßenschildern Transponder angeordnet werden, die durch die Sende-/Empfangsvorrichtung der Erkennungs­ vorrichtung aktiviert werden und die zulässige Höchstge­ schwindigkeit aussenden. Diese wird dann von der Sende- /Empfangsvorrichtung der Erkennungsvorrichtung empfangen und ausgewertet. Auch können aktive Sender an den Straßen angeordnet sein, die entsprechend der aktuellen Ver­ kehrssituation die zulässige Höchstgeschwindigkeit aus­ senden. Das so ausgesendete Signal wird durch die Sende- /Empfangsvorrichtung der Erkennungsvorrichtung empfangen und ausgewertet.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Überwachung der Geschwindigkeit von Kraftfahrzeugen, insbesondere zur Verwendung in einer Vorrichtung nach ei­ nem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem eine Istgeschwin­ digkeit des Kraftfahrzeugs erfaßt wird, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß mit Hilfe einer Erkennungsvor­ richtung eine Sollgeschwindigkeit durch das Kraftfahrzeug erfaßt wird, daß die Sollgeschwindigkeit mit der Istge­ schwindigkeit verglichen wird und daß bei einem Über­ schreiten der Sollgeschwindigkeit durch die Istgeschwin­ digkeit ein Warnsignal ausgegeben wird. Die Sollgeschwin­ digkeit ist die aktuelle zulässige Höchstgeschwindigkeit, die das Kraftfahrzeug auf der gerade befahrenen Straße fahren darf. Die Istgeschwindigkeit ist die mit Hilfe ei­ nes Tachometers erfaßte Geschwindigkeit des Kraftfahr­ zeugs. Wird die Sollgeschwindigkeit durch die Istge­ schwindigkeit überschritten, so wird verfahrensgemäß ein Warnsignal ausgegeben. Die Sollgeschwindigkeit wird ver­ fahrensgemäß mit Hilfe einer Erkennungsvorrichtung, ins­ besondere einer Kamera oder einer Sende-/Empfangseinrich­ tung erfaßt. Diese automatische Erfassung kann durch Aus­ wertung von Straßenschildern erfolgen. Auch ist es möglich, daß die Sollgeschwindigkeit zusätzlich durch Aus­ wertung der Art der jeweils befahrenen Straße bestimmt wird. Innerhalb geschlossener Ortschaften gilt eine ande­ re Sollgeschwindigkeit als auf Landstraßen und auf Auto­ bahnen.

Um den Fahrer des Kraftfahrzeugs über ein Überschreiten der zulässigen Höchstgeschwindigkeit zu informieren wird vorgeschlagen, daß ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ausgegeben wird. Der Fahrer kann bei Wahrneh­ mung des Warnsignals die Geschwindigkeit des Fahrzeugs reduzieren und somit an die Sollgeschwindigkeit anpassen.

Um eine automatische Regelung der Istgeschwindigkeit zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, daß bei einem Warnsig­ nal die Istgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zur Sollge­ schwindigkeit geregelt wird. Überschreitet die Istge­ schwindigkeit des Kraftfahrzeugs die zulässige Höchstge­ schwindigkeit, so wird diese mit Hilfe geeigneter Mittel an die Sollgeschwindigkeit angeglichen. Der Fahrer muß sich nunmehr nicht mehr auf Vorgaben der zulässigen Höchstgeschwindigkeit konzentrieren. Dies erhöht die Kon­ zentration des Fahrers auf den Verkehr.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer ein Ausfüh­ rungsbeispiel zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Ver­ fahrens; und

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfindungs­ gemäßen Verfahrens.

In Fig. 1 zeigt der Block 120 einen Motorblock eines Kraftfahrzeuges. Der Motorblock 120 besteht aus Getriebe und Motor und weiteren, geschwindigkeitsbestimmenden Vor­ richtungen eines Kraftfahrzeugs. Weiterhin zeigt Fig. 1 einen Tachometer 101. Zur Erkennung der aktuell zulässi­ gen Höchstgeschwindigkeit dient die Kamera 110, die mit der Erkennungsvorrichtung 104 gekoppelt ist. Die Kon­ trollvorrichtung 102 vergleicht Sollgeschwindigkeit 108 mit der Istgeschwindigkeit 106a. Über die Ausgabevorrich­ tung 114 wird ein Warnsignal ausgegeben. Die Stellvor­ richtung 112 regelt entsprechend der Vorgabe der Kon­ trollvorrichtung 102 den Motorblock 120. Das dargestellte Verfahren funktioniert wie folgt:
Das Kraftfahrzeug bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von V_ist 106. Die Geschwindigkeit V_ist 106 wird durch ein Tachometer 101 erfaßt. Die so erfaßte Geschwindigkeit 106a wird an die Kontrollvorrichtung 102 übermittelt. Die Kamera 110 nimmt Bilder von der zur Zeit befahrenen Stra­ ße auf. Die aufgenommenen Bilder werden von der Kamera 110 an die Erkennungsvorrichtung 104 übermittelt. In der Erkennungsvorrichtung 104 arbeitet eine optische Muster­ erkennungsvorrichtung (nicht dargestellt). Die optische Mustererkennungsvorrichtung ermittelt anhand der von der Kamera 110 aufgenommenen Bilder die derzeit zulässige Höchstgeschwindigkeit. Diese wird in den meisten Fällen durch Verkehrszeichen bestimmt. So ist z. B. beim Einfah­ ren in einem Ortsbereich das gelbe Ortseingangsschild ein Indiz dafür, daß die maximal zulässige Höchstgeschwindig­ keit 50 km/h ist. Beim Durchfahren einer verkehrsberuhig­ ten Zone wird das "Zone 30" Schild von der Kamera 110 aufgenommen und durch die optische Mustererkennungsvor­ richtung erkannt. Beim Verlassen des Ortsbereiches wird das Ortsausgangsschild von der Kamera 110 erfaßt und von der optischen Mustererkennungsvorrichtung erkannt. Die maximal zulässige Höchstgeschwindigkeit wird darauf hin zu 100 km/h angenommen, wie dies durch die Straßenver­ kehrsordnung auf Landstraße vorgegeben ist.

Geschwindigkeitsbegrenzungssschilder sowie Aufhebung der Geschwindigkeitsbegrenzungen werden durch die Kamera 110 erfaßt und durch die optische Mustererkennungsvorrichtung erkannt. Die Erkennungsvorrichtung 104 ermittelt anhand der von der optischen Mustererkennungsvorrichtung erkann­ ten Geschwindigkeitsbeschränkungen die zulässige. Höchst­ geschwindigkeit V_soll 108. Diese zulässige Höchstgeschwin­ digkeit V_soll 108 wird an die Kontrollvorrichtung 102 über­ mittelt. In der Kontrollvorrichtung 102 wird die Diffe­ renz zwischen V_soll 108 und V_ist 106a ermittelt. Für den Fall, daß V_ist 106a größer ist als V_soll 108, wird ein Si­ gnal an die Ausgabevorrichtung 114 durch die Kontrollvor­ richtung 102 gesendet. Die Ausgabevorrichtung 114 gibt dem Fahrer durch eine Sprachausgabe einen Warnhinweis, daß er die maximal zulässige Höchstgeschwindigkeit über­ schreitet. Diese Sprachausgabe nennt dem Fahrer entweder die tatsächlich gefahrene Geschwindigkeit oder die Abwei­ chung zwischen tatsächlich gefahrener Geschwindigkeit und vorgebener zulässiger Höchstgeschwindigkeit. Weiterhin übermittelt die Kontrollvorrichtungen 102 die Abweichung zwischen V_soll 108 und V_ist 106a an die Stellvorrichtung 112. Anhand der Abweichung ΔV 107 regelt die Stellvor­ richtung 112 den Motorblock 120. Diese Regelung führt da­ zu, daß die tatsächlich gefahrene Geschwindigkeit V_ist 106 abgesenkt wird. Dadurch wird gewährleistet, daß die zu­ lässige Höchstgeschwindigkeit nur kurze Zeit überschrit­ ten wird.

In Fig. 2 ist die Funktionsweise einer elektronischen Er­ kennungsvorrichtung dargestellt. Ein Kraftfahrzeug 100 bewegt sich mit der Geschwindigkeit 106 auf der Straße 200. Das Kraftfahrzeug 100 weist eine elektronische Er­ kennungsvorrichtung (nicht dargestellt) auf. Auf der Straße 200 befindet sich das Verkehrsschild 202, das ei­ nen Sender 208 aufweist. Der Sender 208 sendet in regel­ mäßigen, kurzen Abständen eine Kennung aus. Diese Kennung entspricht der durch das Schild 202 vorgegebenen zulässi­ gen Höchstgeschwindigkeit. Das Fahrzeug 100 empfängt das vom dem Sender 208 ausgesendete Signal. Mit Hilfe einer elektronischen Erkennungsvorrichtung (nicht dargestellt) ermittelt das Kraftfahrzeug 100 die durch das Schild 202 vorgegebene zulässige Höchstgeschwindigkeit. Anhand der erkannten zulässigen Höchstgeschwindigkeit wird die Ge­ schwindigkeit 106 des Kraftfahrzeugs 100 geregelt. Der Fahrer des Kraftfahrzeugs 100 erhält einen akustischen Warnhinweis, für den Fall, daß die Geschwindigkeit 106 die durch das Straßenschild 202 vorgegebene zulässige Höchstgeschwindigkeit überschreitet. Es ist möglich, daß der Fahrer selbst die Geschwindigkeit 106 reduziert, so daß die vorgegeben zulässig Höchstgeschwindigkeit nicht überschritten wird. Andererseits kann das Fahrzeug 100 eine Stellvorrichtung (nicht dargestellt) aufweisen, die die Geschwindigkeit 106 an die durch das Straßenschild 202 vorgegebene zulässige Höchstgeschwindigkeit anpaßt.

Durch Einsatz des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Fahrer von der Aufgabe entlastet, auf Verkehrszeichen zu achten, die eine Geschwindigkeitsbegrenzung vorgeben. Dies erhöht die Konzentration des Fahrers, wodurch Unfäl­ le vermieden werden können. Außerdem entfällt die Gefahr, durch ein Überschreiten der maximal zulässigen Höchstgeschwindigkeit in ein Bußgeldverfahren verwickelt zu wer­ den.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Überwachung und Regelung der Ge­ schwindigkeit von Kraftfahrzeugen, wobei das Kraft­ fahrzeug (100) ein Tachometer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftfahrzeug (100) eine, eine Geschwindig­ keitsbegrenzung (202) erkennende Erkennungsvorrich­ tung (104) aufweist, und daß das Kraftfahrzeug (100) eine die gefahrene Geschwindigkeit kontrollierende und mit der Geschwindigkeitsbegrenzung vergleichende Kontrollvorrichtung (102) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftfahrzeug (100) eine einen Warnhinweis ausgebende Ausgabevorrichtung (114) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabevorrichtung (114) einen akustischen und/oder optischen Warnhinweis ausgibt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftfahrzeug (100) eine die Geschwindigkeit regelnde Stellvorrichtung (112) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungsvorrichtung (104) eine Kamera (110) aufweist und daß die Erkennungsvorrichtung (104) eine optische Mustererkennungsvorrichtung auf­ weist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungsvorrichtung (104) eine eine elek­ tronische Geschwindigkeitsbegrenzung (208) erkennen­ de Sende-/Empfangsvorrichtung aufweist.

7. Verfahren zur Überwachung und Regelung der Geschwin­ digkeit von Kraftfahrzeugen, insbesondere mit Hilfe einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem eine Istgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (100) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer Erkennungsvorrichtung (104) eine Sollgeschwindigkeit (108) durch das Kraftfahrzeug (100) erfaßt wird, daß die Sollgeschwindigkeit (108) mit der Istgeschwindigkeit (106a) verglichen wird und daß bei einem Überschreiten der Sollgeschwindig­ keit (108) durch die Istgeschwindigkeit (106a) ein Warnsignal ausgegeben wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ausgegeben wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Warnsignal die Istgeschwindigkeit (106) des Kraftfahrzeugs (100) zur Sollgschwindig­ keit (108) geregelt wird.