DE102013209873B4

DE102013209873B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Kollisionsvermeidung für Fahrzeuglasten und -aufbauten

Info

Publication number: DE102013209873B4
Application number: DE102013209873.1A
Authority: DE
Inventors: Rene POHLEMANN
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2013-05-28
Publication date: 2019-07-11
Anticipated expiration: 2033-05-29
Also published as: DE102013209873A1

Abstract

Vorrichtung zur Bestimmung einer Durchfahrtsmöglichkeit für ein Fahrzeug (1) unter einem Hindernis (100), umfassend eine erste Sensoreinheit (2) zur Ermittlung einer Durchfahrtshöhe (H) unter dem Hindernis (100) und eine Auswerteeinheit (5), wobei von der Auswerteeinheit (5) die ermittelte Durchfahrtshöhe (H) mit einer aktuellen Fahrzeughöhe (ha) derart verglichen wird, dass eine Warnung für den Fall ausgegeben wird, dass die ermittelte Durchfahrtshöhe (H) eine Durchfahrt des Fahrzeugs (1) unter dem Hindernis (100) nicht zulässt, wobei die aktuelle Fahrzeughöhe (ha) mittels einer zweiten Sensoreinheit (4), die auf einem Dach (10) des Fahrzeugs (1) angeordnet ist, bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine dritte Sensoreinheit (3) umfasst, die zur Erkennung eines Beladungszustands, insbesondere einer Dachlast (20), des Fahrzeugs (1) ausgebildet ist, wobei mittels einer dritten Sensoreinheit (3) erkennbar ist, ob das Fahrzeug (1) eine Last (20), insbesondere eine Dachlast aufweist, und bei Vorhandensein einer Last (20) die zweite Sensoreinheit (4) aktiviert wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Bestimmung einer Durchfahrtsmöglichkeit für ein Fahrzeug nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist bereits bekannt, in Kraftfahrzeugen eine Vielzahl von Sensoren zur Umgebungserfassung zu verwenden. Für die Messung der Entfernung zwischen einem Fahrzeug und Hindernissen bei einem Einparkvorgang sind Ultraschallsensoren bekannt. Für ein abstandsgeregeltes Folgefahren werden Radarsensoren oder Lasersensoren eingesetzt, in Abhängigkeit von deren Messdaten die Fahrzeuggeschwindigkeit an die Geschwindigkeit eines vorausfahrenden Fahrzeugs angepasst wird. Ferner sind Kamerasysteme bekannt, die Objekte in der Fahrzeugumgebung detektieren und auswerten. Diese Sensoren zur Umfeldüberwachung dienen im Allgemeinen dazu, Hindernisse zu detektieren und dem Fahrer den Abstand zwischen seinem Fahrzeug und den Hindernissen bzw. die Geschwindigkeit gegenüber den Hindernissen anzuzeigen.
Unter dem Begriff Fahrerassistenzsysteme (FAS) fasst man die in ein Kraftfahrzeug integrierten elektronischen, elektromechanischen bzw. mechatronischen Zusatzeinrichtungen zusammen, welche dazu dienen, den Fahrer zu unterstützen und zu entlasten. Fahrassistenzsysteme dienen in erster Linie der Vermeidung und Vorbeugung kritischer oder gefährlicher Situationen im Straßenverkehr. Dabei greifen die FAS selbstständig oder teilautonom in Antriebs-, Steuerungs- (z.B. Gas und Bremse) und Signalisierungseinrichtungen des Fahrzeugs ein. Des Weiteren wird der Fahrer durch geeignete Anzeigeeinrichtungen kurz vor oder während kritischer Situationen gewarnt.
Neben dem Sicherheitsaspekt sind Fahrkomfort und Verkehrseffizienz weitere Motivationen für die ständige Weiterentwicklung derartiger Systeme. Zu den drei genannten Kategorien (Sicherheit, Fahrkomfort, Verkehrseffizienz) sind jeweils eine Vielzahl von Fahrerassistenzsystemen bekannt, welche bereits heute in großer Stückzahl in diverse Fahrzeuge verbaut werden.
Diese Erfindung bezieht sich hauptsächlich auf den Bereich der Sicherheits-Fahrerassistenzsysteme. Einige dieser Systeme, wie z.B. ABS (Anti-Blockier-System), ASR (Antriebsschlupfregelung) und ESP (elektronisches Stabilitätsprogramm), gehören inzwischen zur Standardausstattung vieler Fahrzeuge und sind bereits seit Jahren im Markt etabliert. Durch die ständige Weiterentwicklung der Fahrzeug-Sensorik und durch leistungsfähigere Steuergeräte können heute zunehmend intelligentere sicherheitsrelevante Assistenzsysteme in Fahrzeuge integriert werden. Zu diesen Systemen gehören unter anderem der Bremsassistent, der Abstandsregeltempomat (ACC - Adaptive Cruise Control), die Verkehrszeichenerkennung, der Fahrspurassistent, Kollisionswarnsysteme, automatische Notbremssysteme, Fahrerzustandserkennung usw.
Dabei werden bei diesen Assistenzsystemen nicht mehr nur die Informationen der aktuellen Fahrzeugsituation ausgewertet, sondern auch verschiedenste Informationen des Fahrzeugumfeldes. Hierfür werden im Fahrzeug üblicherweise folgende Umfeldsensoren verwendet: Radar-Sensoren (z.B. für Fahrspurassistent und Abstandsregeltempomat), Light detection and ranging (Lidar)-Sensoren (z.B. für Totwinkel-Überwachung und Abstandsregeltempomat), Kamera-Sensoren (z.B. für Verkehrszeichenerkennung und Fahrspurassistent) undUltraschall-Sensoren (z.B. für Einparkhilfe). Die Sensorsysteme sind häufig multifunktional, d.h. üblicherweise muss ein Sensorsystem mehrere Assistenzsysteme abdecken. Außerdem wird für bestimmte Fahrerassistenzssteme auch die Sensordatenfusion angewendet. Dies bedeutet, dass bestimmte Informationen durch die Kombination verschiedener Sensorsignale gebildet werden, um einen genaueren System-bzw. Regeleingriff zu erzielen.
Gefahrensituationen können durch Dachaufbauten auf Kraftfahrzeugen entstehen. Kritische Situationen mit Dachaufbauten, wie z.B. Fahrräder auf einem PKW-Dachträger, ergeben sich besonders beim Einfahren in Parkhäuser oder beim Durchfahren von Einfahrten mit geringer Höhe. Ein mögliches Szenario wäre, dass der Fahrzeugführer auf längeren Fahrten seinen Dachaufbau schlichtweg vergisst. Die Folgen sind häufig schwere Schäden am Fahrzeug und am Dachaufbau, sowie Beschädigungen der nachfolgenden Fahrzeuge.
Aus der DE 10 2004 015 749 A1 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Durchfahrtsmöglichkeit für ein Fahrzeug bekannt. Dazu werden Abstandssensoren auf dem Dach des Fahrzeugs angeordnet, die in oder entgegen der Fahrtrichtung Messsignale ausstrahlen können. Die Reflektion dieser Messsignale lässt auf das Vorhandensein eines Hindernisses schließen. Eine Rechenvorrichtung kann aus den Sensorsignalen und der bekannten Position der Sensoren am Fahrzeug die Durchfahrtshöhe des Hindernisses bestimmen. Über eine entsprechende Ausgabevorrichtung wird der Fahrer vor einer drohenden Kollision gewarnt. Weiterhin ist vorgesehen, dass bei montierten Bauteilen auf dem Dach des Fahrzeugs, z.B. einem Dachgepäckträger oder einem Fahrrad, die Sensoren an den Dachaufbauten angebracht werden. Auf diese Weise können auch temporäre Aufbauten auf dem Dach des Fahrzeugs für die Bestimmung der Durchfahrmöglichkeiten berücksichtigt werden.
Aus der DE 10 2007 053 989 A1 ist ein System zur Warnung vor Hindernissen mit nicht ausreichender Durchfahrtshöhe bekannt. Dazu ist vorzugsweise ein Abstandssensor vorhanden, der den vor dem Fahrzeug liegenden Fahrraum erfasst. Dabei sind der Einbauort und der Sensortyp derart gewählt, dass gleichzeitig vorausliegende Hindernisse wie auch die Fahrbahnoberfläche erfasst werden können. Der Sensor kann nun Winkel und Abstandsinformationen erfassen, und somit vorausliegende Hindernisse vermessen. In einer Auswerteeinrichtung wird schließlich die Durchfahrtshöhe bestimmt. Anschließend kann der Fahrer akustisch, optisch oder haptisch vor einer zu geringen Durchfahrtshöhe gewarnt werden.
Aus der DE 10 2010 012 662 A1 ist eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Bestimmen einer Durchfahrtshöhe für ein Fahrzeug bekannt. Es werden zwei unterschiedliche Sensortypen, ein Radarsensor und eine Kamera, verwendet, deren Daten für eine akkurate Vermessung eines Hindernisses kombiniert werden. Dabei werden die Daten aus der Kamera nach dem sogenannten structure-from-motion-Verfahren verwendet, um die Lage des die Durchfahrt beschränkenden Hindernisses im dreidimensionalen Raum bestimmen zu können. Da die Position der Kamera am Fahrzeug und damit im Raum bekannt ist, kann aus den Ortsdaten des Hindernisses und der Position der Kamera eine Durchfahrtshöhe des Hindernisses bestimmt werden. Mit den zuvor genannten Radarsensoren kann das Verfahren verbessert werden, indem der Abstand des Fahrzeugs zu dem Hindernis durch die Radarsensoren bestimmt wird. Dieser Abstand kann in die Berechnung der Durchfahrtshöhe einfließen.
Das Dokument DE 10 2006 028 625 A1 beschreibt ein Verfahren zum Vermessen von Fahrzeugen, indem von einem festen Hindernis aus die Höhe des unter dem Hindernis hindurch fahrenden Fahrzeuges bestimmt wird. Die von dem ortsfesten Sensor ermittelte Fahrzeughöhe wird einem Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs über Funk übertragen. Somit verfügt das Fahrzeug über eine genaue Höheninformation, so dass der Fahrer die Höhe seines eigenen Fahrzeugs nicht zu schätzen braucht. Sollte sich das Fahrzeug nun einem Hindernis nähern, so kann entweder der Fahrer die vorher gemessene Fahrzeughöhe mit den Straßenschildern zur Höhenbeschränkung vergleichen, oder eine Kamera kann besagte Straßenschilder erfassen, so dass der Vergleich automatisch durchgeführt wird. Das Hindernis selbst wird jedoch nicht vermessen.
Die DE 10 2004 003 294 B4 offenbart eine Detektionsvorrichtung, die feststellt, ob eine Dachlast vorhanden ist oder nicht. Dabei ist diese Detektionsvorrichtung als unterbrechbarer Stromkreis ausgebildet. Bei Erkennen eines Dachaufbaus wird die tatsächliche Fahrzeughöhe aus einem Datenspeicher eines Navigationssystems abgefragt. Dort sind beispielsweise Höhen verschiedener Dachgepäckträger o.ä. hinterlegt oder können vom Fahrer dort manuell eingespeichert werden. Alternativ kann der Fahrer muss die Höhe der Dachlast selbst messen und manuell eingeben.
Die DE 10 2011 084 477 A1 beschreibt Sensorsysteme zur Abstandsmessung bzw. Hinderniserfassung.
Die US 2008 / 0 077 327 A1 offenbart ein radarbasiertes Warnsystem für Fahrzeuge, das vor Kollisionen von Dachaufbauten oder Dachlasten mit Hindernissen, wie zum Beispiel Durchfahrten oder tiefhängenden Ästen warnt. Dabei wird mit einem ersten Radarsensor ein Hindernis in Fahrtrichtung erfasst, das innerhalb eines bestimmten Erfassungsbereiches oberhalb der Dachebene des Fahrzeugs liegt. Mit einem zweiten Radarsensor wird erfasst, ob eine Dachlast vorhanden ist. Ist eine Dachlast vorhanden und es wird ein Objekt im Erfassungsbereich des ersten Radarsensors erfasst, wird eine Warnung an den Fahrer ausgegeben.
DE 10 2006 028 627 A1 beschreibt eine Ladungsüberwachung eines Fahrzeugs mittels eines optischen Sensors, wobei ein Differenzbild erzeugt wird und dem Fahrer angezeigt wird. Auf dem Differenzbild kann der Fahrer unmittelbar Veränderungen der Ladung schnell und zuverlässig erfassen.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben bei dem die Durchfahrtshöhe unter einem Hindernis bestimmt wird, wobei der Fahrer gewarnt wird, falls das Fahrzeug aufgrund seiner aktuellen Fahrzeughöhe nicht ohne Kollision unter dem Hindernis hindurch fahren kann. Die aktuelle Fahrzeughöhe ist dabei insbesondere durch Dachlasten oder Dachaufbauten bestimmt.
Es soll demnach eine Höhenbestimmung von Durchfahrten wie Brücken, Tiefgaragen, Carports und dergleichen ermöglicht werden, und dem Fahrer eine Information bereit gestellt werden, ob mit dem eigenen Fahrzeug die Durchfahrt unter dem Hindernis ohne Kollision aufgrund der aktuellen Fahrzeughöhe passiert werden kann, ohne dass es dazu eines Umbaus oder einer besonderen Anpassung oder Anordnung von Sensoren an Dachaufbauten oder dergleichen bedarf und ohne dass der Fahrer selbsttätig die aktuelle Fahrzeughöhe bestimmen und dem Fahrerassistenzsystem zur Verfügung stellen muss. Es soll eine zuverlässige Ermittlung der aktuellen Fahrzeughöhe auch mit auf dem Dach des Fahrzeugs montierten Aufbauten ohne aufwendige Anpassungsmaßnahmen ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Durchfahrtsmöglichkeit für ein Fahrzeug unter einem Hindernis ein gemäß Anspruch 1 und durch Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Es wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Durchfahrtsmöglichkeit für ein Fahrzeug unter einem Hindernis vorgeschlagen, die eine erste Sensoreinheit zur Messung einer Durchfahrtshöhe unter dem Hindernis und eine Auswerteeinheit aufweist. Die von der Auswerteeinheit ermittelte Durchfahrtshöhe wird derart mit einer aktuellen Fahrzeughöhe verglichen, dass eine Warnung für den Fall ausgegeben wird, dass die ermittelte Durchfahrtshöhe eine Durchfahrt des Fahrzeugs unter dem Hindernis nicht zulässt. Dazu wird erfindungsgemäß die aktuelle Fahrzeughöhe mittels einer zweiten Sensoreinheit, die insbesondere auf dem Dach des Fahrzeugs angeordnet ist, bestimmt.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird eine aktuelle, also tatsächliche Fahrzeughöhe bestimmt und mit der gemessenen zur Verfügung stehenden Durchfahrtshöhe unter dem Hindernis verglichen. Ergibt der Vergleich, dass die aktuelle Fahrzeughöhe zu hoch ist, um ohne Kollision unter dem Hindernis hindurch zu fahren, wird dem Fahrer unter Berücksichtigung verschiedener Randbedingungen, beispielsweise dem aktuellen Abstand zum Hindernis oder der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Warnung ausgegeben.
Zur Bestimmung der Durchfahrtshöhe unter dem Hindernis ist erfindungsgemäß eine erste Sensoreinheit vorgesehen. Die erste Sensoreinheit kann einen oder mehrere Sensoren umfassen, die beispielsweise als Kamera-Sensoren oder Radar-Sensoren ausgebildet sind. Es ist auch möglich bereits vorhandene Sensoren, die beispielsweise Teil eines Abstandsregelungssystems oder einer Verkehrszeichenerkennung sind. Die erste Sensoreinheit ist bevorzugt ausgebildet sowohl die Durchfahrtshöhe unter einem Hindernis, als auch den Abstand des Fahrzeugs zu dem Hindernis, mit anderen Worten die aktuelle Entfernung des Fahrzeugs in Fahrtrichtung zu dem Hindernis, zu bestimmen.
Eine zweite Sensoreinrichtung ist vorgesehen, um die aktuelle Fahrzeughöhe zu bestimmen. Dazu wird bevorzugt ein eventuell vorhandener Dachaufbau oder eine Last vermessen. Daraus lässt sich bei bekannter Position der zweiten Sensoranordnung, die aktuelle, tatsächliche Fahrzeughöhe bestimmen. Bevorzugt wird die Höhe einer Last, insbesondere einer Dachlast durch die zweite Sensoreinheit erfasst und zu einer gespeicherten Standardfahrzeughöhe, die beispielsweise durch den Fahrzeugtyp oder das Fahrzeugmodell festgelegt ist, addiert.
Die Warnung des Fahrers bei einer möglichen Kollision mit dem zu durchfahrenden Hindernis kann beispielsweise in Form einer optischen Anzeige und/oder einer akustischen Warnung und/oder einer haptischen Warnung erfolgen.
Gemäß der Erfindung weist die Vorrichtung zusätzlich noch eine dritte Sensoreinheit auf, die zur Erkennung eines Beladungszustands, insbesondere einer Dachlast, des Fahrzeugs ausgebildet ist. Damit wird es möglich, festzustellen, ob überhaupt ein Dachaufbau bzw. eine Last vorhanden ist, die eine Bestimmung der aktuellen Fahrzeughöhe nötig macht, oder ob das Fahrzeug momentan keinen Dachaufbau aufweist und deshalb von einer Standardfahrzeughöhe ausgegangen werden kann. Die dritte Sensoreinheit ist bevorzugt als Detektionsvorrichtung zum Feststellen einer Dachlast ausgebildet und mit der Auswerteeinheit verbunden. Beispielsweise kann die dritte Sensoreinheit als unterbrechbarer Stromkreis ausgebildet sein, zusätzlich oder alternativ kann die dritte Sensoreinheit Mikroschalter und/oder optische Sensoren aufweisen.
Bevorzugt weist die erste Sensoreinheit einen oder mehrere Sensoren auf, die an einer Fahrzeugvorderseite und/oder an einer Fahrzeugrückseite angeordnet sind und so den Bereich vor und/oder hinter dem Fahrzeug erfassen und Hindernisse erkennen können.
Eine Information über die Durchfahrtshöhe und/oder die Durchfahrtsmöglichkeit des Fahrzeugs wird dem Fahrer des Fahrzeugs bevorzugt visuell angezeigt. Dazu weist die Auswerteeinheit eine Anzeigeeinheit auf. Es können beispielsweise die gemessene Durchfahrtshöhe und die aktuelle Fahrzeughöhe sowie die Differenz angezeigt werden. Eine Warnung des Fahrers für den Fall, dass die ermittelte Durchfahrtshöhe eine Durchfahrt des Fahrzeugs unter dem Hindernis nicht zulässt, kann ebenfalls über die Anzeigeeinheit erfolgen.
In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Auswerteeinheit mit einem Bremssystem des Fahrzeugs verbunden. In dem Fall, dass bei einer ermittelten Durchfahrtshöhe, die eine Durchfahrtsmöglichkeit des Fahrzeugs unter dem Hindernis nicht zulässt und ein Mindestabstand des Fahrzeugs zu dem Hindernis unterschritten wird, kann ein automatischer Bremseingriff erfolgen und eine Kollision damit vermieden werden, auch wenn der Fahrer nicht oder zu spät auf die Warnung reagiert. Bevorzugt erfolgt die Warnung des Fahrers in einem zeitlichen Abstand vor dem automatischen Bremseingriff. Der Mindestabstand bei dessen Unterschreiten der automatische Eingriff in das Bremssystem erfolgt, kann von der aktuellen Geschwindigkeit und Fahrtrichtung des Fahrzeugs abhängen.
Es kann zusätzlich oder alternativ auch ein automatischer Lenkeingriff erfolgen, um dem Hindernis auszuweichen und so eine Kollision zu vermeiden. Dabei muss jedoch sichergestellt sein, dass ein freier Ausweichpfad für das Fahrzeug vorhanden ist, da es sonst zu Kollisionen mit anderen Hindernissen kommen könnte. Um festzustellen, ob ein freier Ausweichpfad vorliegt, kann beispielsweise ein am Fahrzeug vorhandenes Umfelderfassungssystem verwendet werden, wie z.B. eine Einparkhilfe, ein Side-View-Assist-System oder ähnliches. Die Auswerteeinheit kann aus den Umfeldinformationen bestimmen, ob ein freier Ausweichpfad vorliegt, und gegebenenfalls einen entsprechenden Eingriff in das Lenksystem des Fahrzeugs eingreifen, um eine Kollision mit dem Hindernis zu vermeiden. Es wäre auch denkbar, dass die erste Sensoreinheit die Umgebungsinformationen liefert.
In dem Fall, dass eine Durchfahrtshöhe und eine aktuelle Fahrzeughöhe ermittelt wird, die eine Durchfahrt des Fahrzeugs unter dem Hindernis nicht zulassen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Auswerteeinheit aus dem Abstand des Fahrzeugs zu dem Hindernis einen möglichen Kollisionszeitpunkt errechnet. Die Warnung des Fahrers kann somit rechtzeitig genug erfolgen, dass der Fahrer durch entsprechende, manuelle Eingriffe in das Bremssystem und/oder Lenksystem des Fahrzeugs die Kollision verhindern kann.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs mit den Schritten:

a) Messung einer Durchfahrtshöhe unter einem Hindernis mittels einer ersten Sensoreinheit
b) Bestimmung der aktuellen Fahrzeughöhe mittels einer zweiten Sensoreinheit
c) Vergleich der ermittelten aktuellen Fahrzeughöhe mit der gemessenen Durchfahrtshöhe
d) Ausgabe einer Warnung an den Fahrer, falls die ermittelte Durchfahrtshöhe eine Durchfahrt des Fahrzeugs unter dem Hindernis nicht zulässt.

Dabei wird, beispielsweise vor der Ausführung von Schritt b) mittels einer dritten Sensoreinheit erkannt, ob das Fahrzeug eine Last, insbesondere eine Dachlast aufweist. Für den Fall, dass eine Last erkannt wird, wird die Höhe der Last mittels der zweiten Sensoreinheit vermessen.
Das Verfahren sieht insbesondere vor, dass mittels der ersten Sensoreinheit ein Abstand des Fahrzeugs zu dem Hindernis bestimmt wird und bei Unterschreiten eines Mindestabstands ein automatischer Eingriff in ein Bremssystem und/oder ein Lenksystem des Fahrzeugs vorgenommen wird, falls die ermittelte Durchfahrtshöhe eine Durchfahrt des Fahrzeugs unter dem Hindernis nicht zulässt.
Bevorzugt ist die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bei der Durchführung des Verfahrens kleiner als eine vorgegebene Höchstgeschwindigkeit, insbesondere kleiner als 50 km/h.
Die Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die Möglichkeit mittels eines Fahrerassistenzsystems kritische Situationen oder Unfälle durch Dachaufbauten bzw. hohe Aufbauten oder Zuladungen zu vermeiden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in der Lage, mögliche Kollisionen von hohen Fahrzeugaufbauten selbstständig und frühzeitig zu erkennen, um den Fahrer zu warnen und/oder aktiv in die Fahrzeugsteuerung (automatisches Bremsen und/oder Lenken) einzugreifen. Das System kann dabei bevorzugt zu jeder Zeit vom Fahrer überstimmt werden oder sogar, falls gewünscht, per Knopfdruck deaktiviert bzw. aktiviert werden.
Figurenliste

1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Durchfahrtsmöglichkeit für ein Fahrzeug unter einem Hindernis nach einer ersten Ausführung der Erfindung an einem Fahrzeug mit Dachaufbau.
2 zeigt schematisch eine mögliche Ausführung der zweiten Sensoranordnung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
3 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Durchfahrtsmöglichkeit für ein Fahrzeug unter einem Hindernis nach einer zweiten Ausführung der Erfindung.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs.

Ausführungen der Erfindung
In 1 ist in Seitenansicht ein Fahrzeug 1, in diesem Beispiel ein PKW, dargestellt, das sich in Fahrtrichtung F fortbewegt und sich einem Hindernis 100 nähert. Bei dem Hindernis kann es sich beispielsweise um eine Einfahrt oder eine Brücke handeln, unter der das Fahrzeug hindurch fahren soll.
Das Fahrzeug weist eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Durchfahrtsmöglichkeit für ein Fahrzeug unter dem Hindernis 100 nach einer ersten Ausführung der Erfindung auf. Dazu ist eine erste, in Fahrtrichtung F ausgerichtete Sensoreinheit 2 mit einem Messbereich 11 zur Messung einer Durchfahrtshöhe H unter dem Hindernis 100 auf dem Dach 10 des Fahrzeugs 1 vorgesehen. Mittels der ersten Sensoreinheit 2 kann die Höhe und Distanz einer in Vorwärtsrichtung liegenden Durchfahrt unter dem Hindernis 100, ermittelt werden. Die Sensoren der Sensoreinheit 2 können beispielsweise als optische Sensoren, also Ultraschallsensoren, oder als Radar-Sensoren ausgebildet sein. Hierfür ist es denkbar auf bereits im Fahrzeug vorhandene Sensoren wie z.B. Radar-Sensoren zur Abstandsregelung oder Kamera-Sensoren zur Verkehrszeichenerkennung zurückzugreifen.
Eine zweite Sensoreinheit 4 mit Messbereich 40 ist vorgesehen, die im Fall eines vorhandenen Dachaufbaus 20 eine Höhenvermessung des Dachaufbaus 20 vornimmt. Bei dem dargestellten Beispiel ist ein Fahrrad auf dem Fahrzeugdach 10 befestigt. Die zweite Sensoreinheit 4 bestimmt die Höhe h_D des Dachaufbaus 20. Hierfür kommen z.B. Laser-Triangulations-Sensoren, Lichtschnittsensoren mit großem Messbereich, Kamera-Sensoren oder ähnliche Sensorik zur Höhenvermessung von Objekten in Frage. Die zweite Sensoreinheit 4 kann, wie in diesem Beispiel dargestellt mit in die, bei Kombi-Fahrzeugen häufig verbaute, „sharkfin“ Antenne 14 integriert werden oder alternativ in den hinteren Teil des Fahrzeugdaches 10 integriert werden.
Eine weitere alternative Ausführung und Anordnung der zweiten Sensoreinheit 4 ist 2 schematisch in Vorderansicht (entgegen der Fahrtrichtung F) dargestellt. Eine Dachlast 20, wie beispielsweise ein Fahrrad, ist zentral auf dem Fahrzeugdach 10 befestigt. Die zweite Sensoreinheit 4 umfasst zwei Sensoren 4a und 4b, die an gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugdaches 10 angeordnet sind. Die Höhe h_D der Dachlast 20 kann damit von beiden Seiten vermessen werden.
Das Fahrzeug 1 weist bevorzugt eine dritte Sensoreinheit 3 auf, die als Präsenzmelder für Dachaufbauten 20 dient. Es soll durch die dritte Sensoreinheit 3 vorzugsweise lediglich das Vorhandensein eines Dachaufbaus 20 erkannt und an die Auswerteeinheit 5, die beispielsweise als elektronisches Steuergerät ausgebildet ist, melden. Die Sensorik der dritten Sensoreinheit 3 kann dazu beispielsweise direkt in das Fahrzeugdach 10 integriert werden. Als mögliche Technologie zur Erkennung des Vorhandenseins eines Dachaufbaus 20 könnten beispielsweise Ultraschallsensoren (ähnlich zu der bekannten PKW Einparkhilfe), Drucksensoren, Lichtschranken oder ähnliches verwendet werden.
Das Steuergerät 5 sammelt die Daten der Sensoreinheiten 2,3 und 4 und wertet diese aus. Die Übermittlung der Sensordaten kann beispielsweise mittels eines geeigneten und im Fahrzeug üblichen Datenbus-Systems, wie beispielsweise eines CAN-, LIN- oder FlexRay-Bussystems stattfinden. Die Erfassung der Sensordaten kann ständig oder in bestimmten zeitlichen Abständen erfolgen. Nach der sich wiederholenden Auswertung der Sensordaten entscheidet das Steuergerät 5 zyklisch darüber, ob der Fahrer lediglich über eine Information im Cockpit gewarnt werden muss oder ob ein aktiver Eingriff, etwa in das Bremssystem 6 des Fahrzeugs 1 notwendig ist, um eine Kollision mit dem Hindernis 100 zu vermeiden. Dazu wird beispielsweise der Abstand zum Hindernis 100 und/oder die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt.
Sowohl die Kommunikation der Höheninformationen an den Fahrerplatz als auch die Ansteuerung des Bremssystems 6, etwa über Ansteuerung eines speziellen Bremsensteuergeräts, erfolgt vorzugsweise über einen der bereits erwähnten Kfz Daten-Bus Systeme. Bei der Datenübertragung wird unterschieden zwischen Sensordaten 15, Informationssignalen 55 zur Information und/oder Warnung des Fahrers und Ansteuersignalen 65 an das Bremssystem des Fahrzeugs 1.
Die zweite Sensoreinheit 4 bestimmt die Höhe h_D eines im Messbereich 40 befindlichen Dachaufbaus 20 relativ zum Fahrzeugdach 10, welcher im Vorfeld durch die dritte Sensoreinheit 3 erkannt wurde. Daraus kann die aktuelle Gesamtfahrzeughöhe h_a , welche sich aus der bekannten Fahrzeughöhe h und der Höhe h_D des vermessenen Dachaufbaus 20 ergibt, bestimmt werden. Des Weiteren wird ständig der Abstand, also die Entfernung, und die Durchfahrtshöhe H des im Messbereich 11 der ersten Sensoreinheit 2 befindlichen Hindernisses 100 bestimmt. Aus dieser Höhenvermessung wird dann eine maximal zulässige Gesamtfahrzeughöhe abgeleitet. Die mit Hilfe der Sensorsysteme 2 und 4 ermittelten Größen H und h_a , sowie der Abstand zu dem Hindernis 100 und die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, bilden die Eingangsparameter für ein erfindungsgemäßes Sicherheits-Assistenzsystem. Anhand dieser Parameter kann ein entsprechende Software Algorithmus (siehe 4), welcher im Steuergerät 5 des Sicherheits-Assistenzsystems implementiert ist, über eine sinnvolle Reaktion des Fahrzeugs in einer entsprechenden Gefahrensituation entscheiden.
in 3 ist eine alternative Implementierung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Transportfahrzeug, das eine Ladefläche 25 aufweist. Die Höhe der Ladung 20 übersteigt dabei, die Höhe h des unbeladenen Fahrzeugs 1. Erfindungsgemäß ist eine erste Sensoreinheit 2 an der Vorderseite der Dachfläche 10 des Führerhauses des Fahrzeugs 1 angeordnet, die ein Hindernis 100 in ihrem Messbereich 11 erfasst und eine Durchfahrtshöhe H unter dem Hindernis 100 bestimmt. Eine zweite Sensoreinheit 4 ist auf der Dachfläche 10 des Führerhauses angeordnet, deren Messbereich 40 entgegen der Fahrtrichtung F auf die Ladung 20 ausgerichtet ist. Die zweite Sensoreinheit 4 bestimmt die Höhe h_D der Last 20, die über die Höhe h des unbeladenen Fahrzeugs 1 hinausgeht. Daraus kann die aktuelle Gesamtfahrzeughöhe h_a , welche sich aus der bekannten Fahrzeughöhe h und der Höhe h_D der vermessenen Ladung 20 ergibt, bestimmt werden.
In 4 ist ein möglicher Algorithmus zur Umsetzung der Erfindung in einem Sicherheits-Assistenzsystem detailliert dargestellt.
Nach dem Starten des Fahrzeugs (Schritt 501) wird in Schritt 502 überprüft, ob die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als eine definierte Grenzgeschwindigkeit ist (z.B. 50 km/h) und das System am Fahrerplatz aktiviert ist. Sollte eine der beiden Bedingungen nicht erfüllt sein, bleibt das Sicherheits-Assistenzsystem inaktiv (Normalfahrt 515) und die Abfrage beginnt von Neuem. Sind die Eintrittsbedingungen erfüllt, so wird in Schritt 503 die dritte Sensoreinheit 3 der erfindungsgemäßen Vorrichtung aktiviert. Die dritte Sensoreinheit 3 überprüft in Schritt 504, ob ein Dachaufbau 20 vorhanden ist. Sobald ein Dachaufbau 20 erkannt wurde, beginnt die zweite Sensoreinheit 4 in Schritt 505 mit der Höhenvermessung h_D des Dachaufbaus 20. Aus der Höhenvermessung h_D des Dachaufbaus 20 und der bereits bekannten Fahrzeughöhe h (ohne Dachaufbau) wird die aktuelle Gesamtfahrzeughöhe h_a berechnet. Die erste Sensoreinheit 2 vermisst anschließend in Schritt 506 die Distanz und die Durchfahrtshöhe H eines in Fahrtrichtung befindlichen Hindernisses 100 mit Durchfahrtsmöglichkeit.
Aus dieser Höhenvermessung wird dann eine maximal zulässige Gesamtfahrzeughöhe abgeleitet. Die maximal zulässige Gesamtfahrzeughöhe und die über die zweite Sensoreinheit 4 ermittelte momentane Gesamtfahrzeughöhe h_a werden ständig miteinander verglichen. Sobald eine Überschreitung der maximal zulässigen Gesamtfahrzeughöhe erkannt wurde (Abfrage 507), wird in Schritt 508 zyklisch überprüft, ob eine vorher definierte kritische Distanz zu einem in Fahrtrichtung F liegenden Hindernis (Ein-/Durchfahrt) 100 bereits erreicht ist. Ist dies der Fall, so wird dem Fahrer in Schritt 509 am Fahrerplatz, beispielsweise mittels eines Display-Signals und/oder eines Warntons, angezeigt, dass eine kritische Situation in Bezug auf seinen Dachaufbau 20 bevorsteht. Der Fahrer hat nun für eine definierte Zeit die Möglichkeit, selbstständig in die Gefahrensituation, z.B. durch Bremsen oder Fahrtrichtungswechsel (wenn möglich), einzugreifen. Wird ein Eingriff des Fahrers vom Sicherheits-Assistenzsystem erkannt (Abfrage 510), so werden die Warnungen am Fahrerplatz aufgehoben und das System geht wieder in „Normalfahrt“ 515 über. Der Algorithmus würde dann erneut bei der Abfrage der Eintrittsbedingungen beginnen. Greift der Fahrer, trotz Warnung, nicht selbstständig in die Gefahrensituation ein, wird erneut die Distanz bis zur Ein-/Durchfahrt gemessen (Schritt 511). Anschließend wird in Schritt 512 überprüft, ob eine zweite, vorher definierte, kritische Distanz ebenfalls erreicht ist. Die zweite kritische Distanz-2 charakterisiert dabei den spätestmöglichen Bremszeitpunkt um eine Kollision des Dachaufbaus 20 mit dem Hindernis 100 zu vermeiden. Demzufolge greift beim Erreichen dieser Grenze das Sicherheits-Assistenzsystem aktiv in das Bremssystem des Fahrzeugs ein (Schritt 513) und bremst das Fahrzeug bis zum Stillstand ab. Beträgt die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich 0 km/h (Abfrage 514), so geht das Fahrzeug wieder in den „Normalfahrt“-Modus über (515) und der Algorithmus beginnt erneut mit der Abfrage der Eintrittsbedingungen. Der Fahrer muss nun entweder den Dachaufbau entfernen bzw. in der Höhe anpassen um die Ein-/Durchfahrt passieren zu können oder das System wird per Schalter am Fahrerplatz deaktiviert. Nach der Deaktivierung des Systems könnte der Fahrer beispielsweise eine Parkhauseinfahrt in Rückwärtsrichtung wieder verlassen. Nach der Deaktivierung des Systems kann bevorzugt ein dauerhaftes Warnsignal (z.B. akustisch oder auf einem Display) den Fahrer darauf hinweisen, dass das System momentan inaktiv ist (nicht dargestellt).

Claims

Vorrichtung zur Bestimmung einer Durchfahrtsmöglichkeit für ein Fahrzeug (1) unter einem Hindernis (100), umfassend eine erste Sensoreinheit (2) zur Ermittlung einer Durchfahrtshöhe (H) unter dem Hindernis (100) und eine Auswerteeinheit (5), wobei von der Auswerteeinheit (5) die ermittelte Durchfahrtshöhe (H) mit einer aktuellen Fahrzeughöhe (ha) derart verglichen wird, dass eine Warnung für den Fall ausgegeben wird, dass die ermittelte Durchfahrtshöhe (H) eine Durchfahrt des Fahrzeugs (1) unter dem Hindernis (100) nicht zulässt, wobei die aktuelle Fahrzeughöhe (ha) mittels einer zweiten Sensoreinheit (4), die auf einem Dach (10) des Fahrzeugs (1) angeordnet ist, bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine dritte Sensoreinheit (3) umfasst, die zur Erkennung eines Beladungszustands, insbesondere einer Dachlast (20), des Fahrzeugs (1) ausgebildet ist, wobei mittels einer dritten Sensoreinheit (3) erkennbar ist, ob das Fahrzeug (1) eine Last (20), insbesondere eine Dachlast aufweist, und bei Vorhandensein einer Last (20) die zweite Sensoreinheit (4) aktiviert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhe (h_D) einer Last (20), insbesondere einer Dachlast durch die zweite Sensoreinheit (4) erfassbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren der ersten Sensoreinheit (2) an einer Fahrzeugvorderseite und/oder an einer Fahrzeugrückseite angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (5) eine Anzeigeeinheit umfasst und dass in der Anzeigeeinheit die ermittelte Durchfahrtshöhe (H) und/oder die aktuelle Fahrzeughöhe (h_a) angezeigt ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (5) mit einem Bremssystem (6) und/oder Lenksystem des Fahrzeugs (1) verbunden ist, wobei bei einer ermittelten Durchfahrtshöhe (H), die eine Durchfahrtsmöglichkeit des Fahrzeugs unter dem Hindernis nicht zulässt und bei Unterschreiten eines Mindestabstands des Fahrzeugs zu dem Hindernis (100) ein automatischer Bremseingriff und/oder ein automatischer Lenkeingriff erfolgt.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sensoreinheit (2) ausgebildet ist, den Abstand des Fahrzeugs zu dem Hindernis (100) zu bestimmen.
Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs (1) mit den Schritten: a) Messung einer Durchfahrtshöhe (H) unter einem Hindernis (100) mittels einer ersten Sensoreinheit (2) b) Bestimmung der aktuellen Fahrzeughöhe (h_a) mittels einer zweiten Sensoreinheit (4), die auf einem Dach (10) des Fahrzeugs (1) angeordnet ist, c) Vergleich der ermittelten aktuellen Fahrzeughöhe (h_a) mit der gemessenen Durchfahrtshöhe (H) d) Ausgabe einer Warnung an den Fahrer, falls die ermittelte Durchfahrtshöhe (H) eine Durchfahrt des Fahrzeugs (1) unter dem Hindernis (100) nicht zulässt, wobei mittels einer dritten Sensoreinheit (3) erkannt wird, ob das Fahrzeug (1) eine Last (20), insbesondere eine Dachlast aufweist, und bei Vorhandensein einer Last (20) die zweite Sensoreinheit (4)aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei, insbesondere mittels der ersten Sensoreinheit (2), ein Abstand des Fahrzeugs zu dem Hindernis (100) bestimmt wird und bei Unterschreiten eines Mindestabstands ein automatischer Eingriff in ein Bremssystem (6) und/oder ein Lenksystem des Fahrzeugs vorgenommen wird, falls die ermittelte Durchfahrtshöhe (H) eine Durchfahrt des Fahrzeugs unter dem Hindernis (100) nicht zulässt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8 , dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bei der Durchführung des Verfahrens kleiner als eine vorgegebene Höchstgeschwindigkeit, insbesondere kleiner als 50 km/h, ist.