DE102005046430A1 - Warnsystem für eine Kurve - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Warnsystem (100) für Kurven. Um ein Kurvenwarnsystem mit geringem Testaufwand zur Verfügung zu stellen, schlägt die Erfindung vor, dass ein Kurvenwarnsystem (10) eine Warneinrichtung enthält, die einen Fahrer eines Fahrzeugs warnt, wenn der Fahrer trotz Einhaltung einer vorgeschriebenen Geschwindigkeitsbegrenzung die Kurve nicht sicher durchfahren kann.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Warnsystem für Kurven.
  • Es sind schon Warnsysteme bekannt, die Straßenkrümmungen bzw. Kurven mittels digitaler Karte ( EP 1 389 728 A1 ), Radartechnik ( JP 10 154 300 A1 , JP 2001 343 246 A1) detektieren und vermessen. Auch ist aus der DE 42 01 142 A1 bekannt, dass ein Fahrzeugführer vor solchen Straßenkrümmungen gewarnt wird, wenn seine aktuelle Geschwindigkeit zu hoch ist, z.B. durch ein Herauszoomen der kritischen Stelle wie aus der EP 1 389 728 A1 hervorgeht. Darüber hinaus ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass das Fahrzeug automatisch auf die maximal sicher fahrbare Geschwindigkeit abgebremst werden kann, wobei jede Geschwindigkeit mit Hilfe von Sensoren oder digitalen Karten bestimmt wird ( DE 197 51 067 A1 , DE 197 50 171 A1 , DE 42 01 142 A1 ).
  • Ein Warnsystem, das ohne Fahrereingriff die Geschwindigkeit reduziert, hat den Nachteil einer Fahrerbevormundung. Außerdem ist es beispielsweise bei einer Fehldetektion der Kurve relativ sicherheitskritisch. Ein Warnsystem, welches auch die Funktion eines Kurvenwarn- oder Kurveninformationssystems erfüllt, muss hingegen die Reaktionszeit des Fahrers berücksichtigen und wird entsprechend früher reagieren müssen als das bei einem eingreifenden System der Fall wäre. In der Regel wird ein Fahrer aber immer relativ kurzfristig vor einer Kurve die Geschwindigkeit reduzieren. Aus diesem Grunde kommt es zu unnötigen Warnungen, so dass der Fahrer das Warnsystem eher als störend empfinden könnte. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Warnsystemen besteht darüber hinaus das Problem, dass Krümmungen falsch geschätzt werden und dass wichtige Parameter, die für die Berechnung der möglichen Durchfahrtsgeschwindigkeit durch eine Kurve relevant sind, unbekannt sind, wie z.B. der Straßenzustand (Oberflächenbelag, Laub, Nässe, Eis), der Reifenzustand, die Fahrbahnneigungen usw.. Bei einer Warnung in Abhängigkeit von der aktuellen Geschwindigkeit zur möglichen Durchfahrtsgeschwindigkeit ist daher ein relativ hoher Testaufwand vor Systemfreigabe erforderlich. Die mögliche Durchfahrtsgeschwindigkeit (Grenzgeschwindigkeit) lässt sich dabei durch Gleichsetzen von Zentrifugalkraft und Haftreibungskraft berechnen. Die Geschwindigkeitsabhängigkeit erklärt sich dabei durch einen zunehmenden Aquaplaningeffekt auf nassen Fahrbahnbelägen.
  • Des Weiteren spielt die Straßenquerneigung eine wichtige Rolle, z.B. können auf einem Hochgeschwindigkeitsoval durch die starke Querneigung trotz kleiner Radien hohe Geschwindigkeiten gefahren werden. Demnach müssen für eine exakte Bestimmung der Grenzgeschwindigkeit sehr viele Parameter bekannt sein, die unter Umständen durch Umweltsensoren detektiert werden müssen. Dabei lassen sich die Parameter in fahrzeugtypische (Reifenzustand, Fahrwerk, aktuelle Geschwindigkeit), fahrbahntypische (Belag, Neigung, Querneigung) und wettertypische (Regen, Temperatur, Eis, Laub) Parameter aufteilen.
    •
  • Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
  • Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Warnsystem, welches die Funktion eines Kurvenwarnsystems erfüllt, zur Verfügung zu stellen, welches einen geringeren Testaufwand erfordert und unnötige Warnungen vermeidet.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Warnsystem mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
  • Die Grundidee der Erfindung ist die Verknüpfung eines Kurvenwarnsystems mit rechtlichen Geschwindigkeitsbegrenzungen, wobei das Kurvenwarnsystem eine Warneinrichtung enthält, die einen Fahrer des Fahrzeugs warnt, wenn der Fahrer trotz Einhaltung der vorgeschriebenen Geschwindigkeitsbegrenzung die Kurve nicht sicher durchfahren kann.
  • Ein Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass das Warnsystem mit wenigen Warnungen auskommt, weil in der Regel Geschwindigkeitslimits an kritischen Kurven aufgestellt sind. Lediglich vor Krümmungen, an denen keine Warnungen in Form von Hinweisschildern angebracht sind, würde gewarnt werden, d.h. das Warnsystem schließt gewissermaßen eine Sicherheitslücke. Auch wird der Fahrer nicht zum Austesten des Warnsystems ermutigt. Dazu basiert gemäß Anspruch 2 das Kurvenwarnsystem auf digitalen Kartendaten. Dabei ist in den Daten ein Ergebnis oder ein Zwischenergebnis, aus dem man das Endergebnis z.B. unter Berücksichtigung von weiteren, mit Sensoren bestimmten, Parametern oder fahrbahntypischen Parametern, etc. errechnen kann, abgelegt, ob die jeweilige Kurve mit der gesetzlich vorgeschriebenen Geschwindigkeit durchfahren werden kann oder nicht. Sollte dies nicht der Fall sein, handelt es sich bei der hier gewählten Terminologie um eine kritische Kurve. Das Warnsystem würde den Fahrer unabhängig von seiner aktuellen Geschwindigkeit vor einer solchen kritischen Kurve warnen. Der Fahrer würde also nur gewarnt werden, wenn er trotz Einhaltung der vorgeschriebenen Geschwindigkeitsbegrenzung die Kurve nicht sicher durchfahren könnte. Da ein Fahrer in der Regel etwas schneller fährt als vorgeschrieben, kann hierbei noch ein Sicherheitsaufschlag von z.B. 10% oder 10 Stundenkilometer berücksichtigt werden. Fahrer die sich nicht an diese Vorschriften halten, werden u.U. nicht gewarnt. Dies hat den Vorteil, dass das System nicht zur Geschwindigkeitsübertretung ermutigt, weil der Fahrer davon ausgeht, dass er notfalls in kritischen Situationen ohnehin gewarnt würde. Der Testaufwand wird für das Warnsystem minimiert, weil nicht für jede Kurve die genaue Grenzgeschwindigkeit ermittelt werden muss, sondern nur die Klassifikationsaufgabe „ist mit gesetzlichem Limit sicher durchfahrbar: JA/NEIN" zu lösen ist. Da digitale Karten die Basis für die Warnung sind, wird nur ein geringer Datensatz benötigt, weil im wesentlichen nur JA/NEIN-Informationen notwendig sind.
  • Neben dem (ggf. Zwischen-)Ergebnis und vielen weiteren Daten würden auch fahrbahntypische Parameter (Neigung, Querneigung, Belag, etc.) – sofern sie bekannt sind – mit in den digitalen Kartendaten abgelegt sein und/oder mit geeigneten Sensoren online erfasst werden.
  • Es ist von Vorteil, dass das Warnsystem ein Geschwindigkeitswarnsystem enthält, das mit dem Kurvenwarnsystem in Verbindung steht und einen Fahrer des Fahrzeugs vor Übertretung einer gesetzlich vorgeschriebenen Geschwindigkeitsbegrenzung warnt. Durch Kommunikation des Kurvenwarnsystem mit dem Geschwindigkeitswarnsystem ist ein erweitertes Warnsystem gewährleistet. Im Falle einer Geschwindigkeitsübertretung seitens des Fahrers des Fahrzeugs warnt das Geschwindigkeitswarnsystem, ansonsten das Kurvenwarnsystem. Auf diese Weise kann eine Kurvenwarnung in bestimmten Situationen vermieden werden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Warnungen über eine optische und/oder akustische und/oder haptische Ausgabe gegeben sind. Dadurch ist gewährleistet, dass die Warnungen dem Fahrer des Fahrzeugs über seine Sinnesorgane schnell zugeleitet werden.
  • Vorzugsweise enthält das Warnsystem ein Navigationssystem, das mit dem Kurven- und Geschwindigkeitswarnsystem in Verbindung steht und auf Grundlage digitaler Daten auf der digitalen Karte Fahrhinweise an den Fahrer gibt. Dies trägt der Tatsache Rechnung, dass der Fahrer des Fahrzeuges häufig zusätzlich noch Angaben über die Routenplanung benötigt.
  • Auch können bei dem Navigationssystem die Fahrhinweise über eine optische oder akustische Ausgabe gegeben sein.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Kurvenwarnsystem und das Geschwindigkeitswarnsystem sowie das Navigationssystem mit Umweltsensoren in Verbindung stehen, die die Umweltbedingungen in der Kurvenkrümmung vermessen. Zu den digital abgelegten Daten kommen also noch zusätzliche Informationen von Umweltsensoren hinzu, wodurch sich die Einschätzung, welche Kurve kritisch ist, auf die jeweiligen Umweltbedingungen anpassen lässt. Bei den Umweltsensoren kann es sich beispielsweise um Regensensoren, Temperatursensoren, Neigungssensoren oder auch Reifendrucksensoren handeln. In den digitalen Kartendaten sollten zu den gesetzlich vorgeschriebenen Geschwindigkeiten auch Zusatzinformationen wie z.B. „bei Nässe" abgelegt sein, so dass eine Ergebniskorrelation mit den aktuellen gesetzlichen Geschwindigkeitsbegrenzungen auch bei unterschiedlichen Umweltbedingungen optimal erfolgen kann.
  • Schließlich sieht die Erfindung ein Verfahren zur Warnung vor Krümmungen eines Verkehrsweges vor, bei dem ein Kurvenwarnsystem einen Fahrer des Fahrzeugs warnt, wenn der Fahrer trotz Einhaltung einer vorgeschriebenen Geschwindigkeitsbegrenzung eine Kurve nicht sicher durchfahren kann.
    •
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen in schematischer Darstellung:
  • 1 eine schaubildliche Ansicht des erfindungsgemäßen Warnsystems, und
  • 2 eine schaubildliche Ansicht des Warnsystems mit einem Geschwindigkeitswarnsystem und einem Navigationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
  • 1 zeigt ein Warnsystem 100, das ein Kurvenwarnsystem 10 mit einer digitalen Karte 11 enthält. Die digitale Karte 11 weist digitale Daten auf, in denen ein Ergebnis abgelegt ist, welches zeigt, ob eine gesetzlich vorgeschriebene Geschwindigkeit in einer Kurve mit einer berechneten Grenzgeschwindigkeit, mit der ein Fahrzeug die Krümmung sicher durchfahren kann, korrespondiert.
  • Das Kurvenwarnsystem 10 enthält darüber hinaus eine Warneinrichtung, die einen Fahrer eines Fahrzeuges warnt, wenn der Fahrer trotz Einhaltung der vorgeschriebenen Geschwindigkeitsbegrenzung die Kurve nicht sicher durchfahren kann. Dabei ist die Warnung über optische und/oder haptische und/oder akustische Ausgaben 12, 17, 13 gegeben. Der Fahrer wird nur gewarnt, wenn er trotz Einhaltung der vorgeschriebenen Geschwindigkeitsbegrenzung eine Kurve nicht sicher durchfahren kann. Da ein Fahrer in der Regel etwas schneller fährt als vorgeschrieben, würde hierbei noch ein Sicherheitsaufschlag von z.B. 10% oder 10 Stundenkilometer berücksichtigt. Fahrer die sich nicht an diese Vorschriften halten, werden u.U. nicht gewarnt. Dies hat den Vorteil, dass das System nicht zur Geschwindigkeitsübertretung ermutigt, weil der Fahrer davon ausgeht, dass er notfalls in kritischen Situationen ohnehin gewarnt wird. Falls der Fahrer die Kurve nicht sicher durchfahren kann, handelt es sich in der hier gebrauchten Terminologie um eine kritische Kurve. Das Warnsystem 100 mit dem Kurvenwarnsystem 10 wird den Fahrer dann unabhängig von seiner aktuellen Geschwindigkeit vor einer solchen kritischen Kurve warnen. Wenn beispielsweise die aktuelle Geschwindigkeit unter einem Grenzwert liegt, z.B. 30 Stundenkilometer, erfolgt keine Warnung. Wenn die aktuelle Geschwindigkeit deutlich, z.B. mehr als 50% unter der möglichen Durchfahrtsgeschwindigkeit liegt, erfolgt ebenfalls keine Warnung. In diesem Fall sind in den digitalen Daten auf der digitalen Karte 11 allerdings zusätzlich zum Klassifikationsergebnis noch die Geschwindigkeiten gespeichert.
  • Die Warnung erfolgt über optische und/oder haptische und/oder akustische Ausgaben 12, 17, 13. Hierbei können – bei entsprechendem Vorhandensein – in den digitalen Daten, auch noch Zusatzinformationen gegeben sein (Doppelkurve erst links, Doppelkurve erst rechts, Linkskurve, Rechtskurve, kurvige Strecke). Innerhalb einer kurvigen Strecke kann vor besonders scharfen Kurven noch extra gewarnt werden. Die Warnungen können dabei unabhängig von einer aktiven Routenführung erfolgen. Bei aktiver Routenführung wird eine Warnung unterdrückt, falls gleichzeitig ein Fahrhinweis gegeben ist. Bei nicht aktiver Routenführung kann man unter der Annahme warnen, dass der Fahrer der Vorfahrtsstraße folgt. Falls es unklare Situationen gibt (T-Kreuzung, Gabelung) kann alternativ eine Kreuzungswarnung erfolgen, die eine geringere Geschwindigkeit impliziert.
  • Aus 2 geht hervor, dass das Warnsystem 100 noch ein Geschwindigkeitswarnsystem enthalten kann, das mit dem Kurvenwarnsystem 10 in Verbindung steht und einen Fahrer des Fahrzeugs vor Übertretung einer gesetzlich vorgeschriebenen Geschwindigkeitsbegrenzung warnt. Im Falle einer Geschwindigkeitsübertretung warnt das Geschwindigkeitswarnsystem 14, ansonsten das Kurvenwarnsystem 10. Somit ist ein erweitertes Warnsystem gegeben. Eine Warnung könnte bei sehr kleinen Geschwindigkeiten (z.B. unter 30 Stundenkilometer) unterdrückt werden. Außerdem könnte man unterdrücken, wenn die aktuelle Geschwindigkeit deutlich unter der möglichen Durchfahrtsgeschwindigkeit liegt, z.B. unter 50%. Im Wesentlichen wird die Warnung aber unabhängig von der aktuellen Geschwindigkeit gegeben, wodurch verhindert wird, dass der Fahrer das System „austestet", d.h., dass er geneigt ist, eine Warnung zu generieren und erst danach abbremst oder dass er trotz Warnung ungebremst durch die Kurve zu fahren versucht. Falls jedoch ein explizites Kurvenwarnschild an der Straße steht und dies dem Warnsystem 100 bekannt ist, kann eine Warnung dennoch erfolgen. Falls abhängig von der aktuellen Geschwindigkeit gewarnt würde, müsste die genaue Grenzgeschwindigkeit aller Kurven durch einen Fahrtest verifiziert oder korrigiert werden.
  • Das Warnsystem 100 weist darüber hinaus noch ein Navigationssystem 15 auf, das Fahrhinweise an den Fahrer gibt, wodurch Kurvenwarnungen unterdrückt werden, wenn gleichzeitig Fahranweisungen gegeben werden. Ein Abbiegemanöver beispielsweise entspricht einer sehr engen Kurve. Hier wird der Fahrer aber die Information „in 300 m rechts abbiegen" bekommen. Damit ist der Fahrer explizit gewarnt, dass ein enge Kurve in 300 m zu erwarten ist.
  • Zusätzlich zu den digital abgelegten Daten in der digitalen Karte 11 können Informationen von Umweltsensoren 16 vorliegen. Die Umweltsensoren 16 können beispielsweise Regensensoren, Temperatursensoren, Neigungssensoren oder auch Reifendrucksensoren sein. Damit lässt sich die Einschätzung, welche Kurve kritisch ist, auf die jeweiligen Umweltbedingungen anpassen. Dies bedeutet auch, dass die normale Grenzgeschwindigkeit in den digitalen Kartendaten vorhanden sein muss oder dass die Kurvenkrümmung mit einem oder mehreren anderen Sensoren erfasst wird. Denkbar ist dabei, dass optisch und akustisch unterschiedliche Warnungen erfolgen, z.B. kann optisch die Straße als Pseudo-3D-Grafik dargestellt werden, während akustisch eine Warnmeldung erfolgt. Denkbar ist auch, optisch ein Warnzeichen einzublenden, entweder in einer 1-DIN-Anzeige, einer 2-DIN-Kartenanzeige, einem Kombidisplay oder einem Head-up-Display. Auch kann in dem Warnsystem 100 in Kombination mit einem Spurerkennungssystem (z.B. auf Videobasis) eine Situationserkennung gegeben sein (Detektion, ob sich das Fahrzeug auf der Abbiegespur befindet). Entsprechend können Warnungen gezielt gesprochen oder unterdrückt werden.

Claims (17)

  1. Warnsystem für eine Kurve, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kurvenwarnsystem (10) eine Warneinrichtung enthält, die einen Fahrer eines Fahrzeuges warnt, wenn der Fahrer trotz Einhaltung einer vorgeschriebenen Geschwindigkeitsbegrenzung die Kurve nicht sicher durchfahren kann.
  2. Warnsystem (100), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsystem eine digitale Karte (11) enthält und die digitale Karte (11) digitale Daten aufweist, in denen ein Ergebnis abgelegt ist, welches zeigt, ob eine gesetzlich vorgeschriebene Geschwindigkeit für die Kurve mit einer berechneten Grenzgeschwindigkeit, mit der ein Fahrzeug die Krümmung sicher durchfahren kann, korrespondiert.
  3. Warnsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsystem ein Geschwindigkeitswarnsystem (14) auf Basis digitaler Daten in der digitalen Karte (11) und/oder auf Basis eines Videoerkennungssystems und/oder auf Basis eines Funkwarnsystems enthält, das mit dem Kurvenwarnsystem (10) in Verbindung steht und den Fahrer des Fahrzeuges vor Übertretung einer gesetzlich vorgeschriebenen Geschwindigkeitsbegrenzung warnt.
  4. Warnsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnung über eine optische und/oder akustische und/oder haptische Ausgabe (12, 13, 17) gegeben ist.
  5. Warnsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsystem (100) ein Navigationssystem (15) auf Basis digitaler Daten in der digitalen Karte (11) enthält, das mit dem Kurvenwarnsystem (10, 14) in Verbindung steht und dem Fahrer des Fahrzeuges Fahrhinweise gibt, die Kurvenwarnungen unterdrücken.
  6. Warnsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrhinweise über die optische und/oder akustische Ausgabe (12, 13) gegeben sind.
  7. Warnsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurven- und Geschwindigkeitswarnsystem (10, 14) sowie das Navigationssystem (15) mit Umweltsensoren (16) in Verbindung stehen, die die Umweltbedingungen auf der Straße bestimmen und/oder mit Fahrzeugsensoren in Verbindung stehen, die Fahrzeugparameter wie z.B. Beladung, Reifenzustand, Schwerpunkt, etc. bestimmen.
  8. Warnsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die genaue Grenzgeschwindigkeit verrechenbar ist.
  9. Warnsystem nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass keine Warnung gegeben ist, wenn die aktuelle Geschwindigkeit erheblich unter der möglichen Durchfahrtsgeschwindigkeit liegt.
  10. Warnsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor besonders scharfen Kurven eine Extrawarnung gegeben ist und/oder bei kurvenreichen Strecken Warnungen unterdrückt werden können.
  11. Warnsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsystem mit einem Situationserkennungssystem gekoppelt ist, so dass Warnungen gezielt gesprochen und/oder unterdrückt werden können.
  12. Warnsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das Kurvenwarnsystem (10) ein Kreuzungswarner integriert wird, der bei Ausbleiben von Fahrhinweisen an einer Kreuzung warnt.
  13. Verfahren zur Warnung vor Kurven, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kurvenwarnsystem (10) einen Fahrer des Fahrzeuges warnt, wenn der Fahrer trotz Einhaltung einer vorgeschriebenen Geschwindigkeitsbegrenzung die Kurve nicht sicher durchfahren kann.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein in digitale Daten einer digitalen Karte (11) des Kurvenwarnsystems (10) abgelegtes Ergebnis aufzeigt, ob eine gesetzlich vorgeschriebene Geschwindigkeit in der Kurve mit einer berechneten Grenzgeschwindigkeit, mit der ein Fahrer eines Fahrzeugs die Krümmung sicher durchfahren kann, korrespondiert.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Geschwindigkeitswarnsystem (14) mit dem Kurvenwarnsystem (10) in Verbindung gebracht wird und den Fahrer des Fahrzeugs vor Übertretung einer gesetzlich vorgeschriebenen Geschwindigkeitsbegrenzung warnt.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in das Kurvenwarnsystem (10) ein Kreuzungswarner integriert wird, der bei Ausbleiben von Fahrhinweisen an einer Kreuzung warnt.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein eines Warnschildes immer gewarnt wird.
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