DE10125966A1 - Kurvenwarnsystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kurvenwarnsystem für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge (6, 8) mit großer Länge. Eine Sensoreinrichtung erfasst den Lenkwinkel der Vorderachse des Kraftfahrzeuges und - bei mehreren lenkbaren Achsen - auch deren Lenkwinkel. Eine Erkennungseinrichtung (10) erkennt Hindernisse in der seitlichen Umgebung des Kraftfahrzeuges. Wenn die Erkennungseinrichtung ein Hindernis (4) erkennt, berechnet eine Berechnungseinrichtung anhand des oder der Lenkwinkel sowie der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges (6, 8) voraus, ob eine Kollision mit dem Hindernis droht, und erzeugt bei Kollisionsgefahr ein Warnsignal für den Fahrer.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kurvenwarnsystem für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit großer Länge, wie zum Beispiel Lastkraftwagen oder Busse mit oder ohne Anhänger.

Aus der US 5,546,311 ist ein Kurvenwarnsystem bekannt, das den Fahrer warnt, wenn er sich mit zu hoher Geschwindigkeit einer Kurve nähert. Das anschließende Durchfahren der Kurve stellt zumindest bei einem PKW normalerweise kein Problem für den Fahrer dar. Bei Lastkraftwagen oder Bussen gibt es beim Durchfahren von engen Kurven bzw. beim Umfahren von Hindernissen jedoch immer wieder das Problem, dass die hintere Achse gefährlich nahe an ein Hindernis herankommt bzw. dieses streift. Insbesondere bei Fahrten in der Stadt verlangt dies erhöhte Aufmerksamkeit des Fahrers und häufig kompliziertes Rangieren, wodurch andere Verkehrsteilnehmer behindert werden. Selbst bei erhöhter Aufmerksamkeit des Fahrers kann es passieren, dass die hintere Fahrzeugachse zu früh einschert und sich einem Hindernis gefährlich nähert. Dabei besteht nicht nur die Gefahr von Sachschäden, sondern auch von Personenschäden, von denen besonders häufig Radfahrer betroffen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kurvenwarnsystem zu schaffen, das den Fahrer eines langen Kraftfahrzeuges beim Durchfahren von engen Kurven oder beim Umfahren von Hindernissen unterstützt und Gefährdungen vermindert.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass das Kurven­ warnsystem eine Sensoreinrichtung zur Erfassung eines Lenkwinkels oder mehrerer Lenkwinkel, eine Erkennungseinrichtung zur Erkennung von Hindernissen in der seitlichen Umgebung des Kraftfahrzeuges, und eine Berechnungseinrichtung aufweist, die, wenn die Erkennungseinrichtung ein Hindernis erkennt, anhand des oder der Lenkwinkel sowie der Fahrgeschwin­ digkeit des Kraftfahrzeuges vorausberechnet, ob eine Kollision mit dem Hindernis droht, und bei Kollisionsgefahr ein Warnsignal für den Fahrer erzeugt.

Die Sensoreinrichtung erfasst den aktuellen Lenkwinkel der vordersten Achse des Kraftfahrzeuges, und wenn das Kraftfahrzeug über weitere lenkbare Achsen verfügt, auch denen Lenkwinkel.

Im Sinne der Erfindung ist unter dem Begriff Lenkwinkel nicht nur der tatsächliche Lenkwinkel des Fahrzeugs, das heißt der Winkel, unter welchem die lenkbare Achse des Fahrzeugs von der Einstellung für eine Geradeausfahrt abweicht, gemeint. Als Lenkwinkel wird hier ganz allgemein derjenige Winkel bezeichnet, welcher die beschreibt um welchen Winkel abweichend von einer Geradeausfahrt sich das Fahrzeug augenblicklich bewegt. Ein solcher Lenkwinkel läßt sich beispielsweise durch Messung der Differenzen von Raddrehzahlen ermitteln. Andererseits ist es hierzu auch denkbar die Signale eines fahrzeug-basierten Kreiselsystems oder einer Spurverfolgung, beispielsweise Tracking in Verbindung mit Navigation zu auszuwerten.

Die Erkennungseinrichtung enthält zum Beispiel bildgebende Sensoren, etwa Kameras, deren Bilder durch einen Rechner stereoskopisch mittels eines Objekterkennungsverfahrens ausgewertet werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Erkennungseinrichtung Entfernungssensoren enthalten, zum Beispiel Laserscanner oder Ultraschall-Abstandsmesser, die laufend die seitliche Umgebung des Kraftfahrzeuges abtasten.

Die Berechnungseinrichtung berechnet entweder laufend oder erst dann, wenn der Abstand zu einem erkannten Objekt einen voreingestellten Sicherheitsabstand unterschreitet, anhand des oder der Lenkwinkel sowie der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges voraus, ob eine Kollision mit einem durch die Sensoren oder in den Straßenkarten erkannten Hindernis droht.

Die Information über die Fahrgeschwindigkeit steht bei einem Kraftfahrzeug üblicherweise bereits in elektronisch verarbeitbarer Form zur Verfügung, so dass in diesem Fall kein eigener Fahrgeschwindigkeitssensor vorgesehen werden muss.

Wenn das Kraftfahrzeug neben der vordersten Achse mindestens eine weitere lenkbare Achse aufweist, zum Beispiel eine lenkbare hintere Achse, kann die Berechnungseinrichtung im Falle einer erkannten Kollisionsgefahr nicht nur ein Warnsignal erzeugen, sondern, insbesondere wenn der Fahrer nicht auf die Warnung reagiert, den Lenkservo der hinteren Achse so steuern, dass das erkannte Hindernis umfahren wird.

Die Erfindung eignet sich nicht nur für Nutzfahrzeuge wie Lastkraftwagen oder Busse, sondern beispielsweise auch für Wohnwagengespanne.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. Darin zeigen:

Fig. 1 eine problematische Abbiegesituation mit einem Gespannfahrzeug,

Fig. 2 die gleiche Abbiegesituation wie in Fig. 1 mit einem Gespannfahrzeug, das über ein erfindungsgemäßes Kurvenwarnsystem verfügt, und

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des Kurvenwarn­ systems.

Fig. 1 zeigt Fahrbahnränder 2 einer T-förmigen Kreuzung, auf der sich eine Verkehrsinsel 4 befindet. Ein Lastkraftwagen oder Bus, bestehend aus einem Zugfahrzeug 6 und einem Anhänger 8, ist dabei, um die Verkehrsinsel 4 herum in den Schenkel der T-förmigen Kreuzung einzubiegen. Wie man sieht, hat sich der Fahrer in eine Situation hineinmanövriert, in der der Anhänger 8 die Verkehrsinsel 4 streifen würde, wie mit einem Pfeil eingezeichnet, wenn das Zugfahrzeug 6 die Fahrt in der eingezeichneten Pfeilrichtung fortsetzen würde. Selbst wenn der Fahrer diese Situation erkennt, kann er sie nur durch kompliziertes Rückwärts manövrieren bewältigen, wodurch der übrige Verkehr aufgehalten wird. Die Situation kann zwar leichter bewältigt werden, wenn auch der Anhänger 8 mit einer lenkbaren Vorder- oder Hinterachse ausgerüstet ist, jedoch erfordert auch dies hohe Konzentration seitens des Fahrers.

Fig. 2 zeigt die gleiche Situation wie Fig. 1, jedoch ist befinden sich an beiden vorderen Seitenrändern von Zugfahrzeug 6 und Anhänger 8 optische Sensoren 10, die jeweils die gestrichelt eingezeichneten Blickfelder schräg nach hinten haben. Die optischen Sensoren 10 sind zum Beispiel bildgebende Sensoren, etwa Kameras, deren Bilder durch einen Rechner im Kraftfahrzeug stereoskopisch mittels eines Objekterkennungsverfahrens ausgewertet werden, oder Entfernungssensoren z. B. mit Laserscanner. Es genügt, wenn die Reichweite der optischen Sensoren 10 ungefähr gleich der Länge des Zugfahrzeuges 6 bzw. Anhängers 8 ist, an dem sie angebracht sind.

In dem Beispiel von Fig. 2 besitzt der Anhänger 8 eine lenkbare Hinterachse, deren Lenkservo bei normaler Fahrt deaktiviert ist, so dass ihr Lenkwinkel neutral ist.

Die Arbeitsweise des Kurvenwarnsystems wird nun anhand von Fig. 2 und 3 beschrieben. Nach dem Einschalten des Kurvenwarnsystems erfassen die optischen Sensoren 10 laufend die seitliche Umgebung des Kraftfahrzeuges (Verfahrensschritt S1 in Fig. 3). In dem Beispiel von Fig. 2 wird die Verkehrs­ insel 4 von den optischen Sensoren 10 auf der linken Seite des Zugfahrzeuges als ein mögliches Hindernis erfasst (Verfahrensschritt S2). In diesem Fall berechnet eine Berechnungseinrichtung, etwa ein Rechner im Kraftfahrzeug, den zu erwartenden weiteren Fahrtverlauf (Verfahrensschritt S3). Die Berechnung erfolgt anhand des Lenkwinkels des Zugfahrzeuges 6, der durch einen nicht eingezeichneten Sensor erfasst wird, der bekannten Geometrie des Kraftfahrzeuges, sowie der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges, die ein elektronisches Tachometer liefert. Der zu erwartende Platzbedarf beim Umfahren der Verkehrsinsel 4 wird mit deren Umriß verglichen, und wenn es eine Überschneidung gibt, d. h. wenn eine Kollision droht (Verfahrensschritt S4), wird der Fahrer durch ein akustisches oder optisches Signal gewarnt (Verfahrensschritt S5). Nach Ablauf einer voreingestellten oder einer für den jeweiligen Fall berechneten Zeit prüft die Berechnungseinrichtung, ob die Kollisionsgefahr noch fortbesteht. Falls die Kollisionsgefahr fortbesteht, wird in einem Verfahrensschritt S6 berechnet, wie die Hinterachse des Anhängers 8 geschwenkt werden muss, um das Hindernis zu umfahren, und der Lenkservo der Hinterachse des Anhängers 8 wird entsprechend gesteuert. Das heißt, es findet automatisch ein aktiver Lenkeingriff in die Hinterachse des Anhängers 8 statt. Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Berechnungseinrichtung prüft, ob die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges für das vorgesehene Manöver zu hoch ist, und ggf. zusätzlich die Bremsen aktiviert.

Während das Hindernis durch aktiven Lenkeingriff der hinteren Achse umfahren wird, arbeiten die Erkennungseinrichtung und die Berechnungseinrichtung für eine laufende Kontrolle weiter, wobei in die Berechnung auch der Lenkwinkel der hinteren Achse eingeht, der durch einen entsprechenden Sensor abgefühlt wird.

Zweckmäßigerweise wird der Fahrer, der ja gewarnt ist, die durch aktiven Lenkeingriff unterstützte Ausweichbewegung des Anhängers 8 im Rückspiegel beobachten. Das heißt, er wird sich nicht auf das korrekte Arbeiten der Ausweichautomatik verlassen, sondern sie nur als Rangierhilfe nehmen, um den Lenkeingriff in die Hinterachse nicht selbst durchführen zu müssen und das Zugfahrzeug 6 besser unter Kontrolle halten zu können. Somit wird das Durchfahren von engen Kurven erleichtert.

Wenn andere oder weitere Achsen des Kraftfahrzeuges als die Hinterachse des Anhängers 8 lenkbar sind, kann der aktive Lenkeingriff auch an diesen Achsen durchgeführt werden. Falls das Kraftfahrzeug ein Gelenkbus ist, kann der Lenkeingriff an der hintersten Achse oder an einem Drehgestell durchgeführt werden, welches die Hinterachse des Zugfahrzeuges und die Vorderachse des Anhängers bildet.

Mit dem beschriebenen Kurvenwarnsystem werden natürlich nicht nur festste­ hende Hindernisse wie die Verkehrsinsel 4 erkannt, sondern auch bewegliche Hindernisse, insbesondere andere Verkehrsteilnehmer. Davon profitieren insbesondere ungeschützte Verkehrsteilnehmer wie Fußgänger oder Radfahrer.

Claims (4)

1. Kurvenwarnsystem für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit großer Länge, gekennzeichnet durch eine Sensoreinrichtung zur Erfassung des Lenkwinkels oder mehrerer Lenkwinkel, eine Erkennungseinrichtung (10) zur Erkennung von Hindernissen in der seitlichen Umgebung des Kraftfahrzeuges, und eine Berechnungseinrichtung (S3), die, wenn die Erkennungseinrichtung ein Hindernis (4) erkennt, anhand des oder der Lenkwinkel sowie der Fahrge­ schwindigkeit des Kraftfahrzeuges (6, 8) vorausberechnet, ob eine Kollision mit dem Hindernis droht, und bei Kollisionsgefahr ein Warnsignal für den Fahrer erzeugt.

2. Kurvenwarnsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungseinrichtung bild- und/oder Entfernungsgebende Sensoren (10) umfasst.

3. Kurvenwarnsystem nach Anspruch 1, oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungseinrichtung digitale Straßenkarten umfasst.

4. Kurvenwarnsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (6, 8) neben einer lenkbaren Vorderachse mindestens eine weitere lenkbare Achse aufweist und dass die Berechnungseinrichtung im Falle einer erkannten Kollisionsgefahr den Lenkwinkel der mindestens einen weiteren lenkbaren Achse so steuert, dass das Hindernis (4) umfahren wird.