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Die
Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Einparkunterstützung für ein Fahrzeug
nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon bekannt, im Fahrzeug
Abstandsensoren vorzusehen, die den Abstand des Fahrzeugs zu Hindernissen
in der Fahrzeugumgebung bestimmen und den Fahrer vor einem Zusammenstoß mit den
Hindernissen warnen. Ferner ist es bekannt, eine Parklücke mit
entsprechenden Sensoren zu vermessen und einen Fahrweg des Fahrzeugs
von der aktuellen Position in die Parklücke zu berechnen. Der Fahrer
wird dann entweder durch die Ausgabe von Fahrhinweisen in die Parklücke gelenkt
oder das Fahrzeug wird automatisch in die Parklücke gesteuert. Die Parklücken sind dabei
im allgemeinen durch andere, geparkte Fahrzeuge begrenzt. Ferner
können
auch Wände
oder Säulen,
insbesondere in Tiefgaragen, eine Parklücke begrenzen. Diese Hindernisse
haben gemeinsam, dass sie zumindest auf der Höhe des Stoßfängers des Fahrzeugs verlaufen
und daher durch Sensoren am Fahrzeug, insbesondere Ultraschallsensoren,
optische Sensoren oder Radarsensoren, gut detektiert werden können. Eine
Parklücke
kann jedoch auch durch eine entsprechend gestaltete Straßenform
begrenzt sein. Insbesondere ist eine Parklücke an einem Straßenrand
möglicherweise
durch einen Bordstein oder eine ähnliche
Absperrung begrenzt. In Parkhäusern
können
mitunter auch andere Elemente, wie z.B. Stangen oder andere Begrenzungsmittel am
Boden, montiert sein, um dem Fahrer eine Rückmeldung darüber zu geben,
dass er eine Begrenzung einer Parklücke erreicht hat.
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Aus
der
DE 298 04 296
U1 ist es bekannt, Ultraschallsensoren seitlich am Fahrzeug
anzubringen, um mittels der Ultraschallsensoren den Verlauf des Bordsteins
zu erfassen. Wird der Bordstein erreicht, so wird dem Fahrer ein
Signal ausgegeben.
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Vorteile der
Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Einparkunterstützung
mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den
Vorteil, dass ein Fahrwiderstand des Fahrzeugs so ausgewertet wird, dass
bei einer Änderung
des Fahrwiderstands über ein
vorgegebenes Maß eine
Begrenzung der Parklücke
ermittelt wird. Hierdurch kann auf die Anbringung zusätzlicher
Sensoren, die auf den Bordstein gerichtet sind, verzichtet werden.
Die Sensoren können
daher auf eine Erfassung von Hindernissen in der Fahrzeugumgebung
selbst optimiert werden. Dennoch kann einem Fahrer eine Begrenzung
einer Parklücke angezeigt
werden, die sich in einer Änderung
des Fahrwiderstands wiederspiegelt. Zudem kann die Begrenzung für eine rechnerische
Auswertung der Parklückengröße verwendet
werden, ohne dass hierfür
die Sensoren eine gesonderte Auswertung solcher Fahrhindernisse
durchführen
müssen.
Wird der Verlauf des Bordsteins aus den Positionen geparkter Fahrzeuge
extrapoliert, kann es zu Fehleinschätzungen infolge eines gekrümmten Straßenverlaufes
oder infolge schief oder zum Teil auf dem Bordstein geparkter Fahrzeuge
kommen. Die Erfassung des Bordsteins über eine Änderung des Fahrwiderstandes
ermöglicht
damit eine Korrektur einer solchen Fehldetektion.
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Durch
die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Verfahrens zur Einparkunterstützung für ein Fahrzeug möglich. Besonders
vorteilhaft ist es, einen Verlauf eines Bordsteins aus wenigstens
einer erfassten Änderung
des Fahrwiderstands herzuleiten. Insbesondere für den Fall, wenn ein Fahrzeug mit
beiden Rädern – nacheinander
oder zugleich- gegen ein Hindernis fährt, kann unter Berücksichtigung der
Position der Räder
zu diesem Zeitpunkt ein Verlauf des Hindernisses extrapoliert werden.
Auf einfache Weise kann damit eine Begrenzung einer Parklücke zur
weiteren Auswertung durch eine Einparkunterstützung erfasst werden.
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Insbesondere
ist es vorteilhaft, die nunmehr neu erfassten Begrenzungen der Parklücke für eine Berechnung
eines neuen Einparkweges in die Parklücke zu berücksichtigen.
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Es
ist ferner vorteilhaft, dem Fahrer auszugeben, dass eine Änderung
des Fahrwiderstandes eingetreten ist. Möglicherweise hat der Fahrer
selber die Änderung
noch nicht bemerkt und wird gegebenenfalls versuchen, durch eine
höhere
Leistungsabforderung den Fahrwiderstand zu überwinden. Wird der Fahrer
rechtzeitig gewarnt, so kann er z.B. auf ein Hinauffahren eines
Bürgersteigs
verzichten und somit die Fahrzeugbereifung schonen.
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Ferner
ist es vorteilhaft, eine Eingabeeinheit vorzusehen, mit der die Änderung
des Fahrwiderstands für
die Einparkunterstützung
im Weiteren ignoriert wird. Dies ist z.B. in den Fällen vorteilhaft,
bei denen das Fahrzeug halb auf einem Bordstein geparkt werden soll.
Hier wird mit Erreichen der Bordsteinkante die Begrenzung der Parklücke angenommen.
Für diese
Ausnahmefälle
hat der Benutzer erfindungsgemäß die Gelegenheit,
die Einparkeinrichtung zu korrigieren.
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Besonders
gut ist der Fahrwiderstand über Elemente
des Antriebsstrangs abgreifbar, da deren Daten im allgemeinen auf
entsprechenden Datenbussen im Fahrzeug zu Verfügung stehen und von einer entsprechenden
Steuereinheit einer Einparkvorrichtung abgegriffen werden können.
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Zeichnung
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es
zeigen
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1 ein
Kraftfahrzeug mit entsprechenden Einrichtungen zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2 eine Änderung
des Fahrwiderstands bei Erreichen eines Hindernisses,
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3 und 4 ein
Anwendungsbeispiel für das
erfindungsgemäße Verfahren.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann dazu angewendet werden, einem Fahrer eine Begrenzung einer
Parklücke
anzuzeigen. Insbesondere ist es jedoch bei derartigen Verfahren
vorteilhaft, bei denen mittels am Fahrzeug angeordneter Sensoren
eine Parklücke
vermessen wird und anschließend
ein Weg in die Parklücke
berechnet wird, um entweder den Fahrer mittels Fahranweisungen zu
führen
oder um automatisch bzw. halbautomatisch das Einparken vorzunehmen.
Um Fehler bei der Parklückenerfassung
feststellen zu können,
wird hierbei der Fahrwiderstand zusätzlich ausgewertet. Damit werden
derartige halbautomatische oder automatische Einparkverfahren für den Benutzer
besser handhabbar, da Fehler durch eine fehlerhafte Detektion einer
Parklückenposition
vermindert werden. Daher ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Einparkunterstützung im
Folgenden am Beispiel eines Verfahrens zum sogenannten semiautonomen
Einparken erläutert. Über eine
Parklückenvermessung
wird der Fahrer hierbei bei der Suche nach einer ausreichend großen Parklücke unterstützt. Anschließend wird
er dabei unterstützt,
zügig in
die Parklücke
einzufahren, indem ihm ein Einparkweg vorgegeben wird. Das Lenken
hierbei kann auch automatisch erfolgen, während die Beschleunigung oder
das Verzögern
des Fahrzeugs durch den Fahrer erfolgt. Ferner können jedoch auch nur Lenk- und Fahrkommandos
ausgegeben werden.
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In
der 1 ist ein Fahrzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
und zum Durchführen
eines Einparkvorgangs nach Anweisungen gezeigt. Das Kraftfahrzeug 1 weist
an allen Fahrzeugseiten Abstandssensoren auf. An der Vorderseite 2 sind
vier Abstandssensoren 3 angeordnet. An der Rückseite 4 sind
ebenfalls vier Abstandssensoren 5 angeordnet. An der linken
Fahrzeugseite 6 sind zwei Abstandssensoren 7 angeordnet.
An der rechten Fahrzeugseite 8 sind ebenfalls zwei Abstandssensoren 9 angeordnet.
Pro Fahrzeugseite können mehr,
aber auch weniger Abstandssensoren vorgesehen sein. Die Abstandssensoren
sind insbesondere als Ultraschallsensoren ausgeführt, können aber auch als Infrarotsensoren,
als Radarsensoren oder als kapazitive Abstandssensoren ausgeführt sein. Die
Abstandssensoren sind über
eine Datenleitung 10 mit einer Auswerteeinheit 11 verbunden.
Die Auswerteeinheit 11 misst die Abstände zu Hindernissen in der
Umgebung des Fahrzeugs und warnt den Fahrer vor derartigen Hindernissen über eine
hierfür
vorgesehene Ausgabeeinheit. Die Ausgabeeinheit ist insbesondere
als eine Anzeige 12 und/oder als ein Lautsprecher 13 ausgeführt. Somit
können
optische und/oder akustische Warnmeldungen an den Fahrer ausgegeben
werden. Insbesondere ist die Auswerteeinheit 11 aber auch
dazu ausgelegt, in einem Vorbeifahren an einer Parklücke die
Länge der
Parklücke
zu messen, indem insbesondere über
die seitlich angeordneten Abstandssensoren 7, 9 die
Abstände des
Fahrzeugs zu einer seitlichen Begrenzung ermittelt werden. Ferner
ist ein Wegstreckensensor 24 vorgesehen, der die Bewegung
des Fahrzeugs erfasst und der es erlaubt die gemessenen Abstandswerte
räumlich
zuzuordnen. Wird somit eine Parklücke einer hinreichenden Länge zwischen
einem ersten und einem zweiten seitlich an der Straße geparkten
Fahrzeug ermittelt, so berechnet die Auswerteeinheit 11 eine
Einparktrajektorie in die Parklücke
hinein. Gegebenfalls kann der Fahrer über eine in der 1 nicht
dargestellte Eingabeeinheit den Einparkvorgang starten. Die Auswerteeinheit 11 verfügt über eine
Recheneinheit, um ausgehend von den erfassten Abstandsdaten den
Weg in die Parklücke
zu berechnen. Über
die Anzeige 12 und/oder über den Lautsprecher 13 werden
an den Fahrer entsprechende Fahranweisungen ausgegeben. Während des Einparkvorgangs
wird mittels der Abstandssensoren 3, 5, 7, 9 der
Abstand zu den Begrenzungen der Parklücke überwacht. Auch in eine senkrecht
zum Straßenverlauf
angeordnete Parklücke
oder in eine schräg
zum Straßenverlauf
angeordnete Parklücke kann
hiermit eingeparkt werden.
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Bei
der Vermessung der Parklücke
können Messfehler
auftreten, welche zu fehlerhaften Positionen der die Parklücke bestimmenden
Fahrzeugecken führen.
Bei einem anschließenden
Einparken könnten
diese Fehler zu einer Berührung
der Räder mit
dem Bordstein führen,
wenn insbesondere die Tiefe der Parklücke zu groß gemessen wurde. Ferner können sich
bei dem Einparkvorgang Abweichungen von dem geplanten Einparkweg
in die Parklücke
ergeben. Z.B. können
aufgrund ungenauer Befolgung der Vorgaben des Systems durch den
Fahrer Abweichungen entstehen. Hierdurch kann der Bordstein insbesondere
von Hinterrädern 14 des
Fahrzeugs berührt
werden.
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Um
eine solche Berührung
insbesondere des Bordsteins zu erkennen, ist die Auswerteeinheit 11 mit
einem Datenbus 15 verbunden, der insbesondere als ein CAN-Bus ausgeführt ist. Über die
Datenbusabfrage wird der aktuelle Fahrwiderstand des Fahrzeugs ermittelt.
Hierzu werden kinematische Messgrößen von einzelnen Fahrzeugsystemen
ausgewertet. Die Auswertung kann durch eines der folgenden, aber
auch durch die Auswertung mehrerer der folgenden Systeme erfolgen:
Es
kann eine Motorsteuerung ausgewertet werden, insbesondere hinsichtlich
eines Vergleichs des dem Motor abverlangten Drehmoments.
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Ferner
kann auch die Drehzahl bzw. die Fahrpedalstellung herangezogen werden.
Ferner ist es möglich,
die Getriebesteuerung auszuwerten und hierbei insbesondere die Kupplungspedalstellung
zu berücksichtigen.
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Ferner
ist es möglich,
Reifendrucksensoren 16, 17, 18, 19 auszuwerten,
die in jedem Reifen angeordnet sind. Insbesondere sind auch Reifendrucksensoren
an den Vorderreifen 28 vorgesehen. Reifendrucksensoren
werden über
ein Steuergerät 20 ausgewertet,
wobei in der 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit der Zeichnung
lediglich die Verbindung 21 des vorderen, linken Reifendrucksensors 16 mit
dem Steuergerät 20 dargestellt
ist.
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Die
Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist dabei anhand der 2 und 3 erläutert. In
der 3 ist das Fahrzeug 1 gezeigt, das auf
einen Bordstein 30 zufährt.
Hierbei berührt
ein Reifen 31 den Bordstein 30. Befindet sich
das Fahrzeug noch in einem Abstand zu dem Bordstein, so ist der
Fahrwiderstand des Fahrzeugs niedrig. Der Fahrwiderstand über der
Strecke ist in der 2 dargestellt, wobei der Fahrwiderstand
auf der Y-Achse 39 aufgetragen ist. Auf der X-Achse 32 ist
die Wegstrecke dargestellt. An dem Punkt 33 der Fahrstrecke
erreicht der Reifen 31 den Bordstein 30. Bis zu
diesem Punkt ist der Fahrwiderstand in einem ersten Streckenabschnitt 34 niedrig.
Es muss lediglich die Reibung gegenüber dem Straßenbelag überwunden werden,
um das Fahrzeug zu bewegen. Ab dem Punkt 33 wird jedoch
zunächst
der Reifen 31 durch den Bordstein 30 deformiert.
Der Fahrwiderstand steigt an, da der Motor nun auch die Arbeit zur
Deformation des Reifens leisten muss. Fährt der Fahrer weiter, so wird
das Fahrzeug angehoben, so dass es auf den Bordstein 30 fahren
wird. Der Fahrwiderstand steigt jedoch an. Dies ist in dem zweiten
Streckenabschnitt 35 in der 2 anhand
des Anstiegs des Fahrwiderstands erkennbar. Der Fahrwiderstand würde erst
dann absinken, wenn der Reifen 31 auf der Oberseite 36 des
Bordsteins 30 aufliegt. Der Verlauf des Fahrwiderstands
ist in der 2 gestrichelt dargestellt (Bezugszeichen 37).
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Ein
vorgegebener Grenzwert 38 für den Fahrwiderstand ist ebenfalls
in der 2 dargestellt. Wenn der Grenzwert 38 überschritten
wird, dann wird eine Begrenzung einer Parklücke erfasst. Bleibt der Fahrwiderstand
unterhalb dieser Grenze, dann wird davon ausgegangen, dass lediglich
eine Bodenunebenheit oder etwas ähnliches
vorgelegen hat. Insbesondere sind auch zum Teil bei einem Einparken
abgeflachte Bordsteinkanten zu überfahren,
die für
ein Befahren geeignet und vorgesehen sind, so dass sich durch diese
Bordsteinkanten der Fahrwiderstand kaum erhöht. Bevorzugt ist der Grenzwert 38 so
vorgesehen, dass solche Bordsteinkanten keine Begrenzung der Parklücke auslösen. Die
genauen Werte, ab denen eine entsprechende Begrenzung den Fahrwiderstand
ist dabei von dem jeweiligen Fahrzeug abhängig, so ist z.B. die Hubleistung,
die für
ein Anheben des Fahrzeugs auf den Bordstein 30 geleistet
werden muss, vom Fahrzeugtyp abhängig. Gleiches
gilt auch für
die Arbeit die geleistet werden muss, ein Fahrzeug anzufahren bzw.
durch Schlaglöcher
zu bewegen. Für
ein schwereres Fahrzeug ist daher der Grenzwert 38 größer vorzusehen,
als für ein
leichtes Fahrzeug. Für
die einzelnen, zuvor angeführten
Fahrzeugtypen bzw. -größen sind
jeweils gesonderte Grenzwerte vorzusehen.
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Ein
Grenzwert kann für
eine entsprechende Drehmomentzahl des Motors betrachtet werden.
Insbesondere ist hierbei nicht der Absolutwert des Drehmoments,
der z.B. bei einer Steigung hoch sein kann, sondern vielmehr die Änderung
des Drehmoments zu betrachten. In diesem Fall wäre das Drehmoment nach dem
Ort oder nach der Zeit abzuleiten und die sich aus der ersten Ableitung
ergebende Steigung ist für
die Änderung
des Fahrwidertands auszuwerten. Übersteigt
der Wert der ersten Ableitung ein vorgegebenes Maß, so wird
einem Einparkvorgang eine entsprechende Begrenzung einer Parklücke ermittelt. Zur
Auswertung ist eine in der 1 schematisch dargestellte
Motor- bzw. Getriebesteuerung 22 über den Datenbus 15 mit
der Auswerteeinheit 11 verbunden.
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Ferner
ist auch ein Bremsensteuergerät 23 mit
der Auswerteeinheit 11 verbunden. Über das Bremsensteuergerät wird ausgewertet,
ob nicht eine Fahrzeugbremse betätigt
wird und daher den gestiegenen Fahrwiderstand verursacht hat. Ist
dies der Fall, so wird die Änderung
des Fahrwiderstandes hinsichtlich einer Auswertung einer Begrenzung
einer Parklücke
ignoriert.
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In
einer weiteren Ausführungsform
kann auch wenigstens ein Beschleunigungssensor 25 vorgesehen
sein, mittels dem insbesondere eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs
erfasst werden kann. Eine Änderung
des Fahrwiderstands kann damit auch aus einer gestiegenen, auf das
Fahrzeug wirkenden Beschleunigung in Form einer Beschleunigungsänderung
geschlossen werden.
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Ferner
ist in einer bevorzugten Ausführungsform
der Wegstreckensensor 24, der in der 1 lediglich
schematisch dargestellt ist, mit der Auswerteeinheit 11 verbunden. Über den
Wegstreckensensor 24 kann der zurückgelegte Weg insbesondere
mittels der Raddrehung ermittelt werden. Hierdurch kann die Position
des Fahrzeugs im Bezug zu der Parklücke bestimmt werden, so dass
in eine aufgrund der Messung durch die Abstandssensoren 3, 5, 7, 9 ermittelten
Umgebungskarte die nunmehr neu bestimmten Abgrenzungen eingetragen
werden können.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
können
die Reifendrucksensoren 16, 17, 18, 19 ausgewertet
werden, um die in der 3 gezeigte Deformation des Reifens 31 zu
erfassen. Denn fährt
der Reifen auf einen Bordstein 30, so wird individuell
an dem jeweiligen Reifen durch den auf den Reifen wirkenden Druck
ein Druckanstieg in dem Reifen 31 bewirkt. Die Raddrucksensoren
können
hierbei einzeln dahingehend ausgewertet werden, mit welchem Reifen
das Fahrzeug 1 auf ein entsprechendes Hindernis gefahren
ist. Hierdurch kann eine Lokalisierung der Hinderniserfassung erfolgen.
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Ein
Anwendungsfall ist in der 4 dargestellt,
bei der das Fahrzeug 1 bereits schräg zwischen einem ersten Fahrzeug 41 und
einem zweiten, dahinter stehenden Fahrzeug 42 in eine Parklücke 43 eingeparkt
ist. Stößt das Fahrzeug 1,
das an einer rechten Straßenseite
einparkt, rückwärts in die
Parklücke 43 hinein,
so kann das Fahrzeug nur mit dem rechten Hinterreifen 14 an
den Bordstein 44 geraten. Wird in diesem Fall eine Änderung
des Fahrwiderstands erfasst, so wird die damit erfasste Begrenzung
der Parklücke
dem rechten Hinterreifen 14 zugeordnet. Aus der Position
der Fahrzeuge 41 und 42 sowie der punktuell erfassten
Position des Bordsteins 44 wird der Verlauf des Bordsteins 44 berechnet
und in eine Umgebungskarte für
eine Korrektur bzw. für
einen neuen Vorschlag eines Einparkwegs eingetragen. Damit kann
auch ohne eine individuelle Zuordnung eines Reifens zur Hinderniserfassung eine
Lagebestimmung des tatsächlichen
Hindernisses erfolgen.
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In
einer besonderen Ausführungsform
kann bei einer Änderung
des Fahrwiderstands das Fahrzeug auch automatisch angehalten werden,
z.B. durch eine automatische Betätigung
der Bremse, um Beschädigungen
des Fahrzeugs zu vermeiden.
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Insbesondere
wird ein gestiegener Fahrwiderstand für die Detektion eines Parklückenrandes erfasst.
Jedoch kann z.B. bei einem unbefestigten Bankett der Straße ein Verlassen
der Straße
nicht gewünscht
sein. Fährt
ein Fahrer z.B. mit dem Vorderreifen 28 über eine
derartige Kante herunter, so sinkt der Fahrwiderstand rapide ab,
da das Fahrzeug über die
Kante heruntergezogen wird. Auch in diesem Fall wird bevorzugt eine
Begrenzung der Parklücke
erfasst. In einer weiteren Ausführungsform kann
auch das Signal des Wegstreckensensors abgeleitet werden, um die
Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu erhalten. Kommt es zu einer plötzlichen Änderung
der Geschwindigkeit, so kann auch aus dem geänderten Geschwindigkeitssignal
eine Änderung
des Fahrwiderstands ermittelt werden.
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Eine
besonders zuverlässige
Messung erhält man
dann, wenn wenigstens zwei der oben genannten Messgrößen miteinander
korreliert werden und auch bei einer ruckartigen Änderung
einer der Größen eine
Begrenzung einer Parklücke
nur dann erfasst wird, wenn eine entsprechende Änderung bei wenigstens einer
weiteren Größen aufgetreten
ist.
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Bei
der Neuberechnung einer Parklücke kann
in der Parklücke
selbst rangiert werden. Steht das Fahrzeug jedoch sehr schräg und lässt die
Parklücke
keinen Platz für
ein weiteres Rangieren zu, so kann in einer weiteren Ausführungsform
der Parkvorgang auch neu gestartet werden, so dass das Fahrzeug
zunächst
vollständig
aus der Parklücke
herausfährt.
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Will
der Fahrer in einer Parklücke
parken, bei der die eine Fahrzeughälfte auf einem hohen Bürgersteig
steht, wie dies mitunter erforderlich ist, so kann er eine Eingabeeinheit 26 betätigen, nach
deren Betätigung
die Auswerteeinheit 11 eine Änderung des Fahrwiderstandes
unberücksichtigt
lassen wird. In diesem Fall nimmt der Fahrer bewusst in Kauf, dass er
einen hohen Bordstein überfährt, um
seinen gewünschten
Parkplatz zu erhalten. Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Einparkunterstützung soll
er hiervon jedoch nicht gegen seinen Willen abgehalten werden.