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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeug-Fahrassistenten mit einem
Navigationssystem, gemäß des Oberbegriffs
von Patentanspruch 1.
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Es
ist zunehmend üblich
Kraftfahrzeuge mit einem Navigationssystem auszustatten, das gewöhnlich mit
einer Warnsignaleinrichtung über
eine Auswerte- und Steuerelektronik verbunden ist. Der Fahrer gibt
bei Beginn der Fahrt über
ein Tastenfeld ein Fahrziel ein. Erreicht der Fahrer je nach Auflösungsgenauigkeit
des Navigationssystems innerhalb einer vorher definierten Nähe das Fahrziel,
so wird ein akustisches und/oder visuelles Signal ausgegeben. Entfernt
sich der Fahrer von dem Fahrziel unbeabsichtigt, so wird ein Warnsignal
ausgegeben, das anzeigt, dass sich das Kraftfahrzeug wieder vom Fahrziel
entfernt.
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In
der Praxis kommen immer wieder Kollisionsunfälle mit Kraftfahrzeugen vor,
da die Fahrer die tatsächliche
Fahrzeughöhe
kurzzeitig vergessen haben oder im entscheidenden Augenblick sich
nicht bewusst sind. Solche Unfälle
treten sowohl beim Busverkehr als auch beim LKW-Verkehr sowie beim Pkw-Verkehr
auf. Bei Pkws können
solche Unfälle insbesondere
bei hohem Lastgepäck
entstehen, wenn beispielsweise Fahrräder auf dem Dach transportiert
werden.
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Aus
DE 37 00 552 A1 ist
ein gattungsgemäßes System
bekannt. Ein Navigationssystem kann neben geographischen Daten zusätzlich auch
auf sicherheitsrelevante Informationen (wie die Durchfahrts-Höhe) zurückgreifen.
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DE 199 28 679 A1 beschreibt
ein System zur Vermeidung von Unfällen, bei dem durchfahrtsrelevante
Parameter vor Fahrtantritt manuell eingegeben werden müssen, und
auch
DE 101 28 792
A1 beschreibt ein System zur Vermeidung von Kollisionen eines
Fahrzeugs mit Hindernissen.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, einen Fahrzeug-Fahrassistenten der eingangs
genannten Art zu schaffen, der mit einfachen und kostengünstigen Bauteilen
aufgebaut ist, um Unfälle
zu vermeiden.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe dadurch gelöst,
dass eine Detektionsvorrichtung (5) zum Feststellen einer
Dachlast am Kraftfahrzeug mit der Auswerte- und Steuerelektronik
(2) verbunden ist und bei Detektion einer Dachlast eine
tatsächliche Fahrzeughöhe abgefragt
wird.
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Aufgrund
einer zusätzlichen
Wissensbasis im Datenspeicher eines Navigationssystems hinsichtlich
der durchfahrbaren Höhe
und von der Detektionsvorrichtung hinsichtlich einer Dachlast ist
es möglich,
rechtzeitig bei Annäherung
an eine kritische Stelle, Warnsignale über die Warnsignaleinrichtung an
den Fahrzeugfahrer abzugeben, um ihn auf die möglicherweise kritische Fahrsituation
aufmerksam zu machen. Solche kritischen Stellen können Parkhäuser, Brücken und
Garagen oder Unterstellplätze sein.
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Die
maximale Passierhöhe
dieser kritischen Stellen ist entweder bekannt, weil sie sehr oft
angefahren werden und manuell eingespeichert sind, oder sie können aus
dem zur Verfügung
stehenden Kartenmaterial abgeschätzt
werden, beispielsweise wird Parkhäusern und Garagen eine bestimmte
Maximalhöhe
zugewiesen. Die Auswerte- und Steuerelektronik findet dabei den
richtigen Zeitpunkt, den Fahrer auf eine solche Situation vorzubereiten.
Die Warnung darf nämlich
nicht zu früh
erfolgen, so dass der Fahrer bei Erreichen der kritischen Stelle
die Warnung bereits vergessen hat und auch nicht zu spät erfolgen,
so dass der Fahrer die kritische Stelle bereits erreicht hat, bevor
er das Warnsignal identifizieren und entsprechend reagieren kann.
Insbesondere ist bei der Bestimmung des richtigen Zeitpunktes zur
Warnung des Fahrers zu beachten, dass das Navigationssystem z. B.
in Parkhäusern,
Garagen bzw. Unterstellplätzen
häufig
kein Ortssignal empfängt,
weshalb bei einem häufigen
Anfahren dieser Orte entsprechende Positions- und/oder Höhendaten
zur rechtzeitigen Warnung des Fahrers manuell in den Datenspeicher
eingespeichert werden können.
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Die
Auswerte- und Steuerelektronik kann bei Eingabe des Fahrziels nach
einer kurzen Auswertezeit den Fahrer sofort auf die kritischen Stellen
vor der Fahrt hinweisen. Der Fahrer kann sich alternativ Routen
ansehen und dann sogar eine Routenauswahl nach dem Gesichtspunkt
der Fahrzeughöhe treffen.
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Zweckmäßigerweise
weist das Navigationssystem einen weiteren Datenspeicher auf, in
dem die tatsächliche
Fahrzeughöhe
eingespeichert ist. Vorteil einer solchen Ausführungsform ist eine flexible
Anpassung des Navigationssystems an die aktuelle tatsächliche
Fahrzeughöhe.
Diese kann differieren. Beispielsweise kann ein PKW einen Dachgepäckträger unterschiedlicher
Höhe aufweisen.
Bei einem Fahrradtransport ist die Gesamtfahrzeughöhe deutlich höher als
bei einer Skibox. Auch Lkws können
abhängig
vom Transportgut verschiedene Höhen
haben.
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Bevorzugt
weist das Navigationssystem ein Eingabefeld zur Einspeicherung der
durchfahrbaren Fahrzeughöhe
bei festzulegenden Orten auf. Dadurch ist ein bereits im Navigationssystem
vorhandenes Kartenmaterial noch individueller anpassbar.
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Die
Auswerte- und Steuerelektronik sowie auch die Warnsignaleinrichtung
können
sowohl im Navigationssystem integriert als auch vom Navigationssystem
getrennt ausgebildet sein.
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Vorteilhafterweise
ist die Warnsignaleinrichtung als akustische Warnsignaleinrichtung
getrennt vom Navigationssystem ausgebildet. Dadurch kann die akustische
Anzeige auch für
andere, bisher aus dem Stand der Technik bekannte Funktionen, wie beispielsweise
zur Anzeige von Außentemperaturen um
den Gefrierpunkt, verwendet werden. Eine solche Anzeige ist deshalb
oftmals im Kraftfahrzeug bereits vorhanden. Es werden somit Bauteile
und Gewicht eingespart.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist die Warnsignaleinrichtung
als visuelle Warnsignaleinrichtung getrennt vom Navigationssystem
ausgebildet. Sonach kann die visuelle Anzeige in der bereits vorhandenen
Instrumententafel integriert sein. Der Fahrer hat das Warnsignal
sofort im gewohnten Blickfeld in der Instrumententafel und muss
sich nicht zu der Navigationsanzeige weg von der Frontscheibe wenden.
Für solche
zusätzlichen
Warnsignale bzw. Warnleuchten weist die übliche Instrumententafel bereits
Platz und meist auch ein Anzeigedisplay zur Fehlererläuterung
auf, wodurch der Bauteilbedarf äußerst gering
ist.
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In
weiterer Ausgestaltung ist die Auswerte- und Steuerelektronik mit
der Motorsteuerung verbunden. Damit wird automatisch ein Signal
dem Fahrzeug-Fahrassistenten zu dessen Aktivierung übermittelt.
Dabei wird unter Motorsteuerung beispielsweise das Zündsignal
verstanden. Ein solches Signal kann auch über den aus dem Stand der Technik
bekannten CAN-Bus übertragen
werden.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
ist ein Abstandssensor mit der Auswerte- und Steuerelektronik verbunden.
Der Abstandssensor befindet sich an der vorderen Seite des Kraftfahrzeuges
und ist im Betrieb nach oben gerichtet. Ein solcher Sensor kann
mithelfen, dem Fahrer, genauso wie bei einem Abstandssensor in horizontaler
Richtung, wie er aus dem Stand der Technik für das Einparken bekannt ist, den
aktuellen Abstand zwischen dem Fahrzeugdach und dem Gegenstand niedriger
Durchfahrtshöhe
zu übermitteln,
um Kollisionen zu verhindern.
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Aus
Gründen
der Vereinfachung und der Kostensenkung ist die Detektionsvorrichtung
lediglich ein unterbrechbarer Stromkreis.
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Die
Detektionsvorrichtung ist bei einer besonderen Ausführungsform
als Lastenquerträger
zur Befestigung quer über
dem Fahrzeugdach ausgebildet. Der Lastenquerträger dient dann dazu, den Stromkreis
zu schließen.
Ein derartiger Lastenquerträger
kann dann eingesetzt werden, wenn das Kraftfahrzeug bereits eine
Dachreling aufweist. Der elektrische Strom ist aus Sicherheitsgründen niedrig.
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Bei
einer anderen alternativen Ausführungsform
ist die Detektionsvorrichtung als mindestens ein Mikroschalter an
einem Verankerungsplatz für
einen Dachgepäckträger ausgebildet.
Der Mikroschalter ist im Dach an mindestens einem Verankerungsplatz
integriert. Er schließt
den Stromkreis über
einen Taster, wenn ein Arm eines Dachgepäckträgers am dafür vorgesehenen Verankerungsplatz
befestigt wird.
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Der
Stromkreis kann permanent geschlossen sein. Um jedoch Energie zu
sparen, weist die Auswerte- und Steuerelektronik eine Abfrageelektronik
zum kurzzeitigen Abfragen der Detektionsvorrichtung auf. Somit wird
beispielsweise nur nach dem Start des Fahrzeugmotors kurzzeitig
ein Prüfstrom an
den Stromkreis angelegt, um zu prüfen, ob der Stromkreis geschlossen
oder unterbrochen ist.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch
zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der vorliegenden
Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von zwei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die zugehörigen
Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigt:
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1 einen
schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Fahrzeug-Fahrassis-tenten
und
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2 ein
Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der Auswerte- und
Steuerelektronik des erfindungsgemäßen Fahrzeug-Fahrassistenten.
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Bei
dem in ein Kraftfahrzeug eingebauten Fahrassistenten ist ein herkömmliches
Navigationssystem 1 mit GPS und einem elektronischen Kompass
ausgestattet. Das Navigationssystem 1 weist ein Eingabefeld 13 und
Anzeigenfeld 16 auf. Über das
Eingabefeld 13 kann das Fahrziel eingegeben und auf dem
Anzeigenfeld 16 die Fahrroute verfolgt werden. Das Navigationssystem 1 ist
mit einer Auswerte- und Steuerelektronik 2 verbunden, die
eine Warnsignaleinrichtung 3 ansteuert. Die Warnsignaleinrichtung 3 umfasst
zum einen eine akustische Warnsignaleinrichtung 10 und
zum anderen eine visuelle Warnsignaleinrichtung 11. Die
akustische Warnsignaleinrichtung 10 ist ein aus dem Stand
der Technik bekannter Lautsprecher, der beispielsweise Summtöne erzeugt,
wenn das Kraftfahrzeug bei eingeschaltetem Licht verlassen wird,
oder Warntöne
erzeugt, wenn die Außentemperatur
nahe am Gefrierpunkt ist. Die visuelle Warnsignaleinrichtung 11 ist
als Warnsignaldiode mit einem Anzeigenfeld in der Fahrzeuginstrumententafel
integriert. Die Warnsignaldiode kann für mehrere Fehlfunktionen eingesetzt
werden, lediglich durch das Anzeigenfeld wird die Fehlfunktion für den Fahrer
erläutert.
Mit einer solchen Multifunktionsanzeigentafel sind für diese
Erfindung keine zusätzlichen
Bauteile für
die Warnsignaleinrichtung 3 erforderlich.
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Die
Auswerte- und Steuerelektronik 2 ist mit einer Motorsteuerung 9 über einen
CAN-Bus verbunden. Somit kann der Fahrzeug-Fahrassistent beim Einschalten
des Motors akti viert werden, indem ein Startsignal durch Zündung des
Motors an die Auswerte- und Steuerelektronik 2 abgegeben
wird.
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Das
Navigationssystem 1 ist mit einem Datenspeicher 4 ausgestattet,
der Daten zur örtlich durchfahrbaren
Fahrzeughöhe
aufweist. Diese Daten sind dem herkömmlichen Datenkartenmaterial
im Navigationssystem 1 zugeordnet. Das Navigationssystem 1 umfasst
zudem einen weiteren Datenspeicher 4a, in dem die tatsächliche
Fahrzeughöhe
eingespeichert ist. Die tatsächliche
Fahrzeughöhe
kann über
das Eingabefeld 13 vom Fahrzeugführer vor der Fahrt eingegeben
werden.
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Ein
Abstandssensor 12 ist mit der Auswerte- und Steuerelektronik 2 verbunden.
Der Abstandssensor 12 ist an der Fahrzeugfront eingebaut.
Bei einem Bus und einem LKW ist der Abstandssensor 12 zweckmäßigerweise
an der vorderen Seite des Daches befestigt. Bei einem PKW ist der
Abstandssensor 12 in den Stoßfänger integriert.
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Bei
der besonderen Ausführungsform
für einen
PKW ist eine Detektionsvorrichtung 5 mit der Auswerte-
und Steuerelektronik 2 verbunden. Die Detektionsvorrichtung 5 ist
als unterbrechbarer Stromkreis ausgebildet und befindet sich auf
dem Fahrzeugdach. In der 1 ist der Anfang einer Dachreling 14 gezeigt.
Die Dachreling 14 kann mit einem Lastenquerträger 6 verbunden
werden. Dadurch wird der unterbrechbare Stromkreis geschlossen.
In der 1 ist hierfür
jeweils ein Plus- und ein Minuszeichen an jedem Bügel der
Dachreling 14 angezeigt.
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Sollte
das Kraftfahrzeug keine Dachreling 14 aufweisen, so sind
Verankerungsplätze 15 am
Fahrzeugdach vorgesehen, um Arme eines Gepäckträgers zu befestigen. In einem
solchen Fall kann ein Stromkreis wie bei der Dachreling 14 geschlossen werden
oder es kann mindestens ein Mikroschalter 7 an einem Verankerungsplatz 15 angeordnet
sein. Der Taster des Mikroschalters 7 wird mit der Befestigung
eines Lastenquerträgers
betätigt
und somit der Stromkreis geschlossen.
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Um
die Detektionsvorrichtung 5 nur kurzzeitig mit Strom zu
beaufschlagen, umfasst die Auswerte- und Steuerelektronik 2 eine
Abfrageelektronik 8.
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Das
funktionale Zusammenspiel der einzelnen Bauelemente des Fahrzeug-Fahrassistenten wird
anhand des in 2 dargestellten Flussdiagramms
erläutert,
das der Programmablauf der Auswerte- und Steuerelektronik 2 ist.
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Der
Fahrzeug-Fahrassistent wird durch Einschalten des Zündschlüssels bis
zum ersten Anschlag aktiviert, vgl. Start 17 in der 2.
Er kann auch aufgrund der Verbindung zur Motorsteuerung 9 durch
Starten des Motors aktiviert werden. In einem ersten Abfrageschritt
A1 wird über
die Detektionsvorrichtung 5 überprüft, ob eine Dachlast vorhanden
ist. Im positiven Fall schließt
die Detektionsvorrichtung 5 einen Stromkreis entweder durch
einen Mikroschalter 7 an einem Verankerungsplatz 15 oder
aufgrund eines Lastenquerträgers 6 zwischen
zwei Bügeln
einer Dachreling 14. Im anderen Fall, wenn der Stromkreis
offen ist, gelangt die Steuerelektronik 2 zum Ende 18.
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Wird
eine vorhandene Dachlast bejaht, so wird in einem zweiten Abfrageschritt
A2 die tatsächliche
Fahrzeughöhe
abgefragt. Zur Anzeige dieses Abfrageschritts dient das Anzeigenfeld 16 im
Navigationssystem 1. Der Fahrer kann über das Eingabefeld 13 die
tatsächliche
Fahrzeughöhe eingeben.
Sie wird in einem Speicher 4a der Fahrzeughöhe gespeichert.
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Im
folgenden Schritt T1 aktiviert das Navigationssystem 1 ein
Fahrzeughöhenmodul,
in dem ein Datenspeicher 4 durchfahrbare Höhen eingespeichert
hat. Diese Höhen
sind entweder bereits im Kartenmaterial vorhanden oder können manuell über das
Eingabefeld 13 (Tastenfeld) eingegeben werden. Die manuelle
Eingabe empfiehlt sich, wenn bekannte Orte regelmäßig angefahren
werden, beispielsweise bei einem bestimmten Unterstellplatz oder
einer Parkgarage zu Hause, die aufgrund des Navigationssystems 1 sofort
erkannt werden. Diese Orte werden häufig mit dem Kraftfahrzeug
mit unterschiedlicher Höhe
angefahren, weil beispielsweise einmal ein Fahrradträger mit
Fahrrädern
am Kraftfahrzeug montiert ist und einmal nicht und gerade deshalb
dort derartige Unfälle öfters auftreten.
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In
einem folgenden Abfrageschritt A3 prüft die Steuerung beim Abfahren
der Navigationsroute, ob eine kritische Stelle hinsichtlich der
durchfahrbaren Fahrzeughöhe
in nächster
Zeit auftritt. Wird dies verneint, so erfolgt ein vierter Abfrageschritt
A4, ob der Abstandssensor 12, falls vorhanden, manuell
eingeschaltet ist oder nicht. Aufgrund dieses Abfrageschritts A4
kann der Fahrer sich bei kritischen Stellen langsam dieser Stelle,
wie bei horizontalen Abstandssensoren, nähern, d. h. die Frequenzfolge
der Warnsignaleinrichtung 3 wird höher, je näher der Kollisionsgegenstand
kommt. Wird der Abfrageschritt A4 verneint, so wiederholen sich
die Abfragen A3 und A4.
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Wird
die Abfrage A3 oder A4 bejaht, so wird der Abstandssensor 12,
sofern vorhanden, aktiviert. In jedem Fall wird die Warnsignaleinrichtung 3 aktiviert.
Dies erfolgt mittels eines akustischen Signals der Warnsignaleinrichtung 10 und
mittels eines visuellen Signals einer Warnleuchte 11, die
in der Instrumententafel des Kraftfahrzeuges integriert ist.
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In
einem Schritt T4 wird die Warnsignaleinrichtung deaktiviert, wenn
die kritische Stelle passiert worden ist. Der Programmablauf fängt wieder
bei der Abfrage A3, der Frage nach einer kritischen Stelle an.
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Mit
Hilfe des Fahrzeug-Fahrassistenten lässt sich die Sicherheit im
Straßenverkehr
kostengünstig verbessern,
da mit einfachen Mitteln eine Detektionsmöglichkeit hinsichtlich der
Fahrzeughöhe
geschaffen wird. Es besteht eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Fahrzeughöhe.
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Der
Fahrzeug-Fahrassistent kann auch für Busse und Lkws eingesetzt
werden. Dieses ist von besonderem Vorteil, da hier die Fahrer häufig das Kraftfahrzeug
wechseln und sich deshalb der aktuellen Fahrzeughöhe möglicherweise
nicht ständig
bewusst sind. Außerdem
haben Berufsfahrer aufgrund ihres oftmals vorherrschenden Zeitdrucks
Entlastung nötig.