DE102011080761A1

DE102011080761A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Geschwindigkeitswarnung, insbesondere Kurvenvorwarnung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102011080761A1
Application number: DE102011080761A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Niem; Andreas Vogel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2013-02-14
Also published as: FR2978946A1; CN102951147A; ITMI20121373A1; CN102951147B; FR2978946B1

Abstract

Bei einem Verfahren zur Durchführung einer Geschwindigkeitswarnung, insbesondere einer Kurvenvorwarnung für ein Kraftfahrzeug, bei dem eine Steuereinheit (5) auf der Basis von Kartendaten (2) für einen vorgebbaren vorausliegenden Streckenteil eine Krümmung (χ Kurve) der Strecke berechnet und daraus eine maximale Kurvengeschwindigkeit als Empfehlung berechnet und ausgegeben wird, wobei die Berechnung der maximalen Kurvengeschwindigkeit durch den Fahrer beeinflussbar ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass bei der Berechnung einer ersten maximalen Kurvengeschwindigkeit (Vmax) die zu erwartenden Lenkfehler des Fahrers in Form einer wahrscheinlichen Fehlkrümmung (χ Fehl) berücksichtigt werden, die zur Streckenkrümmung (χ Kurve) hinzu addiert wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung einer Geschwindigkeitswarnung für ein Kraftfahrzeug, bei dem eine Steuereinheit auf der Basis von Kartendaten für einen vorgebbaren vorausliegenden Streckenteil eine Krümmung der Strecke berechnet und daraus eine maximale Geschwindigkeit als Empfehlung berechnet und ausgegeben wird, wobei die Berechnung der maximalen Geschwindigkeit durch den Fahrer beeinflussbar ist.
Ein gattungsgemäßes Verfahren ist beispielsweise aus der DE 10 2006 028 277 A1 bekannt.
Geschwindigkeitswarner, insbesondere Kurvenwarner sind aus dem Stand der Technik gut bekannt. Die Kurvenwarner berechnen vorab, mit welcher maximalen Geschwindigkeit ein Fahrzeug die bevorstehende Kurve durchfahren sollte und geben das Ergebnis als Empfehlung an den Fahrer aus, insbesondere durch eine optische Anzeige. Die in Kurven tatsächlich gefahrene bzw. fahrbare Geschwindigkeit hängt offenbar von der physikalisch möglichen Geschwindigkeit ab, die durch die Straßengeometrie, wie Krümmung und Straßenbreite bestimmt wird, ebenso aber von Umfeldfaktoren, wie Straßenzustand, Sichtbarkeit des Straßenverlaufes, sowie auch vom Fahrverhalten des Fahrers. Die Berechnung dieser Kurvengrenzgeschwindigkeit stützt sich häufig, vergleiche zum Beispiel DE 42 05 979 A1 , auf die physikalisch definierte Grenzgeschwindigkeit, die sich aus der Querbeschleunigung a und dem Kurvenradius R berechnet V = √a·R , wobei sich a unter anderem aus dem Reibwert der Reifen ergibt. Wissenschaftliche Untersuchungen, wie beispielsweise K. H. Schimmelpfennig, N. Hebing, Geschwindigkeiten bei kreisförmiger Kurvenfahrt Stabilitäts- und Sicherheitsgrenze, in: der Verkehrsunfall, Mai 1982, Heft 5, Seiten 97–99, belegen, dass in der Realität die Kurve nicht mit dieser physikalisch möglichen Grenzgeschwindigkeit durchfahren wird. Offensichtlich spielen Umfeldfaktoren und persönlicher Fahrstil in schwer erklärbarer Weise in das tatsächliche Fahrverhalten hinein. In der genannten Arbeit wurden sehr viele Fahrten untersucht und analysiert. Es wird im Ergebnis eine Formel der Art V = c + b·lnR hergeleitet, wobei R den Kurvenradius, c und b jeweils eine Regressionskonstante bezeichnen.
Dieses bekannte Modell ist jedoch nur von begrenzter Erklärungskraft. Es erklärt nicht, warum auf Autobahnen weit höhere Kurvengeschwindigkeiten erreicht werden, als nach dieser Formel erlaubt. Es wird keine Erklärung geliefert, warum die Geschwindigkeit nur mit dem Logarithmus anwachsen sollte. Ein Mangel des durch die Formel beschriebenen Modells wird insbesondere auch darin sichtbar, dass für gerade Strecken die Geschwindigkeit durch den Logarithmus ins Unendliche wachsen würde. Die bekannten Modelle können bisher keine Deckelung der maximalen Kurvengeschwindigkeit beschreiben. Die Regressionskonstanten gelten immer nur für eine konkrete Situation, das heißt abhängig von der jeweiligen Beleuchtung, Straßenbreite, Wetter und vielen weiteren Parametern, und müssen somit für jede Situation gelernt werden. Da keine Begründung für diese Parameter angegeben wird, ist eine Prädiktion der Parameter für unbekannte Situationen nicht möglich. Nachteilig ist weiterhin, dass diese Formel einen sehr breiten Unsicherheitsbereich hat. Es ist schließlich auch nicht ganz klar, welche Faktoren die Regressionsparameter ändern. Zusammenfassend ergibt sich, dass mit diesen sehr vagen Aussagen die Programmierung eines Kurvenwarners nur wenig unterstützt wird.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden ein erfindungsgemäßes Verfahren sowie eine Vorrichtung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen vorgestellt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass bei der Berechnung einer ersten maximalen Geschwindigkeit die zu erwartenden Lenkfehler des Fahrers in Form einer wahrscheinlichen Fehlkrümmung berücksichtigt werden, die zur Streckenkrümmung hinzu addiert wird.
Der Erfindung liegt die Idee eines plausiblen, erklärungskräftigen und leicht durch Berücksichtigung weiterer Aspekte erweiterbaren Modells des Kurvenfahrverhaltens zu Grunde, das nur wenige freie Parameter enthält und zur leichten Implementierung in einem Kfz-Kurvenwarner geeignet ist. Das Modell geht davon aus, dass das Fahrzeug nicht auf der idealen Linie fahren wird, sondern um diese Ideallinie mit den zusätzlichen Fehlkrümmungen schwanken wird. Dadurch wird ein Lernen und Vorhersagen der maximalen Geschwindigkeit beziehungsweise Kurvengeschwindigkeit auch für unbekannte Situationen ermöglicht. Der Kurvenbeziehungsweise Geschwindigkeitswarner muss nicht ganze Situationen immer wieder neu lernen. Das Verfahren ist auch für unendlich große Kurvenradien, also für den Geradeausfall, anwendbar. Durch Berücksichtigung der auch in diesem Fall real auftretenden Fehlkrümmungen ergibt sich hier eine Deckelung der maximalen Geschwindigkeit, so dass die Kurvenvorwarnung auch auf gerader Strecke eine sinnvolle Geschwindigkeitsempfehlung liefert.
Gemäß einer ersten Weiterbildung der Erfindung wird die wahrscheinliche Fehlkrümmung aus den tatsächlichen Lenkfehlern des Fahrers abgeleitet, wobei die Lenkfehler mittels eines Lenkwinkelsensors ermittelt werden. Die wahrscheinliche Fehlkrümmung kann demnach in wenig aufwändiger Weise ermittelt beziehungsweise für zukünftige Situationen gelernt werden.
Die genannte Weiterbildung kann vorteilhaft ergänzt werden, indem die Langfristplanung des Fahrers, wie sie sich aus dem sichtbaren Kurvenbereich ergibt, in die Kurvenvorwarnung einbezogen wird. Dazu wird eine Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, gemäß der eine zweite maximale Geschwindigkeit aus dem Quotienten aus dem sichtbaren Kurvenbereich und einer fahrertypischen Zeit zur Vorbereitung zukünftiger Lenkmanöver ermittelt wird, und anschließend das Minimum der ersten und zweiten maximalen Geschwindigkeit ermittelt und ausgegeben wird.
Bei einer als besonders vorteilhaft angesehenen weiteren Weiterbildung, die die bisher genannten Weiterbildungen ergänzt, indem auch kurzfristige Lenkkorrekturen Berücksichtigung finden und die auch auf geraden Strecken anwendbar ist, wird eine dritte maximale Geschwindigkeit aus dem Quotienten aus einem für Lenkkorrekturbewegungen noch zur Verfügung stehenden Fahrbahnbereich und einer für die Lenkkorrekturbewegungen erforderlichen fahrertypischen Reaktionszeit ermittelt, und anschließend wird das Minimum der ermittelten maximalen Geschwindigkeiten ermittelt und ausgegeben.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
1 eine Skizze zur Verdeutlichung eines Ausführungsbeispiels zur geometrischen Ableitung des sichtbaren Kurvenbereichs,
2 eine Skizze zur Verdeutlichung eines Ausführungsbeispiels zur geometrischen Ableitung der Bedingungen, um das Fahrzeug trotz Lenkkorrekturbewegungen innerhalb des Fahrstreifens zu halten,
3 eine schematische Darstellung eines Blockschaltbilds zur Verdeutlichung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
4 ein Diagramm zur Darstellung eines Vergleichs zwischen der gemäß dem Stand der Technik und einer gemäß der Erfindung berechneten maximalen Kurvengeschwindigkeit,,
5 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Für die folgenden geometrischen Herleitungen wird der Kurvenradius benutzt. Die Krümmung χ ist als die Inverse des Kurvenradius R definiert, also: R = 1/χ.
Die Betrachtung von Krümmungen ist für Lenkmanöver einfacher, da Krümmungswerte direkt addiert werden können (ein Drehen am Lenkrad verursacht eine zusätzliche Krümmung in der Trajektorie des Fahrzeuges). Dies kann durch einfache Addition der Krümmungen χ beschrieben werden.
Bei den eingangs zitierten bekannten Ansätzen zur Berechnung der maximalen Kurvengeschwindigkeit wird stets mit einer Krümmung gerechnet, die sich aus den Kartendaten (eventuell noch mit einem Kurvenschneiden) ergibt. Demgegenüber wird erfindungsgemäß noch die Fehlkrümmung beachtet, die sich aus den einkalkulierten Lenkmanövern ergibt. Denn die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs muss auch dann noch unter der physikalisch erlaubten Höchstgeschwindigkeit liegen, wenn zum Kurvenradius aus dem Kartenmaterial noch die wahrscheinliche Fehlkrümmung addiert wird, die den zu erwartenden Lenkfehlern des Fahrers entspricht. Die zu erwartende Fehlkrümmung kann beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Lenkwinkelsensors ermittelt und der erhaltene Durchschnittswert dann gelernt werden. Im einzelnen können eine Anzahl von Messwerten des Lenkwinkelsensors aufgezeichnet werden, woraus anschließend – gegebenenfalls nach einer Bewertung der einzelnen Lenkmanöver, ob diese anhand vorgebbarer Kriterien als relevant gelten sollen oder nicht – ein Durchschnittswert gebildet wird, aus welchem schließlich die zu erwartende Fehlkrümmung bestimmt wird.
Die Höchstgeschwindigkeit aus der Seitensteifigkeit ermittelt sich zunächst, wie im Stand der Technik bekannt, über die maximale Querkraft a. Damit ergibt sich diese ‚maximale Kurvengeschwindigkeit aus der Physik’ gemäß
Diese an sich bekannte Formel wird nun modifiziert durch die Addition der Fehlkrümmung aus den zu erwartenden Lenkfehlern zur eigentlichen (also in Realität zu fahrenden) Streckenkrümmung, also
Gemäß diesem erfindungsgemäßen Modell können einem erfahrenen Fahrer höhere Geschwindigkeiten als einem unerfahrenen empfohlen werden, da die Fehlkrümmung im Falle eines erfahrenen Fahrers geringer ist. Schon allein die Hinzunahme dieser Fehlkrümmung in die an sich bekannte Formel sorgt bereits dafür, dass die maximale Kurvengeschwindigkeit nicht ins Unendliche wächst.
Weitere erfinderische Überlegungen zur realistischen Modellierung des Fahrverhaltens in Kurven knüpfen an die Erkenntnis an, dass der Fahrer für die Planung der zukünftigen Lenkmanöver nur auf den sichtbaren Kurvenbereich zurückgreifen kann. Dieser sichtbare Bereich S_sichtbar, vergleiche 1, kann mittels eines Umfelderfassungssystems gemessen werden. Besonders gut eignet sich dazu ein Videosystem. Alternativ kann der sichtbare Bereich auch aus den Kartendaten geschätzt werden. Bei einem Kurvenradius von R und einer Fahrbahnbreite von B ergibt sich, vergleiche 1, mittels einfacher geometrischer Überlegungen für den dargestellten Fall einer kreisbogenförmigen Kurve ein einsehbarer Bereich gemäß
Für die Planung beziehungsweise Vorbereitung der zukünftigen, an den sichtbaren Bereich anschließenden Fahrmanöver benötigt der Fahrer eine typische Zeit T. Die gegenwärtige Kurve behindert, umso mehr, je kleiner S_sichtbar ist, sozusagen den Blick des Fahrers in die Zukunft. Somit ergibt sich die ‚maximale Kurvengeschwindigkeit bedingt durch die Langfristplanung’ zu v = S_sichtbar/T. Kennt der Fahrer die gefahrene Strecke, benötigt er eine wesentlich kürzere Zeit T’, um die Lenkmanöver vorzubereiten. Somit wird auf bekannter Strecke mit höherer Kurvengeschwindigkeit gefahren. Dieser Ansatz erklärt auch, warum bei sehr unübersichtlichen Kurven langsamer gefahren wird als bei übersichtlichem Gelände.
Die sichtbare Strecke S_sichtbar kann also per Umfelderfassungssystem wie Video, Radar oder aus den Kartendaten berechnet werden. Ebenso kann die Vorbereitungszeit T für unbekanntes und für bekanntes Gelände gelernt werden, da dies eine fahrertypische Kennzahl ist. Dies erlaubt eine Vorhersage dieser maximalen Kurvengeschwindigkeit für neue Fahrstrecken.
Im Übrigen erfolgte die Herleitung der Sichtweite gemäß 1 für den Fall einer kreisbogenförmigen Kurve. Analog kann die Sichtweite natürlich für den Fall einer Klothoidenkurve oder jeder anderen Form hergeleitet werden.
Die genaue Kurvenform ist im Nahbereich z.B. mittels Video erfassbar, auf mittlere Entfernungen mittels Radar (indem, beispielsweise, vorausfahrende Fahrzeuge getrackt werden) und für den weit entfernten Bereich kann auf die gespeicherte digitale Karte zurückgegriffen werden.
Auf die Sichtweite haben auch die aktuellen Witterungseinflüsse Einfluss. So reduzieren Nebel, Dunkelheit, Regen usw. die Sichtweite. Diese Umweltbedingungen können nach ganz verschiedenen Verfahren bestimmt werden und dann in die Ermittlung der hier in Rede stehenden maximalen Kurvengeschwindigkeit Eingang finden. So ist die Dunkelheit – für das Steuergerät – beispielsweise an den eingeschalteten Leuchten oder auch ganz einfach an der Uhrzeit erkennbar. Regen wird zum Beispiel mittels Regensensor oder aktivem Scheibenwischer erkannt. Nebel ist unter anderem beispielsweise an einer aktiven Nebelschlussleuchte oder auch aus Verkehrsmeldungen zu erkennen.
Darüber hinaus wird die Sichtweite unter anderem auch von der Bebauung oder Bepflanzung der Straße beeinflusst. Dies kann z.B. durch Analyse von Kamerabildern erkannt werden, oder auch aus der Karte entnommen werden, sofern die Karte entsprechende Daten aufweist. Typische Sichtweiten sind auch aus der aktuell befahrenen Straßenklasse ableitbar. So ist auf Autobahnen eine weitere Sicht als auf Landstraßen gegeben. Die jeweilige Straßenklasse ist aus der digitalen Karte ablesbar oder auch per Video anhand typischer Merkmale für die jeweilige Straßenklasse ableitbar, beispielsweise mittels Schilderkennung. Ein erkanntes Verkehrszeichen, beispielsweise "Achtung starke Kurve“, ist natürlich auch ein starker Hinweis auf eine eingeschränkte Sichtweite.
Nachdem der Fahrer die langfristigen, zukünftigen Lenkmanöver überlegt hat, müssen diese nur noch umgesetzt werden. Dazu muss der Fahrer immer wieder am Lenkrad nachregeln. Das Ziel ist dabei, das Fahrzeug innerhalb des erlaubten Fahrstreifens zu halten. Die Breite des zur Verfügung stehenden Fahrstreifens kann z.B. mittels Videosensorik vermessen werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird zur Modellierung dieses Teilsaspekts des Kurvenfahrverhaltens davon ausgegangen, dass der Fahrer einen typischen Lenkfehler macht beziehungsweise in seinem Fahrverhalten diesen Lenkfehler einkalkuliert. Dieser äußert sich auf die Art, dass auf die eigentlich erforderliche Streckenkrümmung noch eine Fehlkrümmung addiert werden muss. Wegen dieser Fehlkrümmung würde das Fahrzeug den Fahrstreifen verlassen. Die Fehlkrümmung entspricht einem Fehlradius R_Fehl. Bei einer verbleibenden Fahrbahnbreite B_Verbleib (das ist die Breite des Fahrstreifens abzüglich der Breite des Autos) würde das Fahrzeug nach einer verbleibenden Restlänge (Fahrbahnbereich)
den Fahrstreifen verlassen, wie aus 2 geometrisch ableitbar ist. Innerhalb der Reaktionszeit des Fahrers muss nun eine Korrektur erfolgen, wobei dem Fahrer genau dieser Fahrbahnbereich S_verlassen zur Verfügung steht, um noch zu reagieren. Somit ergibt sich eine ’maximale Kurvengeschwindigkeit aus der Kurzfristkorrektur’ zu v = S_verlassen/T.
Diese Formel zeigt, und zwar empirisch richtig: Je enger die befahrbare Straßenkurve ist, desto langsamer fährt das Fahrzeug. Weiterhin gilt, dass sich mit wachsender Erfahrung des Fahrzeugführers eine kleinere Fehlkrümmung ergibt und somit eine höhere Kurvengeschwindigkeit möglich ist.
Die Umweltbedingungen haben aber auch in diesem Kontext einen erheblichen Einfluss auf die Lenkbewegungen, das heißt auf die Fehlkrümmungen, die während der Fahrt zu berücksichtigen sind. So verursacht starker böiger Seitenwind erhebliche Lenkkorrekturen, um das Fahrzeug auf der Spur zu halten. Diese verstärkten, kurzfristigen Lenkmanöver werden gelernt und es wird dann automatisch die empfohlene Kurvengeschwindigkeit entsprechend reduziert. Ähnlich wird auch eine schlechte Straße mit vielen Schlaglöchern mit geringerer Kurvengeschwindigkeit befahren, da dort die benötigte Nachregelung sehr groß ist, also R_Fehl ein recht kleiner Wert, was zu einer geringen Kurvengeschwindigkeit führt.
Die Straßenbreite kann mittels Umfelderfassung (z.B. Video) vermessen werden. Ebenso kann damit der Straßenzustand geschätzt werden (Schlaglöcher).
Der Lenkfehler, also die Lenksicherheit des Fahrers, kann durch einen Lenkwinkelsensor ermittelt werden. Dieser Sensor misst die Lenkbewegungen und gibt damit eine Aussage über die Lenkfehler und Lenksicherheit des Fahrers. Somit sind die in der obigen Formel benötigten Werte direkt messbar, beziehungsweise der Lenkfehler als typische Größe für den Fahrer auch lernbar.
Die Formel für die Kurzfristkorrektur wurde oben, vergleiche 2, der Einfachheit halber aus der Breite des Fahrstreifens hergeleitet. In Wirklichkeit wird nicht der gesamte Fahrstreifen ausgenutzt. Der Fahrer hält das Fahrzeug vielmehr immer innerhalb eines für den jeweiligen Fahrer typischen Pendelbereichs. Diesen Bereich hält der Fahrer auch dann ein, wenn er beispielsweise über einen breiten Platz fährt. Die Breite dieses Pendelbereichs, innerhalb dessen sich das Fahrzeug wie in einem Schlauch bewegt, hängt natürlich von den jeweiligen Umweltbedingungen, der Fahrsicherheit des Fahrers und der jeweiligen Geschwindigkeit ab. Die Breite des Pendelbereichs wird nun z.B. mittels Videosensorik vermessen und gelernt.
Ist die Breite des Pendelbereichs einmal gelernt, wird dieser statt der Straßenbreite verwendet (oder das Minimum aus Straßenbreite und Pendelbereich). Damit wird klar, dass die maximale Kurvengeschwindigkeit nicht ins Unendliche wächst, nur weil sich das Fahrzeug auf einer sehr breiten Straße bewegt. Es gilt dann immer die Beschränkung aus dem Pendelbereich.
Das Blockdiagramm der 3 zeigt einen Block 11, in dem die Ermittlung einer ersten maximalen Geschwindigkeit beziehungsweise Kurvengeschwindigkeit gemäß dem ersten obigen Ausführungsbeispiel, also aus der Streckenkrümmung plus Lenkfehler erfolgt. Dabei werden gemäß Block 14 Daten einer digitalen Karte zur Bestimmung der Streckenkrümmung sowie Daten eines Lenkwinkelsensors gemäß Block 15 herangezogen. Eine zweite maximale Kurvengeschwindigkeit wird in Block 10 auf der Grundlage der Sichtweite und der Vorbereitungszeit T des Fahrers ermittelt, wobei gemäß Block 13, wie weiter oben bereits genauer beschrieben, Umfelddaten sowie die gelernte Vorbereitungszeit für Lenkmanöver T herangezogen werden. Weiterhin wird in Block 12 eine dritte maximale Kurvengeschwindigkeit ermittelt, die, wie ebenfalls weiter oben bereits näher ausgeführt, darauf beruht, dass der Fahrer trotz Lenkkorrekturbewegungen das Fahrzeug innerhalb des Fahrstreifens beziehungsweise seines individuellen Pendelbereiches hält. Dabei werden wiederum Umfelddaten sowie Daten eines Lenkwinkelsensors gemäß Block 15 herangezogen. Im folgenden Schritt 16 wird das Minimum der drei genannten Kurvengeschwindigkeiten bestimmt, welches dann zur Kurvenvorwarnung an den Fahrer gemäß Block 17 genutzt wird.
Im Diagramm der 4 ist ein Vergleich der maximalen Kurvengeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Radius einmal nach dem aus dem Stand der Technik bekannten logarithmischen Zusammenhang und einmal nach dem soeben geschilderten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Minimumbildung der drei ermittelten maximalen Kurvengeschwindigkeiten, dargestellt. Es ist erkennbar, dass das erfindungsgemäße Verfahren im Ergebnis dem bekannten Logarithmus ähnlich ist. Das erfindungsgemäße Verfahren liefert jedoch eine Erklärung, warum sich die Kurvengeschwindigkeit so verhält und die Kurvengeschwindigkeit ist auch für sehr große Radien plausibel. Außerdem wird erklärt, warum ältere Menschen (längere Reaktionszeit) und Fahranfänger (größere Fehlkrümmungen in der Steuerung) langsamer fahren als jüngere und erfahrene Fahrzeuglenker. Durch die Verwendung der Umfelderfassungssysteme des Fahrzeuges wird die empfohlene Kurvengeschwindigkeit den jeweiligen Straßen- und Lichtverhältnissen optimal angepasst. Ferner berücksichtigt das erfindungsgemäße Verfahren die Tatsache, dass bei freier Sicht schneller gefahren wird, dass auf engen Straßen der Verkehr langsamer ist und warum es zu einem Deckelungseffekt in der Kurvengeschwindigkeit kommt.
Die 5 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Die Vorrichtung 1 weist dabei einen Speicher 3 auf, in welchem eine digitale Karte 2 gespeichert ist. Auch kann der Speicher 3 lediglich mit der Vorrichtung 1 derart verbunden sein, so dass die Vorrichtung die digitale Karte 2 eines anderen Gerätes nutzen, wie beispielsweise auslesen kann. Dabei kann die Vorrichtung selbst oder das andere Gerät ein Navigationssystem sein. Die Vorrichtung 1 ist mittels eines Positionsbestimmungsmittels 4, beispielsweise mittels GPS, in der Lage, die aktuelle Position und die vor dem Gerät liegende Fahrstrecke eines Fahrzeuges zu ermitteln. Weiterhin weist die Vorrichtung 1 eine Steuereinheit 5 auf, welche mittels der Positionsdaten des Positionsbestimmungsmittels 4 und den Kartendaten der digitalen Karte 2 den vorausliegenden Straßenverlauf bestimmen kann. Darüber hinaus verfügt die Vorrichtung 1 über ein Anzeige- und/oder Warnmittel 7, mittels welchem die Vorrichtung den Bediener der Vorrichtung oder des Fahrzeugs über eine bestimmte maximale Kurvengeschwindigkeit informieren und/oder warnen kann. Die Steuereinheit 5 kann des Weiteren mit Daten eines Lenkwinkelsensors 8 sowie Daten von Umfeldsensoren 9 versorgt werden. Gelernte Eingabewerte, insbesondere eine fahrertypische Zeit zur Vorbereitung zukünftiger Lenkmanöver, können beispielsweise im Eingabemittel 6 abgespeichert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202006028277 A1 [0002]
DE 4205979 A1 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

K. H. Schimmelpfennig, N. Hebing, Geschwindigkeiten bei kreisförmiger Kurvenfahrt Stabilitäts- und Sicherheitsgrenze, in: der Verkehrsunfall, Mai 1982, Heft 5, Seiten 97–99 [0003]

Claims

Verfahren zur Durchführung einer Geschwindigkeitswarnung für ein Kraftfahrzeug, bei dem eine Steuereinheit (5) auf der Basis von Kartendaten (2) für einen vorgebbaren vorausliegenden Streckenteil eine Krümmung (χ_Kurve) der Strecke berechnet und daraus eine maximale Geschwindigkeit als Empfehlung berechnet und ausgegeben wird, wobei die Berechnung der maximalen Geschwindigkeit durch den Fahrer beeinflussbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Berechnung einer ersten maximalen Geschwindigkeit (V_max) die zu erwartenden Lenkfehler des Fahrers in Form einer wahrscheinlichen Fehlkrümmung (χ_Fehl) berücksichtigt werden, die zur Streckenkrümmung (χ_Kurve) hinzu addiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wahrscheinliche Fehlkrümmung (χ_Fehl) aus dem Fahrverhalten des Fahrers abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wahrscheinliche Fehlkrümmung (χ_Fehl) aus den tatsächlichen Lenkfehlern abgeleitet wird, wobei die Lenkfehler mittels eines Lenkwinkelsensors (8) ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite maximale Geschwindigkeit (V_max) aus dem Quotienten aus dem sichtbaren Kurvenbereich (S_sichtbar) und einer fahrertypischen Zeit zur Vorbereitung zukünftiger Lenkmanöver ermittelt wird, und dass das Minimum der ersten und zweiten maximalen Geschwindigkeit (V_max) ermittelt und ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der sichtbare Kurvenbereich (S_sichtbar) mittels Umfeldsensoren (9), insbesondere einem Videosystem, und/oder aus den Kartendaten (2) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrertypische Zeit zur Vorbereitung zukünftiger Lenkmanöver, insbesondere eine erste Zeit für bekanntes und eine zweite Zeit für unbekanntes Gelände, aus dem Fahrverhalten des Fahrers abgeleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des sichtbaren Kurvenbereichs (S_sichtbar) weiterhin auch Umfeldinformationen (9), insbesondere über aktuelle Witterungseinflüsse, herangezogen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte maximale Geschwindigkeit (V_max) aus dem Quotienten aus einem für Lenkkorrekturbewegungen noch zur Verfügung stehenden Fahrbahnbereich (S_verlassen) und einer für die Lenkkorrekturbewegungen erforderlichen fahrertypischen Reaktionszeit ermittelt wird, und dass das Minimum der ermittelten maximalen Geschwindigkeiten (V_max) ermittelt (16) und ausgegeben (17) wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des noch zur Verfügung stehenden Fahrbahnbereichs (S_verlassen) die Fahrbahnbreite (B) mittels Umfeldsensoren (9), insbesondere einem Videosystem, und/oder aus den Kartendaten (2), und die Lenkkorrekturbewegungen (8) mittels eines Lenkwinkelsensors ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkkorrekturbewegungen in ihrer Abhängigkeit von Umfeldinformationen (9), insbesondere über das Auftreten böigen Seitenwinds oder das Vorliegen von Schlaglöchern, erfasst, gelernt und bei Auftreten der entsprechenden Umfeldbedingungen herangezogen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass statt der tatsächlichen Fahrbahnbreite (B) ein fahrertypischer, insbesondere von der jeweiligen Umweltbedingungen abhängiger, Pendelbereich erfasst, gelernt und zur Berechnung der dritten maximalen Geschwindigkeit (V_max) herangezogen wird.
Vorrichtung, die zur Durchführung einer Geschwindigkeitswarnung, insbesondere einer Kurvenvorwarnung für ein Kraftfahrzeug gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist und die erste Ermittlungsmittel (2, 4) zur Ermittlung einer vorausliegenden Streckenkrümmung (χ_Kurve), zweite Ermittlungsmittel (6, 8) zur Ermittlung einer auf die zu erwartenden Lenkfehler des Fahrers zurückgehenden wahrscheinlichen Fehlkrümmung (χ _Fehl), sowie eine Steuereinheit (5) umfasst, die Mittel aufweist, welche eine erste maximale Geschwindigkeit (V_max) berechnen.