DE10341754A1

DE10341754A1 - Fahrerassistenzsystem

Info

Publication number: DE10341754A1
Application number: DE10341754A
Authority: DE
Inventors: Frank Mack; Alfred Kuttenberger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-09-10
Filing date: 2003-09-10
Publication date: 2005-05-19
Also published as: WO2005025917A1

Abstract

Es wird ein Fahrerassistenzsystem mit einer Navigationsvorrichtung vorgeschlagen, das ein eine Gefahr auf Grund des Straßenverlaufs kennzeichnendes erstes Signal in Abhängigkeit von einem zweiten Signal der Navigationsvorrichtung (11) und von einem dritten Signal einer Umfeldsensorik (10) erzeugt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Fahrerassistenzsystem nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs.
Aus EP 586 626 B1 ist bereits ein Fahrerassistenzsystem mit einer Navigationsvorrichtung bekannt. Dabei können Signale von der Navigationsvorrichtung dazu verwendet werden, Stellglieder des Fahrzeugs zu beeinflussen. Dazu zählt beispielsweise ein elektronisches Gaspedal oder ein automatisches Getriebe oder eine Bremseinrichtung des Fahrzeugs.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass zusätzlich zu dem Signal der Navigationsvorrichtung nunmehr auch das Signal einer Umfeldsensorik dazu verwendet wird, um ein eine Gefahr auf Grund des Straßenverlaufs kennzeichnendes erstes Signal zu erzeugen. Mit diesem ersten Signal können dann Eingriffe bzw. Ausgaben vorgenommen werden. Dies führt zu einer höheren Sicherheit, da insbesondere bei Kurvenfahrten das Fahrerassistenzsystem den Fahrer aktiv unterstützt. Vorteilhafter Weise kann das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem durch Software realisiert werden, sofern die notwendigen Komponenten, wie ein Navigationsgerät und eine Umfeldsensorik bereits vorhanden sind. Insbesondere bei Kurvenfahrten kann durch das Fahrerassistenzsystem ein mehrstufiges Sicherheitssystem aktiviert werden: zunächst kann der Fahrer vor der Gefahr des Abkommens von der Straße in einer Kurve gewarnt werden. Dann kann die Vorbereitung des Fahrzeugs auf ein mögliches Abkommen des Fahrzeugs von der Straße, zum Beispiel durch das Anlegen von Bremsbacken, Schließen der Fenster und des Schiebedachs, sowie der Aktivierung von reversiblen Rückhaltemitteln, zum Beispiel Gurtstraffern, erfolgen. Es ist weiterhin möglich, durch Zurücknehmen der Motorleistung eine Verringerung der Geschwindigkeit zu erreichen oder auch einen Bremseingriff durchzuführen.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch angegebenen Fahrerassistenzsystems möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass das Fahrerassistenzsystem in Abhängigkeit von dem die Gefahr kennzeichnenden Signal eine Warnung ausgibt. Diese Warnung kann akustisch, optisch und/oder haptisch erfolgen. Damit kann dann der Fahrer selbständig die nötigen Eingriffe vornehmen, um ein Abkommen von der Fahrbahn in einer Kurve zu vermeiden.
Weiterhin ist es von Vorteil, dass in Abhängigkeit von diesem Signal ein Fahreingriff vorgenommen wird, beispielsweise Bremsen oder ein Zurücknehmen der Motorleistung. Damit wird der Fahrer aktiv unterstützt, um ihm die Notwendigkeit einer schnellen Reaktion abzunehmen, so dass der Fahrer dennoch mit einem Fahrzeug in die Kurve fährt, das nicht eine überhöhte Geschwindigkeit aufweist. Dies führt zu einer erhöhten Sicherheit.
Weiterhin ist es von Vorteil, dass in Abhängigkeit von diesem Signal Rückhaltemittel angesteuert werden. Damit können beispielsweise reversible Rückhaltemittel bereits aktiviert werden, und es können auch irreversible Rückhaltemittel wie Airbags in einen Vorbereitungszustand geschaltet werden, um sie dann möglichst zielgenau auslösen zu können. Dazu gehört beispielsweise das Herabsenken der Rauschschwelle im Auslösealgorithmus für den Airbag.
Weiterhin ist es von Vorteil, dass bei der Erzeugung des die Gefahr kennzeichnenden Signals auch ein Signal von einer Umweltsensorik berücksichtigt wird. Dazu gehören Signale, die die Witterungseinflüsse kennzeichnen, wie beispielsweise Regen, Nebel, Glatteis. Damit können dann insbesondere Rückschlüsse auf die Fahrbahnbeschaffenheit gezogen werden, um bei einem automatischen Eingriff in das Fahrverhalten solche Eingriffe vorzunehmen, die diese Witterungseinflüsse berücksichtigen.
Weiterhin ist es von Vorteil, dass das Fahrerassistenzsystem mittels der Umfeldsensorik Fahrbahnmarkierungen wie Leitpfosten beobachtet, um daraus einen Kurvenradius zu bestimmen. Aus dem Kurvenradius und der Eigengeschwindigkeit kann dann die zu erwartende Querbeschleunigung in der Kurve bestimmt werden, um daraus die Gefahr zu bestimmen. Insbesondere kann daraus bestimmt werden, ob das Fahrzeug in der Kurve die Haftung verliert und damit der Fahrzustand instabil werden könnte. Voraussetzung dafür ist, dass eine Haftschlussgrenze bekannt ist, die bei trockener Fahrbahn ungefähr gleich der Erdbeschleunigung ist. Liegt die Gefahr des Verlierens der Haftung in der Kurve nahe, dann kann das Fahrerassistenzsystem die Eigengeschwindigkeit vor der Kurve verringern, um die Fahrzeugstabilität zu gewährleisten. Hier kann insbesondere die Information der Umweltsensorik mitberücksichtigt werden, um die Haftschlussgrenze zu adaptieren. Zusätzlich kann dabei mit der Umfeldsensorik im Nahbereich der Abstand zum Straßenrand ermittelt werden. Auch dieses Datum kann dazu verwendet werden, um die Fahrzeugsicherheit zu erhöhen und um entsprechende Maßnahmen einzuleiten.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
1 ein Blockschaltbild des Fahrerassistenzsystems,
2 ein Flussdiagramm und
3 eine Darstellung zur Erläuterung, wie der Kurvenradius bestimmt wird.
Beschreibung
Bisher werden Ortungssysteme eingesetzt, um in Navigationssystemen dem Fahrer den Weg zu weisen. Bei der Umfeldsensorik gibt es beispielsweise Radarsysteme für große Entfernungen mit Reichweiten von bis zu 180 Metern, die beispielsweise in Abstandswarnern eingesetzt werden. Es sind jedoch auch Radar- und Ultraschallsysteme bekannt, die nur bis zu einer Reichweite von 20 Metern operieren.
Mit dem Fahrerassistenzsystem werden nunmehr während der Fahrt mit Hilfe von Navigationsdaten und Daten der Umfeldsensorik Kurven erkannt und deren Radien bestimmt. Dadurch kann mit Informationen aus der Fahrdynamik, zum Beispiel der Eigengeschwindigkeit, und Umweltbedingungen, zum Beispiel der Außentemperatur oder anderen Sensoren, die den Straßenzustand charakterisieren, ein mögliches Gefahrenpotential zum Abkommen von der Straße in der Kurve ermittelt werden.
Das GPS-System erkennt in Zusammenarbeit mit den Navigationsdaten Kurven, und, sofern es in der Navigationsdatenbank vorhanden ist, auch den Kurvenradius. Falls der Kurvenradius nicht aus den Navigationsdaten zu ermitteln ist, kann mit Hilfe der Umfeldsensorik der Kurvenradius ermittelt werden. Die Umfeldsensorik nutzt dazu beispielsweise Fahrbahnmarkierungen wie Leitpfosten, die bei Kurven andere Positionen haben. Durch die Positionen der Leitpfosten kann eine Kurve gelegt werden, wobei die Krümmung dieser Kurve gleich der Inversen des Planradius ist. Bei einem Videosystem kann aus dem Bild direkt der Kurvenradius, beispielsweise durch Bestimmung des Fahrbahnrandes, ermittelt werden.
Aus dem Bahnradius und der Eigengeschwindigkeit kann die in der Kurve zu erwartende Querbeschleunigung bestimmt werden. Liegt diese nahe an der Haftschlussgrenze, die bei trockener Fahrbahn ungefähr gleich der Erdbeschleunigung ist, oder sogar darüber, so kann vorausgesagt werden, dass das Fahrzeug in der Kurve die Haftung verlieren und somit der Fahrzustand instabil wird. Also ist ein Verringern der Eigengeschwindigkeit vor der Kurve notwendig. Hier kommt nun das Fahrerassistenzsystem ins Spiel. Durch Einbeziehen der Außentemperatur, der Informationen eines Regensensors oder Informationen über den Straßenzustand, kann auf eine Verringerung der Haftschlussgrenze durch Umweltbedingungen geschlossen werden, so dass eine frühere Aktivierung des Sicherheitssystems bei Regen, Schnee oder Eis ermöglicht wird. Unter Sicherheitssystem wird hier ein Eingriff in das Fahrverhalten bzw. die Aktivierung von Rückhaltemitteln verstanden.
Mit der Umfeldsensorik kann zusätzlich im Nahbereich der Abstand zum Straßenrand ermittelt werden. Durch weitere Informationen, wie die Eigengeschwindigkeit, Straßenzustand, Außentemperatur und Regensensor kann daraus bestimmt werden, ob das Fahrzeug die Kurve gefahrlos fahren kann oder von der Kurve mit hoher Wahrscheinlichkeit abkommen wird. Ist das Abkommen von der Straße wahrscheinlich, so kann das Fahrerassistenzsystem die Sicherheitsmaßnahmen einleiten.
1 zeigt in einem Blockschaltbild das Fahrerassistenzsystem. Eine Umfeldsensorik 10 ist an einen ersten Dateneingang eines Steuergeräts 13 angeschlossen. An einen zweiten Dateneingang des Steuergeräts 13 ist eine Navigationsvorrichtung 11 angeschlossen. An einen dritten Dateneingang des Steuergeräts 13 ist eine Umweltsensorik 12 angeschlossen. Über einen ersten Datenausgang ist das Steuergerät 13 mit einem Steuergerät 14 für Rückhaltemittel verbunden. Über einen zweiten Datenausgang ist das Steuergerät 13 mit einem Steuergerät 18 für eine Fahrdynamikregelung verbunden. Über einen weiteren Ausgang ist das Steuergerät 13 mit einem Audioverstärker 16 verbunden, der mit einem Lautsprecher 17 verbinden ist. Das Steuergerät 14 für Rückhaltemittel steuert Rückhaltemittel 15 an. Das Steuergerät 18 zur Fahrdynamikregelung ist über einen Datenausgang mit einer Aktuatorik zum Fahreingriff 19 verbunden.
Die Umfeldsensorik 10, die eine Radar-, Ultraschall- und/oder Videosensorik umfassen kann, liefert Daten über den Straßenverlauf und Hindernisse an das Steuergerät 13. Neben den erwähnten üblichen Geräten zur Umfeldsensorik ist es jedoch auch möglich, Lidar, Laserscanner, ein Photonic Mixing Device und andere Sensoren zur Umfeldsensierung zu verwenden. Es können Kombinationen oder auch nur einzelne dieser Sensoren sein. Die Navigationsvorrichtung 11 weist neben einer Ortungsvorrichtung üblicherweise einen GPS-Modul (Global Positioning System-Modul) und einen Navigationsrechner auf, um Routen zu berechnen. Hier übermittelt jedoch die Navigationsvorrichtung 11 dem Steuergerät 13 aktuelle Daten über den Straßenverlauf. Die Umweltsensorik 12, die die Witterung und die Fahrbahnbeschaffenheit charakterisiert, weist beispielsweise einen Regensensor und/oder einen Temperatursensor und/oder eine Radarsensorik zur Beobachtung der Fahrbahn auf, um diese Signale zur Charakterisierung der Witterung und der Fahrbahnbeschaffenheit dem Steuergerät 13 zu übermitteln. Das Steuergerät 13 berechnet aus diesen Daten der Umfeldsensorik 10, der Navigationsvorrichtung 11 und der Umweltsensorik 12 ein Maß für eine Gefahr, dass das Fahrzeug bei einer Kurvenfahrt von der Fahrbahn abkommt. Dabei werden die Daten über den Fahrbahnverlauf in der Navigationsvorrichtung 11 durch die Daten der Umfeldsensorik 10 ergänzt bzw. erweitert. Die Daten von der Umweltsensorik 10 geben Aufschluss darüber, wie die Haftung bei der Kurvenfahrt des Fahrzeugs sein wird. Erkennt das Steuergerät 13 mittels der Auswertung dieser Daten über einen Prozessor, dass die Gefahr des Abkommens von der Fahrbahn bei der Kurvenfahrt gegeben ist, dann steuert das Steuergerät 13 die angeschlossenen Geräte an, um entsprechende Maßnahmen durchzuführen. Die einfachste Maßnahme ist die Ausgabe einer Warnung, die hier akustisch erfolgt. Alternativ ist es möglich, eine optische Warnung zusätzlich oder anstatt auszugeben, oder auch eine haptische Warnung. Weiterhin können die Rückhaltemittel über das Steuergerät 14 aktiviert werden bzw. in einen Vorbereitungszustand versetzt werden, um sie dann bei einem Abkommen von der Fahrbahn gegebenenfalls auszulösen. Zusätzlich oder anstatt kann auch über das Steuergerät 18 zur Fahrdynamikregelung ein Eingriff in das Fahrverhalten durchgeführt werden. Ist die Eigengeschwindigkeit, die das Steuergerät 13 auch berücksichtigt und beispielsweise vom Tachometer oder einem Raddrehzahlsensor erfasst, für die Kurvenfahrt zu hoch, dann kann über das Steuergerät 18 und die Aktuatorik 19 eine Verringerung dieser Eigengeschwindigkeit durch Bremsen oder Herunterfahren der Motorleistung bewirkt werden. Auch weitere Eingriffe, wie eine Unterstützung bei Lenken des Fahrzeugs, sind hier denkbar. Das Steuergerät 13 ist hier als separater Block dargestellt, es ist jedoch möglich, dass es beispielsweise im Steuergerät 14 für Rückhaltemittel als Software oder auch im Steuergerät 18 als Software abgelegt ist und dann die Schnittstellen zu den Sensoriken 10, 11 und 12 mit dem entsprechenden Steuergerät vorhanden sind, was üblicher Weise der Fall ist. Andere Sensoriken, wie eine Inertialsensorik, sind der Einfachheit halber hier nicht dargestellt.
2 zeigt in einem Flussdiagramm den Ablauf den das Fahrerassistenzsystem durchläuft. Im Verfahrensschritt 200 wird von der Navigationsvorrichtung 11 das Datum gegeben, dass eine Kurve kurz bevorsteht. Mit der Umfeldsensorik 10 wird im Verfahrensschritt 201 dann der Kurvenradius überwacht. Die Umweltsensorik 12, die optional ist, gibt dann im Verfahrensschritt 202 dem Steuergerät 13 Informationen darüber, wie die Witterung ist und die Fahrbahnbeschaffenheit. Daraus wird dann im Verfahrensschritt 203 ein Gefahrenpotential bestimmt. Liegt dieses Maß für die Gefahr über einem bestimmten Schwellwert, was in Verfahrensschritt 204 geprüft wird, dann kommt es in Verfahrensschritt 205 zu einer Aktion. Ist die Gefahr unterhalb dieses Schwellwerts, dann endet in Verfahrensschritt 206 dieses Verfahren. Als Aktion werden die oben beschriebenen Maßnahmen, wie Ausgabe einer Warnung, Ansteuerung der Rückhaltemittel und/oder Eingriff in das Fahrverhalten, verstanden.
3 erläutert nochmals in einer Darstellung, wie die Umfeldsensorik 10 den Kurvenradius verifiziert oder bestimmt. Sie beobachtet die Leitpfosten am Fahrbahnrand, die hier mit Pfosten 1 bis 5 beschrieben sind. Durch die Beobachtung der Pfosten kann dann durch diese Pfosten im Rechner eine Kurve gezogen werden, um den Kurvenradius zu bestimmen. Anstatt von Leitpfosten kann auch der Fahrbahnrand oder andere Fahrbahnmarkierungen auf der Fahrbahnoberfläche überwacht werden.

Claims

Fahrerassistenzsystem mit einer Navigationsvorrichtung (11), dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem derart konfiguriert ist, dass das Fahrerassistenzsystem ein eine Gefahr auf Grund des Straßenverlaufs kennzeichnendes erstes Signal in Abhängigkeit von einem zweiten Signal der Navigationsvorrichtung (11) und von einem dritten Signal einer Umfeldsensorik (10) erzeugt.
Fahrerassistenzsystem nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem in Abhängigkeit von dem ersten Signal eine Warnung ausgibt.
Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem in Abhängigkeit von dem ersten Signal einen Fahreingriff vornimmt.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem in Abhängigkeit von dem ersten Signal Rückhaltemittel (15) ansteuert.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem bei der Erzeugung des ersten Signals zusätzlich ein viertes Signal von einer Umweltsensorik (12) berücksichtigt.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem über die Beobachtung von Fahrbahnmarkierungen mittels der Umfeldsensorik (10) einen Kurvenradius bestimmt.