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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrunterstützungsvorrichtung und ein Fahrunterstützungsverfahren
für ein
Fahrzeug, welche bzw. welches die Handlung oder Vorgehensweise eines
Fahrers bei dem Versuch unterstützt,
an einer Kreuzung abzubiegen, wobei ein Zusammenstoß mit einem entgegenkommenden
Fahrzeug auf der Gegenfahrbahn vermieden werden soll.
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Die
JP-A-9-270097 beschreibt eine Fahrunterstützungsvorrichtung, welche den
Zustand eines entgegenkommenden und vorbeifahrenden Fahrzeugs sicher
und korrekt an einen Fahrer des eigenen oder Bezugsfahrzeugs überträgt und den
Fahrer bei der Beurteilung einer Kurvenfahrt zum Abbiegen (beim
Beginn der Kurvenfahrt) unterstützt.
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Diese
Fahrunterstützungsvorrichtung
weist einen Bildsensor auf, der das Bild von Fahrzeugen des Gegenverkehrs,
welche sich einer Kreuzung nähern,
ausgibt; eine Betriebseineheit, welche Signalzustände von
einer Signalsteuerung und ein Bildsignal von dem Bildsensor verwendet,
um eine Inforamtion bezüglich
des Zeitpunkts der Kurvenfahrt oder des Abbiegebeginns ("when-to-turn-Information") berechnet; und
einen Übertrager
oder Sender auf, der das Bildsignal und die when-to-turn-Information
an das Fahrzeug schickt, welche alle an der Fahrbahnseite eingebaut
sind. Weiterhin weist das Fahrzeug einen Empfänger auf, der das Bildsignal
und die vom Übertrager
aus geschickte when-to-turn-Information empfängt, sowie eine Anzeigevorrichtung,
welche das empfangene Bild und die Information darstellt. Bei Verwendung
dieser Vorrichtung benutzt der Fahrer des Fahrzeugs das Bild des
entgegenkommenden Verkehrs oder Durchgangsverkehrs und die when-to-turn-Information
vom Fahrzeug und bestimmt einen ge eigneten Zeitpunkt für den Beginn der
Kurvenfahrt oder des Abbiegevorgangs.
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Die
Zeitdauer der Kurvenfahrt oder des Abbiegens (vom Beginn des Abbiegens
bis zum Ende des Abbiegens) an einer Kreuzung ändert sich abhängig von
verschieden Bedingungen. Beispielsweise muß auf einer Fahrbahn mit geringem
Reibungskoeffizienten (μ)
das Fahrzeug langsam anfahren, so daß es für die Kurvenfahrt oder den
Abbiegevorgang länger
als im Vergleich zu einer Fahrbahn mit hohem Reibungskoeffizienten
(μ), beispielsweise
einer trockenen Asphaltfahrbahn braucht. Weiterhin dauert es auf
einer Fahrbahn mit mehreren Fahrspuren länger als bei einer Fahrbahn
mit nur einer einzigen Fahrspur, um die Kurve vollständig zu
durchfahren oder um vollständig
abzubiegen.
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der voranstehenden Nachteile
bei bekannten Fahrunterstützungsvorrichtungen
und -verfahren gemacht. Mit anderen Worten, eine Fahrunterstützungsvorrichung
und ein Fahrunterstützungsverfahren
der vorliegenden Erfindung nimmt die genannten variablen Faktoren
oder Bedingungen auf und zieht sie in Betracht, um eine passende
Unterstützung beim
Abbiegen oder Kurvenfahren an einer Kreuzung mit Gegenverkehr schaffen
zu können.
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Hierzu
schätzt
die Fahrunterstüzungsvorrichtung
einen Reibungskoeffizienten, zieht andere Fahrzeugdaten hinzu und
berechnet eine Abbiegezeit.
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Die
Vorrichtung sammelt im Wesentlichen Daten von anderen entgegenkommenden
Fahrzeugen unter Verwendung einer CCD-Kamera und Daten betreffend
die Fahrbahn, welche zu überqueren ist,
in dem ein Navigationssystem verwendet wird. Auf der Grundlage der
Umgebungsinformation berech net die Vorrichtung die Abbiegezeit bei
dem momentanen Zustand der Fahrbahnoberfläche. Wenn eine Beschleunigung
des Fahrzeuges bestimmt wird, zieht die Vorrichtung verschiedene
Zustände
der Fahrbahnoberfläche
mit in Betracht, so daß die
Zeit zum Überqueren
der Kreuzung präzise
berechnet werden kann. Die Vorrichtung vergleicht dann die Ankunftszeit
des entgegenkommenden Fahrzeugs und die (zu erwartende) Abbiegezeit
des Fahrzeugs, um entweder eine Warnung an den Fahrer des Fahrzeugs
auszugeben, um vor der Möglichkeit
eines Zusammenstoßes
zu warnen oder um das Fahrzeug zu steuern oder in den Fahrbetrieb
so einzugreifen, daß die
Beschleunigung durch Anlegen einer Bremskraft begrenzt wird oder
um den Fahrer auf den Beginn des Abbiegens derart hinzuweisen, daß die Sicherheit
beim Abbiegen gewährleistet
ist.
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Die
Vorrichtung zieht weiterhin eine genaue Distanz der Fahrbahnbreite
hinzu und speichert die Daten von dem Navigationssystem, beispielsweise die
Lage der Kreuzung und die Anzahl von Fahrspuren des Gegenverkehrs.
Daten des anderen Fahrzeugs (Geschwindigkeit, Position etc.) können entweder
unter Verwendung einer CCD-Kamera oder von einem Radar aufgenommen
werden und zu der Abbiegezeitberechnung hinzu verwendet werden. Alle
notwendigen Daten können
von dem Fahrzeug ermittelt oder herangezogen werden und somit sind keine
Unterstützungsvorrichtungen
notwendig, welche am Fahrbahnrand der Kreuzung ein- oder aufgebaut
werden müssen.
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Es
sei darauf hingewiesen, daß bei
der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung und der exemplarischen
Ausführungsform
der Erfindung das Abbiegen an einer Kreuzung als Kurvenfahrt nach rechts
festgelegt ist. Dies aufgrund der Verkehrsregeln in Japan, wo der
Erfinder dieser Anmeldung lebt. Der Umfang der vorliegenden Erfindung
ist jedoch nicht auf das Rechtsabbiegen eines Fahrzeugs be schränkt. Das
heißt,
die Fahrunterstützungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung kann auch beispielsweise in den Vereinigten
Staaten von Amerika zur Anwendung gelangen, wenn die Abbiegerichtung und
die zugehörigen
Funktionalitäten
an die dortigen Verkehrsregeln angepaßt werden.
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Gleiches
gilt für
das erfindungsgemäße Verfahren.
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Weitere
Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich besser aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer Ausführungsform
hiervon unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
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Es
zeigt:
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1 ein
Blockdiagramm einer Fahrunterstützungsvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß dieser Ausführungsform;
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2 ein
Flußdiagramm
einer Fahrunterstützungssteuerung
beim Rechtsabbiegen, welche durchgeführt wird, wenn ein Fahrzeug
an einer Kreuzung auf eine Gelegenheit zum Abbiegen nach rechts
wartet; und
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3 eine
Ansicht einer Kreuzung aus Vogelperspektive zur Beschreibung der
Situation beim Abbiegen nach rechs.
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Gemäß 1 ist
eine Fahrunterstützungsvorrichtung 200 für ein Fahrzeug
im wesentlichen aufgebaut aus einem Gaspedalsensor 10,
einem Blinker 20, einem Geschwindigkeitssensor 30,
einem Bremsensensor 40, einer CCD-Kamera 50 und
einem Navigationssystem 60. Diese Elemente sind mit einem
Computer 70 verbunden.
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Die
Fahrunterstützungsvorrichtung 200 weist weiterhin
ein Drossel(klappen)stellglied 80, ein Bremsenstellglied 90 und
eine Anzeige 100 auf. Diese sind ebenfalls mit dem Computer 70 verbunden und
werden durch Steuersignale vom Computer 70 betrieben.
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Der
Computer 70 weist eine CPU, ein ROM, ein RAM und andere
Eingabe/Ausgabeschnittstellen (I/O) auf. Der Computer 70 weist
in sich auch verschiedene Treiberschaltkreise auf. Diese Art von Hardwareaufbau
ist allgemein bekannt, so daß daher eine
detaillierte Beschreibung hiervon nicht erfolgt. Der Computer 70 bestimmt
die Existenz oder das Vorhandensein eines entgegenkommenden Fahrzeugs
auf der Gegenfahrbahn oder entgegenkommenden Spur, wenn das Fahrzeug
auf eine Kurvenfahrt oder ein Abbiegen an einer Kreuzung wartet
und berechnet eine Ankunftszeit des entgegenkommenden Fahrzeuges
bis zur Kreuzung. Durch Vergleich der Zeitdauer, die das Fahrzeug
zum Beenden der Kurvenfahrt oder des Abbiegevorgangs benötigt mit der
Ankunftzeit des entgegenkommenden Fahrzeugs bestimmt der Computer 70 dann,
ob das Fahrzeug mit dem Abbiegevorgang beginnen sollte und unterstützt den
Fahrvorgang entsprechend. Die Schritte der Fahrunterstützung werden
später
noch im Detail unter Bezug auf das Flußdiagramm von 2 beschrieben.
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Der
Gaspedalsensor 10 erkennt die Betätigung eines Gaspedals (ein/aus)
durch einen Fahrer. Das Gaspedalbetätigungssignal wird vom Computer 70 verwendet,
um zu bestimmen, ob das Fahrzeug mit der Kurvenfahrt oder dem Abbiegevorgang
beginnt.
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Der
Blinker 20 wird verwendet, die Absicht des Fahrers, mit
dem Fahrzeug abzubiegen, umgebenden Fahrzeugen mitzuteilen, wenn
das Fahrzeug mit dem Abbiegevorgang beginnt. Das Blinkerbetriebssignal
wird im Computer 70 ver wendet, um zu bestimmen, ob das
Fahrzeug an der Kreuzung mit einem Rechtsabbiegevorgang beginnt
bzw. ob dieser Vorgang beabsichtigt ist.
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Der
Geschwindigkeitssensor 30 ist beispielsweise in der Nähe der Antriebsachse
angeordnet und gibt das Geschwindigkeitssignal auf der Grundlage der
Drehzahl eines Rades aus. Das Geschwindigkeitssignal wird im Computer 70 verwendet,
um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu berechnen und somit den
Wartezustand an der Kreuzung beim Versuch des Abbiegens zu bestimmen
(einen vorübergehenden
Haltezustand) und wird auch verwendet, die Strecke bis zum Abschluß des Abbiegevorgangs zu
berechnen.
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Der
Bremsensensor 40 erkennt eine Betätigung (ein/aus) des Bremspedals
durch den Fahrer. Das Bremspedalbetätigungssignal wird im Computer 70 verwendet,
um einen Wartezustand an der Kreuzung oder den Beginn mit dem Abbiegevorgang
nach rechts zu bestimmen.
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Die
CCD-Kamera 50 ist beispielsweise an der Rückseite
des Innenspiegels angebracht und wird verwendet, einen bestimmten
Bereich vorderhalb des Fahrzeugs aufzunehmen und das aufgenommene
Bild wird in elektrische Bildsignale umgewandelt, welche an den
Computer 70 ausgegeben werden. In der vorliegenden Ausführungsform
wird das Vorhandensein eines entgegenkommenden Fahrzeugs auf der
Gegenfahrbahn und wird der Abstand zu dem entgegenkommenden Fahrzeug
(falls vorhanden) zu der Kreuzung und die Geschwindigkeit auf der
Grundlage von Bildsignalen berechnet, welche von der CCD-Kamera 50 erhalten
werden. Weiterhin bestimmt der Computer 70 den Oberflächenzustand
der Fahrbahn vorderhalb des Fahrzeugs auf der Grundlage eines Bildsignals
von der CCD-Kamera 50 und schätzt den Reibungskoeffizienten
der Fahrbahn (Straßenoberflächenreibungskoeffizient)
ab. Ein Verfahren zur Abschätzung
des Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizienten
wird nachfolgend noch näher
beschrieben.
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Das
Navigationssystem 60 ist, wie allgemein bekannt, eine Vorrichtung
mit unterschiedlichen Navigationsfunktionen, beispielsweise einer
Kartenanzeigefunktion zur Darstellung einer Karte um das Fahrzeug
herum auf der Grundlage der erkannten Position des Fahrzeugs, einer
Suchfunktion nach in der Nähe
gelegenen Einrichtungen oder Punkten zur Aufnahme derartiger Einrichtungen
oder Punkte und einer Routenführungsfunktion
zum Ermitteln einer Route zu einem Zielpunkt.
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Das
Navigationssystem 60 weist eine Positionserkennungsvorrichtung,
eine Kartendateneingabevorrichtung, einen VICS-Empfänger, einen
Navigations-ECU etc. auf, wobei diese Teile in der Zeichnung nicht
näher dargestellt
sind. Hiervon weist die Positionserkennungsvorrichtung einen Erdfeldmagnetsensor,
ein Gyroskop, einen Abstandssensor und einen GPS-Empfänger für GPS (Global
Positioning System) auf, so daß die
Position des Fahrzeugs auf der Grundlage von Radiowellen von Sateliten
bestimmbar ist. Da jede dieser Vorrichtungen ihre eigenen Fehlertypen
hat, ist das Navigationssystem 60 so aufgebaut, daß sich diese
Fehler gegenseitig aufheben. Weiterhin kann sich die Positionserkennungsvorrichtung
aus einem Teil der Vorrichtungen aufgebaut sein, welche oben beschrieben
worden sind, was jeweils von der Genauigkeit dieser Vorrichtungen
abhängt.
Die Kartendateneingabevorrichtung ist eine Vorrichtung, welche zur
Eingabe von Kartendaten in die Navigations-ECU verwendet wird. Als
Medium zur Aufzeichnung von Kartendaten werden für gewöhnlich CD-ROMs und DVD-ROMs
aufgrund ihrer Kapazität
verwendet, jedoch kann auch ein beschreibbares Medium verwendet
werden, beispielsweise eine Speicherkarte oder eine Diskette etc..
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Die
Kartendaten (Fahrbahndaten) bestehen im Wesentlichen aus Verbindungsdaten
und Knotendaten. Die Verbindungen in den Verbindungsdaten sind als
Verbindungen zwischen den Knoten auf jeder Straße oder Fahrbahn definiert,
beispielsweise als Kreuzungen, Abzweigungen, Treffpunkte oder dergleichen.
Die Verbindungsdaten umfassen eine spezielle ID zur Identifikation
einer jeden Verbindung, eine Verbindungslänge zur Angabe der Länge der Verbindung,
Knotenkoordinaten an den Start- und Endpunkten (Länge und
Breite) der Verbindung, den Namen der Fahrbahn oder Straße, die
Breite der Fahrbahn oder Straße
etc..
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Weiterhin
beinhalten die Knotendaten eine spezielle Knoten-ID, welche einer
Kreuzung, einem Treffpunkt oder einer Abzweigung zugeordnet ist, Knotenkoordinaten,
einen Knotennamen, IDs für
angeschlossene Verbindungen, Kreuzungstypen etc..
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Der
VICs-Empfänger
empfängt
Fahrbahninformationen, welche von dem VICs (Vehicle Information
and Communication System) geliefert werden, indem Sender an der
Fahrbahnseite und eine FM-Station an verschiedenen Stellen verwendet
werden. Diese Fahrbahn- oder Straßeninformation umfaßt beispielsweise
Stauinformationen, also den Abschnitt, wo sich ein Stau befindet,
die Größe des Staus
etc. und Verkehrsleitinformationen, beispielsweise die Sperrung
einer Fahrbahn.
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Dieses
Navigationssystem 60 liefert die Straßeninformation, beispielsweise
die momentane Position des Fahrzeugs und die entsprechenden Straßendaten
an den Computer 70. Der Computer 70 bestimmt auf
der Grundlage der momentanen Position des Fahrzeugs und der Straßendaten,
ob das Fahrzeug in eine Kreuzung einfährt. Weiterhin kann das Navigationssystem 16 so
aufgebaut sein, daß es
Daten ermittelt, welche das Einfahren des Fahrzeugs in die Kreuzung
angeben.
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Weiterhin
wird die Straßeninformation
einschließlich
der Breite der Straße
in den Verbindungsdaten vom Navigatonssystem 60 geliefert.
Der Computer 60 berechnet die Strecke zum Abschließen der Kurvenfahrt-
oder Abbiegestrecke auf der Grundlage der Breite der Straße, die
durch die Straßendaten
angezeigt wird.
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Das
Drosselstellglied 18, das Bremsenstellglied 90 und
die Anzeige 100 werden auf der Grundlage von Steuersignalen
vom Computer 70 betrieben. Das Drosselstellglied 18 steuert
den Öffnungsgrad
einer Drosselklappe (in der Zeichnung nicht dargestellt), um die
Ausgangsleistung des Antriebsmotors oder der Brennkraftmaschine
zu steuern. Das Bremsenstellglied 90 steuert den Bremsendruck,
um eine Bremskraft des Fahrzeugs zu steuern.
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Die
Anzeige 100 teilt dem Fahrer mit, daß das Abbiegen sicher ist,
wenn es auf der Gegenfahrbahn kein entgegenkommendes Fahrzeug gibt
oder daß es
keine Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßes trotz des Vorhandenseins
eines entgegenkommenden Fahrzeugs gibt. Andererseits gibt die Anzeige 100 eine
Wahrnung an den Fahrer des Fahrzeuges dahingehend aus, daß das Fahrzeug
auf eine andere Gelegenheit zum Abbiegen warten sollte, wenn eine
Zusammenstoßwahrscheinlichkeit
mit dem entgegenkommenden Fahrzeug besteht, wenn das Eigenfahrzeug
mit dem Abbiegevorgang beginnt.
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Nachfolgend
wird das Abschätzverfahren
für den
Reibungskoeffizienten der Fahrbahnoberfläche und die Durchführung der
Fahrunterstützungssteuerungen,
wenn das Fahrzeug an einer Kreuzung auf das Abbiegen nach rechts
war tet im Detail unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von 2 beschrieben.
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Im
Flußdiagramm
von 2 werden die momentane Position des Fahrzeugs
und werden die entsprechenden Straßendaten zuerst im Schritt
S10 vom Navigationssystem 60 erhalten. Dann werden im Schritt
S20 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die basierend auf dem Geschwindigkeitssignal
vom Geschwindigkeitssensor 30 berechnet wurde, das erkannte
Signal vom Bremsensensor 40 und das Betriebssignal von
den Blinkern oder Richtungsanzeigern 20 aufgenommen.
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Im
Schritt S30 wird der Zustand des Fahrzeugs dahingehend bestimmt,
ob auf einen Abbiegevorgang gewartet wird oder nicht. Die Bestimmung
in Richtung Wartezustand erfolgt, wenn die momentane Position des
Fahrzeugs, welche vom Navigationssystem 60 erhalten wurde,
unter die Kategorie "Kreuzung" fällt, die
Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter einem bestimmten Wert ist, der
als Anhalten betrachtet werden kann, die Bremse eingeschaltet ist
(das Bremspedal ist gedrückt)
und das Signal von den Richtungsanzeigern angibt, daß der Richtungsanzeiger
oder Blinker für
ein Rechsabbiegen eingeschaltet ist.
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Weiterhin,
wenn das Fahrzeug in einen Parkplatz oder dergleichen auf der gegenüberliegenden Seite
der Fahrbahn einfährt,
macht das Fahrzeug ebenfalls eine Kurvenfahrt nach rechts und überquert die
Gegenfahrbahn oder die Gegenfahrbahnen. Dies bedeutet, daß, wenn
die Bedingungen bezüglich
Geschwindigkeit, Bremse und Richtungsanzeigern 20 erfüllt sind,
das Fahrzeug als auf einen Abbiegvorgang nach rechts beurteilt wird,
auch an Orten, welche keine Kreuzung sind. Das Warten für das Rechtsabbiegen
bzw. der Wartezustand auf das Rechtsabbiegen kann auch entweder aus
der Geschwindigkeit oder Betätigung
des Bremspedals heraus bestimmt werden.
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Wenn
im Schritt S30 bestimmt wird, daß das Fahrzeug nicht auf einen
Rechtsbiegezustand wartet, kehrt der Ablauf im Flußdiagramm
zum Schritt S10 zurück
und wenn der Wartezustand bestimmt wird, geht der Ablauf zum Schritt
S40 weiter. Im Schritt S40 wird der Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizient
auf der Grundlage eines Bildsignals von der CCD-Kamera 50 geschätzt. Das
heißt,
ein Bild der Fahrbahn vorderhalb des Fahrzeugs, welches von der
CCD-Kamera 50 aufgenommen
worden ist, wird zur Bestimmung des Oberflächenzustands der Fahrbahn (beispielsweise
trocken, naß etc.)
verwendet und der Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizient entsprechend
dem bestimmten Zustand kann aus einer bestimmten Umwandlungstabelle
heraus identifiziert werden. Die Bestimmung des Fahrbahnoberflächenzustands
und die Umwandlung von dem bestimmten Zustand der Fahrbahn zu dem
Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizienten
werden nachfolgend im Detail beschrieben.
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Wenn
der Fahrbahnoberflächenzustand
auf der Grundlage des Fahrbahnbildes bestimmt wurde, das von der
CCD-Kamera 50 aufgenommen worden ist, wird die Helligkeit
eines jeden Pixels des Bilds der Fahrbahn identifiziert und die
durchschnittliche Helligkeit der Fahrbahn wird dann berechnet. Die
durchschnittliche Helligkeit wird mit einem bestimmten Helligkeitsschwellenwert
verglichen, um zu bestimmen, daß die
Fahrbahn naß ist,
wenn die durchschnittliche Helligkeit oberhalb des Schwellenwertes
liegt und die Fahrbahn trocken ist, wenn der Durchschnitt unterhalb
des Schwellenwerts liegt. Eine Mehrzahl von Schwellenwerten, kann
vorbereitet werden, um entsprechende Fahrbahnoberflächenbeschaffenheiten anzugeben,
beispielsweise Wasserfilm, Eis, geschlossene Schneedecke etc.. Unterschiedliche
Verfahren zur Bestimmung des Fahrbahnoberflä chenzustandes wurden bereits
vorgeschlagen und das Verfahren muß nicht notwendigerweise auf
eines beschränkt
sein, bei dem das Bild der CCD-Kamera 50 wie in der vorliegenden
Ausführungsform
verwendet wird, sondern auch eines der bekannten Verfahren kann
verwendet werden.
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Der
Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizient wird
auf der Grundlage des Zustands der Fahrbahnoberfläche identifiziert,
der in eine Umwandlungstabelle korreliert ist. Beispielsweise korreliert
die Umwandlungstabelle den Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizienten auf
0,8, wenn die Fahrbahnbedingung oder der Fahrbahnzustand "trocken" ist. Der Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizient
kann auf der Grundlage des Fahrbahnzustandes gemäß dem oben beschriebenen Verfahren
erhalten werden.
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Weiterhin
ist das Verfahren zur Abschätzung des
Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizienten
nicht notwendigerweise auf das oben Beschriebene beschränkt. Beispielsweise
können
eine Wetterinformation, die Fahrbahnpositionsinformation, die Wetterbedingungsinformationen
von fahrzeugseitigen Sensoren, die Fahrbahnoberflächeninformation,
welche manuell vom Fahrer eingegeben wird und die Information von
einem Testbremsvorgang verwendet werden, um den Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizienten
abzuschätzen.
Bevorzugt werden die Radgeschwindigkeitsverringerungsrate oder die
Fahrzeuggeschwindigkeitsverringerungsrate bei einem Bremsvorgang
mit dem Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizienten
korreliert, indem eine interne Datenmappe verwendet wird, um den
Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizienten
aus dem momentanen Zustand heraus aufzunehmen.
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Im
Schritt S50 wird die Zeitdauer vom Beginn des Abbiegevorgangs nach
rechts bis zum Ende dieses Abbiegevorgangs berechnet. Das heißt, gemäß 3 wird
die ver strichene Zeit gemessen, die beginnt, wenn das Fahrzeug aus
einer Warteposition an einer Kreuzung heraus mit dem Rechtsabbiegen
beginnt und die endet, wenn das Fahrzeug das Ende des Abbiegevorgangs
nach rechts außerhalb
der Kreuzung erreicht. Bei der Berechnung der verstrichenen Zeit
für das
Abbiegen nach rechts wird die Strecke, die zum Erreichen der Abschlußposition
für das
Rechtsabbiegen notwendig ist, zunächst auf der Grundlage der
Fahrbahndaten und der Breite der Fahrbahn (aus den Fahrbahndaten
erhalten) berechnet. Beispielsweise kann die Strecke zum Beenden des
Rechtsabbiegevorgangs als annähernd ¼ des Umfangs
eines Kreises berechnet werden, der den gleichen Durchmesser hat,
wie die Fahrbahn breit ist. Jedoch kann die Strecke zum Beenden
des Abbiegevorgangs nach rechts auch aus einem Bild vorderhalb des
Fahrzeugs ermittelt werden, welches von der CCD-Kamera 50 aufgenommen
wird. Wenn das Bild der CCD-Kamera verwendet wird, wird die Abschluß- oder
Beendigungsposition für
das Rechtsabbiegen aus dem Bildsignal bestimmt und der Kurvenweg
oder die Kurvenstrecke bis zu diesem Punkt wird als die benötigte Strecke
betrachtet.
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Nach
der Berechnung der Strecke für
den Rechtsabbiegevorgang auf obige Weise wird die verstrichene Zeit
vom Beginn des Rechtsabbiegens ausgehend von der Geschwindigkeit
0 bis zum Ende des Rechtsabbiegens in der Beschleunigung abhängig von
dem Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizienten
berechnet. Die Beschleunigung, die von dem Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizienten
abhängig
ist, wird durch vorab durchgeführte
Experimente und Untersuchungen oder dergleichen bestimmt und abgespeichert
und der Beschleunigungswert nimmt natürlich zu, wenn der Wert des
Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizienten
zunimmt. Die Zeit für
das Rechtsabbiegen kann auf diese Weise berechnet werden.
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Weiterhin
kann die Korrelation zwischen dem Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizienten und
der Beschleunigung entweder kontinuierlich, d. h. stetig oder auch
abgestuft sein. Auch kann die Zeit für das Rechtsabbiegen des Fahrzeugs
beispielsweise auf der Grundlage des hohen Reibungskoeffizientenwertes
und der entsprechenden Beschleunigung berechnet werden, wobei eine
Einstellung durch den erkannten Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizienten erfolgt,
um einen Korrekturwert zu dem anfänglich berechneten Wert der
Abbiegezeit hinzuzuaddieren. Obgleich verschiedene Verfahren verwendet
werden können,
um eine Änderung
des Zustands der Fahrbahnoberfläche
mit zu berücksichtigen,
wird die Zeit für
das Rechtsabbiegen variabel geändert,
um für eine
trockene Fahrbahnoberfläche
kürzer
und für eine
nasse Fahrbahnoberfläche
länger
zu sein.
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Im
Schritt S60 wird ein entgegenkommendes Fahrzeug in dem von der CCD-Kamera 50 aufgenommenen
Bildsignal identifiziert und es wird bestimmt, ob das entgegenkommende
Fahrzeug innerhalb eines bestimmten Abstandes zu der Kreuzung ist
oder nicht. Wenn bestimmt wird, daß das entgegenkommende Fahrzeug
innerhalb des bestimmten Abstandes von der Kreuzung aus ist, berechnet
der Ablauf im Schritt S70 die Zeit, welche für das Fahrzeug benötigt wird,
die Kreuzung zu erreichen. Das heißt, das von der CCD-Kamera 50 erhaltene
Bildsignal wird verwendet, den Abstand des entgegenkommenden Fahrzeugs
zu der Kreuzung und seine Geschwindigkeit zu berechnen. Die Ankunftszeit
des entgegenkommenden Fahrzeugs an der Kreuzung kann dann auf der
Grundlage des oben berechnenden Abstandes und der oben berechneten
Geschwindigkeit errechnet werden.
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Im
Schritt S80 werden die Zeitdauer zum beenden des Rechtsabbiegevorgangs
und die Ankunftszeit des entgegenkommenden Fahrzeugs verwendet,
um zu bestimmen, ob die Möglichkeit
eines Zusammenstoßes
zwischen dem Eigenfahr zeug und dem entgegenkommenden Fahrzeug besteht.
Beispielsweise wird die Rechtsabbiegezeit des Eigenfahrzeugs mit
einer gewissen Zusatzzeit mit der Ankunftszeit des entgegenkommenden
Fahrzeugs an der Kreuzung verglichen und wenn die Ankunftszeit des
entgegenkommenden Fahrzeugs kürzer
ist, bestimmt die Vorrichtung, daß ein Zusammenstoß möglich ist
und wenn die Ankunftszeit länger
ist, bestimmt die Vorrichtung, daß keine Wahrscheinlichkeit
eines Zusammenstoßes
vorliegt.
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Wenn
im Schritt S80 die Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßes festgelegt
wird, geht der Ablauf zum Schritt S90 und eine Warnung dahingehend, daß die Möglichkeit
eines Zusammenstoßes
mit dem entgegenkommenden Fahrzeug auf der Gegenfahrbahn besteht,
wird durchgeführt.
Diese Warnung wird durchgeführt
in Form einer Warnstimme, eines Warntons oder einer Warnanzeige
auf der Anzeige des Navigationssystem 60.
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Im
Schritt S100 wird der Zustand des Fahrzeugs, d. h., ob es mit dem
Abbiegevorgang trotz der Warnung ohne Beibehaltung des Wartezustands
begonnen hat, auf der Grundlage des Erkennungssignals vom Gaspedalsensor 10 bestimmt.
Bevorzugt wird bestimmt, ob das Fahrzeug mit dem Abbiegevorgang
begonnen hat, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind, d. h., das Erkennungssignal
von dem Bremsensensor 40 wird als negativ bestätigt, also das
Bremspedal ist abgeschaltet und das Gaspedal ist eingeschaltet.
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Wenn
bestimmt wird, daß das
Fahrzeug mit dem Abbiegevorgang beginnt, wird im Schritt S110 ein
Steuersignal an die Bremsenstellglieder 90 ausgegeben,
um automatisch eine Bremskraft zu erzeugen, so daß das Fahrzeug
zwangsgebremst wird bzw. am Anfahren gehindert wird.
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Wenn
dieses gesteuerte Anhalten oder Festhalten durchgeführt wird,
kann das Steuersignal anstelle zu dem Bremsenstellglied 90 auch
dem Drosselstellglied 80 zugeführt werden, um den Öffnungsgrad
der Drosselklappe zur Öffnungsseite
hin zu begrenzen oder um die Klappe in die Schließposition
zu zwingen. Weiterhin kann das Steuersignal auch gleichzeitig an
das Drosselstellglied 80 und das Bremsenstellglied 90 ausgegeben
werden.
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Wenn
das Drosselventil oder die Drosselklappe so gesteuert wird, daß sie sich
nicht weiter öffnet,
kann ein Geschwindigkeitsanstieg des Fahrzeugs unterdrückt werden
und wenn das Drosselventil oder die Drosselklappe zu einer Schließung gezwungen
wird, wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs verringert. Das oben
beschriebene Verfahren kann zumindest einen Geschwindigkeitsanstieg
des Fahrzeugs unterdrücken
und verschiebt somit den Zeitpunkt des Fahrzeugs, zu dem dieses
die Kreuzung überquert,
um so einen Zusammenstoß mit
einem entgegenkommenden Fahrzeug zu verhindern. Wenn im Schritt
S100 bestimmt wird, daß das
Fahrzeug wartet, oder nachdem im Schritt S110 ein automatischer
Bremsvorgang durchgeführt
wurde, kehrt der Ablauf zum Schritt S60 zurück und wiederholt die Bestimmung,
ob ein entgegenkommendes Fahrzeug auf der Gegenspur vorhanden ist.
Wenn das entgegenkommende Fahrzeug die Kreuzung durchfahren hat
und kein nachfolgendes Fahrzeug vorhanden ist, ist das Bestimmungsergebnis
im Schritt S60 "NEIN". Wenn ein nachfolgendes
Fahrzeug vorhanden ist, jedoch noch weit von der Kreuzung entfernt
ist und genügend
Zeit bis zum Erreichen der Kreuzung vorhanden ist, ist das Bestimmungsergebnis
im Schritt S80 "NEIN".
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Bei
einer Bestimmung "NEIN" im Schritt S60 oder
Schritt S80 geht der Ablauf zum Schritt S120 und ein Steuersignal,
welches das Abbiegen nach rechts gestattet, wird an die Anzeige 100 ausgegeben.
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Dann
wird im Schritt S130 die Strecke vom Beginn des Rechtsabbiegens
auf der Grundlage der Geschwindigkeit ermittelt aus dem Geschwindigkeitssignal,
berechnet und diese Fahrstrecke wird mit der Beendigungsstrecke
für den
Rechtsabbiegevorgang verglichen. Wenn die Fahrstrecke als über der Beendigungsstrecke
für den
Rechtsabbiegevorgang liegend bestimmt wird, wird der Rechtsabbiegevorgang
als abgeschlossen betrachtet und die Fahrunterstützungsvorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
endet. wenn die Fahrstrecke als unter der Beendigungsstrecke für den Rechtsabbiegezustand
oder Rechtsabbiegevorgang bestimmt wird, kehrt der Ablauf zum Schritt
S60 zurück
(Überprüfung auf
entgegenkommende Fahrzeuge). Jedoch hat das Fahrzeug bereits damit
begonnen, abzubiegen und befindet sich bereits beispielsweise in
der Mitte der Überquerung
der Gegenfahrbahn, kann die Vorrichtung der Erfindung weiterhin
so ausgebildet sein, daß sie den
Fahrer anweist, den Rechtsabbiegevorgang so rasch als möglich zu
beenden.
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Da
wie oben beschrieben die Vorrichtung die Beendigungszeit für den Rechtsabbiegevorgang
auf der Grundlage des Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizienten der
momentan vorliegenden Fahrbahn oder Straße und der Beendigungsstrecke
für den Rechtsabbiegevorgang
gemäß der vorliegenden Ausführungsform
berechnet, kann die Beendigungszeit für den Rechtsabbiegevorgang
so genau als möglich
bestimmt werden. Im Ergebnis kann durch den Vergleich mit der Ankunftszeit
des entgegenkommenden Fahrzeugs die Vorrichtung das Fahren eines
Fahrzeugs geeignet unterstützen,
wenn das Fahrzeug beispielsweise an einer Kreuzung rechts abbiegen
soll.
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Weiterhin
kann der Oberflächenzustand
der Fahrbahn aus der Wettersituation um das Fahrzeug herum und der Fahbahn
selbst ermittelt werden. Auch durch Berücksichtigung der Wettersituation
unter Verwendung eines gewissen Verfahrens kann die Vorrichtung
den Bestimmungsvorgang für
den Reibungskoeffizienten der Fahrbahn vereinfachen, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung
weitere Anwendungsfälle
und Einsatzmöglichkeiten
hat. Wenn beispielsweise Schnee in dem Bereich um das Bezugsfahrzeug
herum vorhanden ist, kann die Bedingung für die Kurvenfahrt oder den
Abbiegevorgang als rutschiger als bei einem normalen Fahrbahnoberflächenzustand
betrachtet werden und somit können zusätzliche
Sicherheitsüberlegungen
bei der Bestimmung mit aufgenommen werden, ob eine Kurvenfahrt bzw.
ein Abbiegevorgang erlaubt ist oder nicht.
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Weiterhin
kann gleichzeitig eine Überprüfung auf
einen Fußgänger oder
ein Fahrzeug, beispielsweise ein Fahrzeug im Bereich der Endposition
des Abbiegevorgangs sichergestellt werden. In dem sämtliche
sich bewegenden Objekte oder Gegenstände mit berücksichtigt werden, läßt sich
auch dies bewerkstelligen.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die voranstehend erläuterte und
in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern
kann auf verschiedene Arten umgesetzt werden, ohne vom Wesen der
Erfindung abzuweichen.
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Beispielsweise
wird in der oben beschriebenen Ausführungsform der Abstand des
entgegenkommenden Fahrzeugs bis zu der Kreuzung und die Geschwindigkeit
des entgegenkommenden Fahrzeugs auf der Grundlage des Bildsignals
berechnet, welches von der CCD-Kamera 50 erhalten wird.
Der Abstand des entgegenkommenden Fahrzeugs und seine Geschwindigkeit
kann jedoch beispielsweise unter Verwendung einer Radarvorrichtung
berechnet werden, welche Laser oder Millimeterwellen verwendet.
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Weiterhin
kann die Position des entgegenkommenden Fahrzeugs (Abstand bis zur
Kreuzung), können
Geschwindigkeitsdaten des entgegenkommenden Fahrzeugs, und kann
die Strecke zum Beendigen des Rechtsabbiegevorgangs etc. an jeder Kreuzung
von einer fahrbahnseitigen Vorrichtung erhalten werden, welche diese
Daten erkennt und speichert, wobei noch eine Kommunikationsvorrichtung zu/von
dem Fahrzeug vorgesehen ist.
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Eine
erfindungsgemäße Fahrunterstützungsvorrichtung
unterstützt
somit insoweit zusammenfassend einen Kurvenfahrt- oder Abbiegevorgang
eines Fahrzeugs an einer Kreuzung, wobei kritische Variablen mit
in Betracht gezogen werden. Die Vorrichtung schätzt zunächst den Reibungskoeffizienten
einer Fahrbahn ab, um eine geeignete Beschleunigung für den Kurvenfahrt-
oder Abbiegevorgang zu bestimmen und berechnet dann eine notwendige
Zeitdauer zum Beendigen des Kurvenfahrt- oder Abbiegevorgangs, wobei
andere Variablen verwendet werden, beispielsweise die Fahrbahnbreite, welche
durch eine der Funktionen der Vorrichtung ermittelt wurden. Auf
der Grundlage eines Vergleichs mit der Zeit, welche ein entgegenkommendes
Fahrzeug auf der Gegenfahrspur benötigt, um an der Kreuzung anzukommen
und der Zeit, die für
den Kurvenfahrt- oder Abbiegevorgang notwendig ist, läßt sich
eine Fahrunterstützung
für das
Fahrzeug für
einen sicheren Abbiegevorgang an einer Kreuzung auf geeignete Weise
erzeugen.
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Unter "Kreuzung" sei im Rahmen der
vorliegenden Erfindung ein Fahrbahnverlauf verstanden, der ein Abbiegen
des Fahrzeugs beispielsweise nach rechts einschließlich einer Überquerung
der Gegenfahrbahn notwendig macht, also beispielsweise auch eine
Straßeneinmündung oder
-gabelung.